基于对农村电力网的组成及规划的探讨

李新功，石岩鑫

1.尚志市电业局，黑龙江 尚志 150600

2.建三江电业局变电工区前哨变电所，黑龙江 佳木斯 156511

1 农村电力网的组成

农村电力网由不同等级的电力线路和升压变电所、降压变电所等组成。根据农村用电来源的不同，农村电网可分为：

1）农村自建小型发电厂的方式：农村小型发电站有小型水电站、柴油发电机组、小型火电厂、风力发电站、沼气发电站、地热发电站等。将农村小型发电厂发出的电力输送到附近的乡镇用户处，需要架设输送和分配电力的线路；若发电厂离用户比较远，还需要通过升压变电所的升压变电器才能将电力输送出去。具有高电压的电力输送到用户附近，还得通过降压变电所的降压变压器把电压降到适合一般动力和照明用的380/220V的电压；

2）电力系统供电的方式：在城市附近或大电力系统经过的地方，农村的电力用户可直接从大电力系统取得用电。

2 农村用电及农村电力网的特点

由于农村人口居住分散和农业生产季节性、时令性强，农村负荷小且分散等特点，使农村用电负荷及电力网有下列特点：

1）负荷密度低且负荷分散：每平方公里平均用电负荷叫负荷密度。由于农村地域辽阔，人口居作分散，用电不集中，电力负荷密度很低。因此电力网中小容量配电变压器数量较多，配电点多而且分散、配电线路较长，线路上的电压降较大、电压质量较差，运行管理不方便。由于农村负荷密度小，因此用电负荷功率也较小，农村电力网的延伸面广、规模大，不利于运行管理；

2）农村用电负荷受季节和气候影响较大：一般在农作物生长和收获的春、夏、秋三季用电量较大，尤其是干旱季节用电经常处于紧张状态；暴雨时，低洼地区日夜排涝.也会造成电网的满负荷或超负荷运行，导致电网电压过低.甚至造成电动机无法启动。此外.农副产品加工也有很强的季度性。不需要的季度负荷非常小；

3）负荷峰谷差大、负荷率小：农村用电负荷峰谷差大、其最小负荷率甚至小于0.1。在乡镇企业发达的地区，最小负荷常会有不同程度的提高；

4）允许间歇性停电，利用小时低：农村用电主要是为电力排灌和农副产品加工，因此可以采用间隙供电的方式，这对避开电力网高峰负荷时间较为有利。此外，由于许多电力设备，如排灌设备、农副产品加工机械在全年中只有很少一段时间使用，使配电变压器和线路经常处于轻载或停用状态，因此农村电力网设备的综合利用小时较低。

一年中用电器具水泵的电能A，除以用电器具的装机容量P称为利用小时T0（T=A/P），一般乡村综合负荷利用小时为1500h～3000h。

5）负载的功率因数低：农村电力负荷除照明用电外，一般都是小容量的交流异步电动机，加之配套不合理，安装地点分散，功率因数较低，一般为0.6～0.7，轻载时更低。因此，必须在农村变电所的6kV～10kV母线上或在用户电动机端并联电容器，以提高电力网的功率因数。

传送距离远、传送功率及电能小，农网设备和线路的利用率低，使农网供电成本偏高。

3 农村电力网的规划

3.1 电力负荷的分类和构成

1）电力负荷及负荷分类。电力负荷指电力系统某部位的功率，可分为有功负荷和无功负荷，其有功功率叫有功负荷，无功功率叫无功负荷。

按电能的生产、供给和使用过程分类可把负荷分为用电负荷、供电负荷和发电负荷。用电负荷就是电力系统内各个用电户在某一时刻所消耗的功率总和。供电负荷就是电力系统中各发电厂在某一时刻供给电力网的总功率。发电负荷就是电力系统各发电厂在某一时刻实际发电功率的总和。三者的关系是：发电负荷减去厂用负荷等于供电负荷；供电负荷减去电力网的功率损耗等于用电负荷。

按照用户和负荷的重要程度，将电力负荷分为3类：

（1）类负荷：该类负荷停电后，会造成人身伤亡和重大设备损害；

（2）类负荷：该类负荷停电后，将引起主要设备损坏，会造成大量废品、大量减产、带来一定经济损失；

（3）类负荷：所有不属于I、II类负荷的用户负荷，即为第III类负荷，如一般工厂、城乡照明等。

为了保证重要用户的供电，当系统出现事故或系统电源紧张时，将根据负荷的重要程度，进行合理限电。

2）负荷曲线。电力系统的电力负荷是时刻在变化的。电力负荷随时间而变化的特性曲线叫做负荷曲线，分为日、周、年负荷曲线和年持续负荷曲线等几种。

日负荷曲线表示电力负荷数值一昼夜0时～24时的变化情况；周负荷曲线表示1周内每天最大负荷的变化状况；年负荷曲线表示1年内各月最大负荷的变化情况。

3）负荷的构成。这里指用户负荷的构成，也就是分析一个地区、一个部门、一个行业的用电量。

3.2 农村供电电源的选择

农村用电一般可由地区电力网供电，但也应充分利用当地能源，如利用水力、劣质煤等发电，建设小型水电站或火电厂。在由电网供电的地区，农忙或突击排灌时，也可利用柴油机发电作为补充。

3.3 配电电压的选择

农村电力网一般用6kV～10kV电网供电而不另建变电所时，也可采用38/0.4kV变压器直接配电。

3.4 线路布局

架空输电线路将电源和用户连接起来，它的结构形式与电网的安全运行有着密切关系。一般线路的布局形式如图1所示。其中图（a）、（b）、（c）结构简单、经济、运行方便，主要缺点是供电可靠性差。而图（d）虽然供电可靠性较好，也较为经济，但运行调度较复杂，故障时电压质量差；图（e）结先的先决条件是有2个或2个以上电源，且与负荷点的位置应得当。

图1 线路布局形式

35kV及以下各级电压线路要有一个经济、合理的供电半径。35kV线路一般不超过40km，线路应避免迂回供电和近电远供。线路导线截面要按经济电流密度进行选择，其计算负荷对于一般供电线路要考虑5年的发展，电厂的并网线路要考虑电厂全部装机满发时，需经线路送出的最大负荷。

3.5 低压电力网的合理布局

低压电力网的合理布局要解决两个问题，一是确定低压线路的合理供电半径；二是确定配电变压器的位置和容量。

[1]韩娜，许跃进.农村低压电网规划设计应用软件开发[J].中国农业大学，2009(4).