横琴新区配网电压等级提高到20KV与农网影响

曾辉建

【摘 要】 横琴新区10kV线路农网的部分升级改造后，随着近年来农村用电负荷逐年大幅上升，由于电网基础设施建设速度滞后，造成农网20kV线路末端低电压情况时有发生。为此，本文详细分析了农网20kV线路末端低电压的原因，提出了解决措施，可供参考。

【关键词】2 0 k V农网；低电压；用电负荷；调压管理；解决措施

【中图分类号】TM411+.4【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0373-02

近年来，珠海横琴新区农村经济进入了快速发展轨道，农村用电需求大幅增长。而另一方面，整个珠海横琴新区原来只有3个变电站，农村电网基础设施建设速度滞后，特别农村家电下乡政策实施以来，农村地区用电负荷大幅提升，落后的农村电网与高速增长的农村电力需求之间形成了一定的反差，供电能力和电压不足已经成为广大农民反映较为强烈的突出问题。虽然，近几年已逐渐重视农网的建设与改造，在改善电压质量方面做了大量的工作，解决了一部分地区的电压不足问题，但由于客观条件的限制等原因，当前珠海横琴新区农村部分仍然存在电压质量偏低的问题，直接影响到农村电网末端电力用户高效可靠、节能经济用电水平。因此，珠海供电企业结合农村电网实际情况，采取相关技术措施，解决农网线路末端低电压问题，让农村群众“用上电，用好电”。

1 电压质量标准及10kV农网低电压现状

1.1 中低压配电网电压质量标准

根据国家电网农[2003]293号文关于印发《国家电网公司农村电网电压无功和供电可靠率管理办法的通知》中的相关技术要求可知：35kV及以上电压等级供电的，其电压正、负偏差的绝对值之和应不超过标称电压的10%；10kV及以下三相供电的，其电压允许偏差为标称电压的±7%（即：10kV为9. 3kV～10.7kV；380V为353V～407V）；低压220V单相供电的，其电压允许偏差为标称电压的-10%～7%（即：198V～235V）；对于电压质量有特殊指标要求的电力用户，其供电电压允许偏差值应严格按照供用电协议执行。

1.2 10kV农网低电压现状

由于农村10kV电网在技术升级改造前受到产权归属、自动化水平较低、建设理念滞后等因素的制约，加上农村中低压配电网的电压质量管理工作长期得不到供电企业的重视，即便在农网改造后对农村中低压配电网结构有了较大优化改进，但由于没有充分结合农村社会经济发展速率，没有进行详细的用电需求分析，导致农村20kV及以下中低压配电网终端低电压问题依然存在，不能从根本上确保终端用户的供电电压质量水平。

2 农网10kV线路末端低电压原因分析

2.1 农网结构较薄弱

电网结构较为薄弱是农村10kV配电网中面临的主要问题，珠海横琴新区跟全国大多农村一样，也存在变配电台区地址与区域负荷中心不匹配，尤其是部分20kV馈电线路，其距离较远、负荷较重、分支线路较多，加上日常运行维护管理技术措施不到位，导致线路首端电压偏高、终端电压偏低，严重影响供电电压质量水平。

2.2 用电负荷急剧增加

近几年来，珠海横琴新区以及农村社会经济的快速发展，横琴新区工业用电快速发展，所上工业都是几百亿的大项目，而农村日常生产和生活用电负荷急剧增加，春、秋两季进入用电低谷期，系统电压增高；冬、夏两季进入用电高峰期，人均用电量大、用电负荷集中，其人均用电量将比春、秋两季高2～3倍左右，这样势必会导致用电高峰期10kV配电变压器运行存在过负荷甚至超负荷工况，供电导线严重发热，线路过流损耗引起线路压降增大，进而引起线路终端电力客户的供电电压偏低，影响其正常高效用电。

2.3 调压管理工作落实力度较弱

以前旧有的10kV线路、配电变压器、以及配电装置进行技术升级改造后，虽其供电能力得到加强，但由于日常调压管理工作落实不到位、未能根据负荷实际情况实时动态调整配变抽头挡位，导致终端20kV配电变压器抽头挡位与实际负荷不匹配；一些偏远落后的山区，没有按照要求配置无功动态补偿装置，有的虽配置了无功动态补偿装置，但运行监视维护措施未能有效跟上，未能及时对20kV配电网运行工况进行动态跟踪处理；有的变配电台区未按照相关规定设定D类电压监测、监控点，或虽配置D类电压监测设备，但由于运行服役时间较长已出现损坏、数据显示不准确等问题，导致不能准确可靠进行终端电压监测分析和低电压预防控制；20kV变配电台区基础自动化设施不全和自动化水平偏低，导致供电区域出现电压偏低和电压波动较大问题时，供电部门不能及时准确掌握变配电台区监测监控点的实际电压运行状况，导致供电企业不能及时准确采取有效技术措施进行整改处理，结果造成供电区域电压偏低现象长期存在，影响终端电力用户安全可靠用电。

3 解决措施

3.1 提高电网电压等级、提高输配电容量

农村电网110kV及以下高、中、低压配电网线损，约占电力系统线损的60%以上，且10kV及以下中、低压配电网其线损随负荷的增加比重越来越大，由原来的40%上升到55%以上。农村社会经济发展伴随电力负荷急剧增加，已使得10kV农网结构适应不了供电量快速增长需求，导致10kV农网已接近饱和甚至超出输配电容量需求。将横琴新区农网从现有10kV电压等级提高到20kV，具有以下多方面的优势：

（1）可以提高农网输配电能力，减小供电导线截面，提高电网技术升级改造经济性。

（2）可以提高负荷，增加农村电网输送距离，提高终端用户电压水平。

（3）减少电压损耗，提高供电电压合格率。

（4）降低输电电流，减少线损。

将农网电压从10kV提高到20kV，可以有效确保供电电压具有较高质量水平。输电线路电压降与电力负荷有功功率P、无功功率Q、输电距离长度L、单位导线电阻R0、单位导线电抗X0、以及电网标称电压U等均有关，其电压损耗可以表示为：

从上述分析可知，如果将横琴新区电网由10kV升高到20kV电压等级，则在输送同功率电能时，线路电流降低为原来的一半左右，损耗百分比只有原来的25%，这样可以有效降低电能输送过程中的一次能源消耗，降低线路损耗，提高终端供电电压质量水平。此项应用在珠海市横琴新区目前正在实施，整个横琴新区电压等级提高到20KV，得到了良好的节能效果，也符合当下的国家产业政策。以每年横琴新区用电10亿度算，单线损节约也要超过千万，这可不是一笔小数。如果得以在全国推广，将会为我国电力系统降低线损立下汗马功劳。

3.2 提高20kV变配电台区母线电压稳定性

电网电压调控运行水平，取决于系统无功功率实时平衡程度，即电网系统中各种无功功率电源的无功功率出力，应与系统电力负荷和网络损耗相匹配，以确保系统供电电压在允许范围，否则系统电压波动将为增大超过允许偏差值，尤其当无功功率不能满足系统调控需求时，电压就会发生下降，严重时将会引起整个电网电压发生崩溃。要提高20kV农村配电网各点电压的合格率和终端电压质量水平，首先应保证10kV变配电台区母线电压具有较强稳定性。通过在变配电台区安装适当容量的集中无功自动补偿装置（如：SVC、SVG等），根据系统负荷波动情况自动调节系统无功补偿容量，确保系统无功功率始终处于动态平衡运行工况，避免由于无功欠补偿或过补偿引起系统电压不合格问题发生；对于负荷波动较大的20kV农村配电网，在采用无功自动补偿很难满足调压需求时，应优选带有载自动调压分接开关的配电变压器，通过DSP数据处理器运算分析形

成对应调控决策，改变配电变压器的分接开关档位，确保20kV母线电压具有较高合格率和较强稳定性。

3.3 加大无功补偿量，提高功率因数

按照一流供电企业电网的综合电压合格率要求达到96%以上，必须加大无功补偿量、补偿位置、补偿方式等方面的研究。功率因数的考核要严格按时段进行，高峰用电负荷时段其功率因数值应达到0.96～1.0之间，合格率要达到95%以上；低谷用电负荷时段其功率因数值应达到0.93～0.96之间，电压合格率要大于85%以上。增加对20kV配电网无功容量的优化配置，且优化配置时应严格按照“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”等原则执行，同时认真分析供电区域用电负荷波动和用电增长率情况，逐年提高系统电容器容量所占无功补偿容量比，并结合先进在线自动化监测监控装置，根据系统实时运行工况智能自动生产调控决策，以利更有效地控制系统功率因数的总体质量水平。要严格执行《功率因数调整收电费》等相关文件，通过各种奖惩激励机制让用户主动参与到无功调节工程中，及时装好无功补偿电容器，通过分布就地平衡提高系统无功补偿能力，确保20kV农村配电网安全可靠、节能高效稳定的运行发展。

3.4 采用馈线自动调压器稳定终端用户电压

馈线自动调压器是农村配电网终端用户提高电压的一种先进电力设备，其可以自动跟踪20kV配电网输入电压变化值并自动调节确保输出电压恒定在优质电压水平。馈线自动调压器实际就是三相自耦式配电变压器，其可以在±30%电压波动范围内对输入电压进行自动调节以满足用户端电压需求，其具体安装示意如图1所示。

通过在长距离20kV线路的中末端安装馈线自动调压器，当线路前端负荷处于空载运行工况时，线路后端电压会出现偏高甚至过高问题，自耦调压器可以自动跟踪电压水平并进行自动降压调节；在线路前端负荷较重时，终端电压会出现偏低甚至过低问题，自耦调压器可以自动跟踪系统电压水平并进行自动升压，以确保馈线后端线路负荷点的电压具有较高质量水平，提高20kV农村配电网电压合格率。

3.5 依靠先进的计算机技术，加强系统电压管理

结合计算机技术、电力通信技术、传感器技术等，利用SCADA数据采集监控系统、调度自动化系统等，实现对20kV变配电台区的电力负荷、有功无功功率、功率因数、以及20kV母线电压进行动态监测，并经DSP数据处理单元、PLC控制器等自动完成电压合格率的计算分析、存储打印等功能。20kV农村配电网调度值班人员可以根据这些实时数据信息，更加科学合理地进行配电网调度，使配电网运行方式的改变、主变压器分接头档位调整、无功补偿电容器组投切时段等更加及时可靠、准确合理。

4 结束语

综上所述，农网结构较薄弱、用电负荷急剧增加、调压管理工作落实力度较弱等，是引起20kV农网末端电压偏低的主要原因。通过提高系统电压等级、提高系统20kV母线电压合格率和稳定性、加大无功补偿提高功率因素、采用馈线自动调压器、加强电压调控管理等技术管理措施，可有效提高20kV农网末端电压，为农村用户提供优质经济的电能资源。

参考文献

[1] 黄芷定；邹玲玲.如何解决农村配电网低电压问题的探讨[J].中国西部科技，2010年24期

[2] 吴春芳.提高居民端电压合格率的措施[J].农村电气化，2010年08期