云南农村低压电网电压质量分析与改进措施

张敏ZHANG Min

（云南省德宏师范高等专科学校理工系，芒市 678400）

（Yunnan Dehong Teachers College，Department of Science，Mangshi 678400，China）

0 引言

农村配电变压器负荷大多为动力与照明混用，加上农村用电的特殊性，农忙、农闲的用电量相差悬殊，造成配电变压器输出电压时高时低；而电压的波动对各种用电备的性能、生产效率和产品质量都有不同程度的影响。电网中线损的大小与运行电压的平方成反比，线损高低直接反映供电企业的设备状况和经营管理水平，提高电压质量，降低线损是提高供电企业经济效益和社会效益的重要手段。

1 云南农村低压电网电压质量现状分析

由于云南省是少数民族聚居地，其自然地理条件、社会经济情况都与平原地区有很大的差别，大部分农村山寨依山而建。农村低压网络主要是10kV 及以下配电线路构成的，是以农村农牧民群众电炊、电热、生活照明、农副产品加工、农田灌溉、乡镇工业等用电形成的配电网络。最近几年，云南省在农网改造和运行管理方面作了大量工作，确保了部分地区电压稳定运行。但受诸多客观条件的限制和传统运行管理思想的制约，电力单位对农网的运行管理仍部分环节有待改进。具体来讲，云南省农网运行问题主要表现在以下几方面：

1.1 电网结构薄弱，供电能力不足 农村电网多为辐射网，环网供电范围小，负荷转移能力差，事故、检修停电范围大，供电可靠性较低，单主变、单回路供电区域较多，变电站之间转供电能力差，保护配置不全，安全水平与自动化水平都很低，因而供电可靠性普遍较低。近年来，由于家电下乡政策的落实，农村家用电器数量剧烈增加，现有的供电能力已不能满足乡村用电需求。

1.2 电能质量合格率低 最近几年，农村生活质量的改善使得农网用电需求激增，农网运行负荷逐年增加。现有中压配电网线路截面小、回路数少、无功补偿不到位，加之不合理的配变布局，使得电压合格率基本维持在一个较低的水平。据量测，95%的10KV 配网电压达不到运行要求。此外，低压电网运行效率也很低，一些地区线损率已超过15%。

1.3 输供电设备陈旧、安全及可靠性低 农网中运行的变压器大多属于高耗能型，有的地区占80%。部分农网低压架空线还是单股线、破股线、铁线等，给农民的生命和财产安全造成一定的威胁。

1.4 农网布局不合理，缺乏长远规划 由于缺乏规划，农村电网配电变压器分布不合理，低压线路迂回曲折，直接造成农村电网的损耗居高不下，历史客观条件的影响和在主观上重视程度不够等原因，一些边远山区如迪庆、怒江文山等少数名族聚集地仍有无电地区，直接阻碍了农村电能销售的增长。

2 影响农村低压电网电压质量的原因

农村低压供电网采用380/220V 系统供电，随着农网改造的深入，供电电网的电压质量已引起人们的重视。然而一些农村地区用电需求仍然过快增长，部分农村配网还未进行过改造，一些低压老旧线路使用年限久、安全隐患较为突出，为农村用户安全可靠用电带来了严峻考验，使得电压合格率普遍较低。具体来讲，影响农网稳定运行的因素主要有以下几方面：

2.1 农网电压偏移问题的成因分析 县级和县级以下的农电配电网点布局分散，线路输电半径过长。日负荷曲线经常大幅波动，且无功补偿不到位；配电范围内小水电站洪枯水期出力存在较大差异，一到枯水期，配电网电力供应能力明显不足。加之前期规划时对用电负荷估计不准，输电线路普遍为小截面导线，电网运行一段时间后电网电压运行明显不稳，严重时甚至威胁农电设备的安全运行。根据《全国供用电规则》可知受电端电压变化幅度必须在以下范围之内，35KV 高压供电为额定电压的±5%、6～10kV 高压供电及低压动力用户为额定电压的±7%，低压单相用户为额定电压的+5%～-10%。

2.1.1 输电半径过长 农村地区住户分散，供电网点也相对分散，供电线路长距离运行。一般情况下，农村10kV 输电线路的输电半径基本都达到了20～30 公里，规定的经济输电距离为15 公里；低压线路输电半径基本在1000～2000m，而规定的经济输电半径为800m。实际线路输电半径远远超出经济的距离是造成电压损耗的主要原因。

2.1.2 中性线断线造成电压偏移 当三相负荷基本持平时，中性线可以使低压星形供电系统电压维持均衡值，确保三相负载电压始终维持在允许范围内，以满足家用电器和农电设备的用电需求。但如果三相负荷波动较大，使得中性线断线，负载最小相的电压可能会超出额定范围，严重时会影响农电设备的安全运行。而380/220V 低压供电系统又很难保持三相负荷平衡。

2.1.3 日负荷曲线大幅度波动 当前，随着更多惠农政策的颁布，农村生活质量大大改善。农忙时节和新年期间农村地区外地务工人员集中返乡、农村生活用电负荷激增，可能导致的农村个别地区出现低压配电设施满载、过载运行。农村的企业大多采取单班制生产模式，用电高峰集中在白天时段，每到农忙时节农电网络的日负荷曲线就会出现大幅波动，峰谷负荷的差值不断加大，电压运行极不稳定，甚至某些高峰时段低于额定电压，每到低谷负荷阶段，电压又会急剧升高甚至超过额定值。

2.2 农网高电压问题的成因分析

2.2.1 由于相、中性线接线错误，造成电压升高至线电压 电力施工中，通常用相线、中性线同杆架设或同时沿墙敷设380V 三相四线制低压配电线路。在农网改造时，易发生接线错误，如果接线过程中误将中性线作为相线，其它两相线与“中性线”之间的电压将升高到线电压，将会造成电器损坏甚至火灾等事故的发生。

2.2.2 变压器分接头位置需要调整 部分用户为了提高配变二次电压，将配变装置出厂时本应接在II 分头的分接头刻意接入III 分头，使得用户电压偏高。当变电所10kV 出口电压达到上限后，配变二次出口电压达到最大值258.4V；当变电站的瞬时电压大于额定电压，二次电压最大可达到269V。由于一部分10kV 配电线路负荷大幅度波动，而线路中又装有配套的无功补偿电容，当负荷较小时，在线路上形成过补偿，造成10kV 线路电压过高。

2.3 农网低电压问题的成因分析

2.3.1 线路导线截面小 改造农网时，一些区域因无法准确预测用电负荷，采用了截面较小的导线输电，两年后用电符合不断增加，已有小截面的线路无法满足供载流量的要求。

2.3.2 无功补偿容量不足 农村低压电力网中装有多个负载率低的异步电动机及配电变压器，这些设备无功负荷通常较高，因而运行时自然功率因数偏低。运行时一旦补偿并联电容器容量达不到运行需求，线路便会大量输送无功功率而造成电压损耗，继而出现电压偏低的问题。

2.3.3 10kV 或低压配电线路供电半径长 供电半径要根据电网系统供配电能力而定。如果供电半径过长，就会相应加大线损，长期运行会出现电压偏低的问题。农村地区用电高峰期集中出现在春秋季农忙时节，电压偏低会对农业生产活动造成较为严重的影响。电网中现有主变压器，有载调压装置投运率低或调压操作滞后于用电需求，部分农户采用小容量配变器，用电高峰时段配变器超负荷运行，极大的影响了供电质量。

3 改进农网电压质量的措施

近几年，随着云南农村地区旅游餐饮业、果菜种植业的兴盛，以及家电下乡和各种农用机械的增加，村民用电增长过快，农村电网的负荷不断增长，出现了‘卡脖子’现象，部分偏远山区的农村电压质量偏低。今年，我们分期实施了农网改造升级工程，确保让农村地区享受到与城里人同等质量的用电服务，让农民朋友用上安全电、舒心电、满意电。”具体来说，在改善农网电压质量方面主要有以下一些措施：

3.1 电压偏移的调整措施

3.1.1 利用电容器进行补偿 在每一台异步电动机上配套安装随机补偿并联电容器，使其同步于电动机的运行状态，从而调整并优化异步电动机的运行功率因数。过长的输电线路会使电路产生的分布感抗，此时可通过串联电容器来调整线路参数，以控制线损，提高线路输电效率，确保供电稳定高效。

3.1.2 调整生产班次使日负荷曲线尽量平稳 通过加强行政管理，配合经济、技术等方面的管理措施，采用移峰填谷的供电形式缓解用电高峰。下午5～10 时通常为用电高峰期，可在这一时段推行限电政策，同时鼓励深夜24时～次日6 时用电。试行强制农村乡办企业的单班制生产为双班、三班制生产，最大限度控制日负荷曲线的变化，以达到节能降耗的效果。

3.1.3 重新调整低压供电系统的三相负荷，做好中性线的重复接地 为保障用户冬季安全可靠用电，我单位积极组织人员对辖区内运行线路、变压器等配网设备开展负荷测试和红外测温工作，对重载负荷线路及设备进行重点查验，并制定了详细的工作计划及测温测负荷安全作业指导书。安排人员在晚19 时至22 时的用电高峰期，对配电变压器及低压出线进行电流及温度的测量温度，及时处理变压器超负荷运行、三相负荷不平衡等缺陷，并对配电线路的电缆头、高压分接线箱，环网柜展开红外测温，及时监测负荷变化和设备的健康情况。中性接地线的材质与截面必须与相线相同。实际运行中，还需参考位置信息布设二、三处重复接地（接地电阻≤10Ω），以防负荷侧电压中性点偏移设计位置，实现三相电压基本对称平衡。

3.2 综合整改电压偏低的问题

3.2.1 加强农村用电负荷特性及需求侧分析 根据用电需求，大力推行农网改造计划，合理调整县域电网结构和电源点布局，改善农网调压能力，提高供电效率。同时，不断强化低压用户负荷需求管理，借助集体系统建设和装设配变综合监测仪，收集配变和低压户用电负荷相关信息，针对其特性展开综合分析，并参考分析结果进行后续的规划建设和运行管理。

3.2.2 强化运行管理和营销数据分析 配网运行状态检测分析常态化，能够使电力单位实时掌握各配电台区负荷结构和运行特点，并且能够提高低电压普查的工作效率，从而帮助电离电位掌握本单位供电辖区低电压用户的分布状况，以便进一步完善电力服务保障体系。加强电网营销数据分析，有助于建立以客户为导向的协同服务体制，提升故障报修、居民缴费、客户用电安全等服务能力。同时为建立差异化服务机制提供参考依据，加强与重要客户、大客户、高危客户及弱势群体的联系沟通，提前了解政府重点工程的用电需求，进行跟踪服务。此外，要进一步完善优质服务月度例会制度，加强服务事件专项考核，形成一级抓一级的服务保障体系。

3.2.3 加强对农村低电压地区的线路设备改造 为解决农村电网薄弱问题，电力单位在指导居民用户合理开展错峰、避峰用电的同时，组织人员对城乡结合部和农村配电网进行排查。为加快报装接电速度，电力单位及时召开专题会议，制定周密有序的施工方案，按照优先保障、优化流程、优化方案、优质服务的原则和受理快、勘查快、施工快、验收快、送电快的要求，极大地提升了工作效率。同时严把图纸会审关和竣工验收关，有效提升工程质量，切实解决农网架设薄弱、供电质量不高，供电能力不足，供电损耗大等现象。改造后，高标准的低压线路穿过村庄，房屋上的进户线路安装整齐，全新的配电表箱代替了破旧的表箱、私拉乱接的线路消失不见，村容村貌焕然一新，为整个村庄增添了一道亮丽的风景线。

3.3 解决电压偏高的措施 一是对广大电网用户开展用电知识的宣传和培训，提高其对电压质量的监督意识；二是合理调整配电变压器的分接头；三是将变电所主变有载调压装置作为重点监管环节，以保证10kV 母线电压符合运行要求；四是通过自动投切装置严格控制10kV 和低压线路的无功补偿。

4 结束语

农村电网的改造提高了农村电网的安全水平和供电能力，降低了线损，在逐步实行“同网同价”后，减轻了农民经济负担，促进了农村用电量的增长，对扩大内需消费，促进经济增长起到了积极的作用，如何改好电网，让广大群众用上安全电、放心电，值得每一个学习者和电力工作者和去深入分析研究。农村电网是农村重要的基础设施之一，云南省应积极响应国家的号召，落实政策要求。在农网改造升级中对电能质量给予高度重视。为更好地服务“家电下乡”和社会主义新农村建设，必须加强对农村低压电压质量问题的治理，加快对农村电网的升级改造。

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