農(nóng)村“低電壓”綜合治理問題淺析

 引言
2010年國家電網(wǎng)公司《關(guān)于綜合治理農(nóng)村“低電壓”問題的工作意見》要求力爭用兩年時間基本解決當(dāng)前農(nóng)村存在的“低電壓”問題。農(nóng)村“低電壓”問題的形成，主要是由于投資不足造成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱及新農(nóng)村建設(shè)和家電下鄉(xiāng)等惠農(nóng)政策，引起農(nóng)村負(fù)荷不斷增大。第一輪農(nóng)網(wǎng)改造期間，公用線路分支線、企業(yè)T接線路以及變壓器均未徹底改造，存在設(shè)備陳舊、變壓器損耗大和線路運(yùn)行可靠性低的問題。盡管近年來通過大修、技改等工程實(shí)施后有了大改觀，但隨著新農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)民生產(chǎn)水平日益提高，農(nóng)網(wǎng)供電負(fù)荷不斷增加，部分區(qū)域仍然存在電壓質(zhì)量問題，隨著新一輪網(wǎng)改等工程的實(shí)施將會逐步解決。
解決農(nóng)村“低電壓”問題需要從農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)改造、生產(chǎn)運(yùn)行、營銷服務(wù)等方面統(tǒng)籌考慮，充分利用國家實(shí)施新一輪農(nóng)網(wǎng)改造升級的機(jī)遇，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化布局，提升農(nóng)村電網(wǎng)調(diào)壓能力和無功補(bǔ)償效能。農(nóng)村“低電壓”問題需要按照“優(yōu)先解決緊急問題、重點(diǎn)解決嚴(yán)重問題、逐步解決一般問題”的原則分布解決。筆者認(rèn)為用無功補(bǔ)償解決功率因數(shù)低的問題可取得較為明顯的效果，其優(yōu)點(diǎn)是投資小、見效快。在電網(wǎng)安全運(yùn)行的過程中，通過進(jìn)行無功補(bǔ)償處理，在一定程度對于提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率具有非常重要的作用。因此，對電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)償時，選擇的補(bǔ)償方案要具有科學(xué)性、合理性，在一定程度上能夠大大地提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，進(jìn)而確保電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性。同時，在選擇補(bǔ)償方案時，如果分配的無功功率不科學(xué)、不合理，就會造成線損的增加，電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性就會明顯地降低。無功補(bǔ)償是提高電壓質(zhì)量的主要因素，也是提高電網(wǎng)效能的核心。整個電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，由于電網(wǎng)覆蓋面積非常廣，規(guī)模非常大，并且電網(wǎng)非常復(fù)雜，因此通過對配電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償處理，對電力系統(tǒng)在降損節(jié)能和改善電壓質(zhì)量方面發(fā)揮著重要的作用。
1 無功功率對電壓及用電設(shè)備性能的影響
用電設(shè)備都是按照在額定電壓下運(yùn)行條件制造的，當(dāng)其端電壓與額定電壓不同時，用電設(shè)備的性能就要受到影響。電壓的變化不僅影響用電設(shè)備的運(yùn)行特性，而且還影響用電設(shè)備的功率。在穩(wěn)定運(yùn)行情況下，用電設(shè)備的功率隨電壓變化的關(guān)系稱為負(fù)荷的電壓靜態(tài)特征。從無功負(fù)荷的靜態(tài)特性還可以看出，要想維持負(fù)荷點(diǎn)的電壓水平，就得向負(fù)荷提供相應(yīng)的無功功率。如果系統(tǒng)不能滿足負(fù)荷的無功功率要求，負(fù)荷的端電壓就會被迫降低。系統(tǒng)所提供的無功功率越少，電壓就越低，相應(yīng)的用電設(shè)備就無法正常運(yùn)行。
根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，如果供電電壓超出規(guī)定的允許值，就會影響功率因數(shù)。如果供電電壓超過額定值的10%，無功功率在磁路飽和的影響下將會快速地增長。如果供電電壓低于額定值，功率因數(shù)因無功功率的減少而有所提高，電氣設(shè)備的正常工作直接受到供電電壓降低的影響。所以，需要采取措施在一定程度上保持供電電壓的穩(wěn)定性。
2 電網(wǎng)中無功補(bǔ)償?shù)谋匾?
電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要一種特定的環(huán)境，電網(wǎng)中的無功功率問題，是由電網(wǎng)本身的運(yùn)行規(guī)律所決定。無功電流產(chǎn)生無功功率，嚴(yán)重影響著電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。因此，無功補(bǔ)償就在確保電網(wǎng)高效運(yùn)行，以及提高供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益方面發(fā)揮作用。無功補(bǔ)償是穩(wěn)定電壓的必然選擇，電壓的穩(wěn)定是電網(wǎng)輸送過程中的重要條件，也是電力輸送質(zhì)量不可缺少的重要方面。利用無功補(bǔ)償?shù)姆绞奖３蛛娏€路電壓穩(wěn)定，則可達(dá)到上述的要求。
3 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t及重點(diǎn)
3.1 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t 通常情況下，進(jìn)行無功補(bǔ)償時，需要遵循以下原則：①總體平衡與局部平衡相結(jié)合的原則；②電力部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合的原則；③分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合的原則，注重分散補(bǔ)償；④降損與調(diào)壓相結(jié)合的原則，注重降損。
3.2 無功補(bǔ)償?shù)闹攸c(diǎn) 無功補(bǔ)償?shù)闹攸c(diǎn)是低壓電網(wǎng)和各級變壓器；低壓電網(wǎng)主要是感應(yīng)電動機(jī)和家用電器的無功補(bǔ)償；各級變壓器中重點(diǎn)是大量分散的10kV配電變
壓器。
4 低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)姆椒?
4.1 隨機(jī)補(bǔ)償 用電設(shè)備在運(yùn)行的過程中，投入無功補(bǔ)償，當(dāng)用電設(shè)備停止工作時，退出補(bǔ)償設(shè)備，而且補(bǔ)償容量不需頻繁調(diào)整，另外具有投資少、見效快、安裝容易、事故率低等，這是該補(bǔ)償方式的優(yōu)勢所在。
4.2 隨器補(bǔ)償 接線簡單、便于維護(hù)和管理、對配變空載無功進(jìn)行有效補(bǔ)償，平衡該部分的無功，無功網(wǎng)損有效降低，另外具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前最為常用的補(bǔ)償手段。
4.3 跟蹤補(bǔ)償 在無功補(bǔ)償中跟蹤補(bǔ)償是優(yōu)先選用的方式，這是因?yàn)?，跟蹤補(bǔ)償在運(yùn)行過程中具有靈活，維護(hù)工作量小的優(yōu)點(diǎn)，同時在使用時間和安全性方面，比隨機(jī)補(bǔ)償和隨器補(bǔ)償更具優(yōu)勢。
5 高壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償
5.1 通過對現(xiàn)有的城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)與改造，在10kV的配電線路中加裝了無功補(bǔ)償裝置系統(tǒng)，在一定程度上，將會明顯改善配電網(wǎng)供電能力，提高客戶端的電壓質(zhì)量，供電的可靠性也將會明顯提高。進(jìn)而在一定程度上提高了10kV配電線路供電的安全性與可靠性，同時提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
5.2 就地平衡是進(jìn)行無功補(bǔ)償時必須要遵守的原則。在這一過程中，具體流程為：一在變電所內(nèi)根據(jù)主變?nèi)萘颗渲脤ρa(bǔ)償電容器組進(jìn)行安裝固定。二是在線路負(fù)荷中心或某處，根據(jù)低負(fù)荷時的無功需求量，進(jìn)行安裝固定補(bǔ)償電容器組。三是在線路負(fù)荷中心的上側(cè)加裝固定自動補(bǔ)償電容器組。
5.3 通常情況下，對于農(nóng)網(wǎng)10kV配網(wǎng)系統(tǒng)來說，通過采用變電站集中補(bǔ)償、10kV線路補(bǔ)償、用戶端低壓補(bǔ)償，以及隨機(jī)補(bǔ)償對電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。
5.4 根據(jù)線路補(bǔ)償?shù)脑瓌t，降低線損、提高力率、電壓的效果是重點(diǎn)考慮的因素，將電容器實(shí)行單點(diǎn)或多點(diǎn)電容器補(bǔ)償安裝固定在線路電桿上。如果線路供電半徑長、負(fù)荷重、功率因數(shù)低的10千伏線路，建議采用配電低壓側(cè)集中補(bǔ)償與中壓線路補(bǔ)償相結(jié)合的無功補(bǔ)償模式，選用自動分組投切的無功補(bǔ)償裝置。
5.5 根據(jù)該線路的平均無功負(fù)荷和最小無功負(fù)荷計算，進(jìn)而在一定程度上對某一條配電線路的補(bǔ)償容量進(jìn)行確定。
6 結(jié)束語
搞好電網(wǎng)的無功功率補(bǔ)償是有效提高農(nóng)村電壓水平的一項(xiàng)有力措施，可減少系統(tǒng)無功的傳輸，提高電網(wǎng)的輸電能力，同時使電網(wǎng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定。搞好農(nóng)村“低電壓”綜合治理工作，還必須從優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高管理水平和人員綜合素質(zhì)等方面著手，在一定程度上確保農(nóng)網(wǎng)電壓質(zhì)量可控性、能控性、在控性等。