论农村配电网存在的问题及解决方案

论农村配电网存在的问题及解决方案王元东彭朝德王东亚平高集团技术中心配网系统研究室467000 摘要：在“十二五”期间，电网公司将对未改造的农村电网进行全面改造，解决目前农村电网新的不适应问题，较好的保障农村居民生活用电，基本解决农业生产用电问题，全面实现城乡用电同网同价；基本建成安全可靠、节能环保、技术先进、管理规范的新型农村电网。

本文主要针对目前农村电网的一些突出问题进行分析及探讨相关解决方案。

关键词：农村电网问题；电压质量；智能配电台区；全网无功优化；低电压综合治理；一体化解决方案1农村配电网问题分析1.1配电台区存在的问题①负荷波动较大；②末端电压较低；③三相负荷不平衡；④不具备配电自动化基础。

1.210kV馈电线路存在的问题①越级跳闸时有发生，供电可靠性差；②线路无功补偿容量不足；③管理手段落后，自动化程度低。

1.335kV变电站存在的问题①补偿装置和补偿方式技术水平落后；②未考虑调压协调控制。

1.4从全网角度分析存在的问题①设备功能和技术落后，不能满足当前配网发展需求；②无功补偿设备独立运行，存在全网无功优化升级的空间；③当前设备不能有效解决配网普遍存在的供电电压不稳定问题；④设备管理方式落后，不具备配电自动化硬件基础。

2解决方案探讨2.1解决思路分析①配电台区为距离用户最近的供电负荷中心区域，作为重点解决电压不稳定（主要是末端的“低电压”问题）、季节性负荷导致配变损耗大、三相有功负荷不平衡、保护不完善及管理难度大的核心设备。

②10kV馈电线路作为供电变电站及用户的“高速公路”，确保道路在通行过程中“无拥堵”、“无损失”、安全可靠是基础。

③35kV变电站是电网变电及馈线输出管理的枢纽中心，主要核心任务是要解决站内配变的无功补偿、电压与无功的协调控，保证电压质量。

④农村全网管理的问题主要落实到一种适合于农村电网的管理方式，即为电网管理的应用、发展“量身定做”的监测、上传、分析、控制的管理系统。

（量身定做：如搞一个复杂的配网后台管理系统，农村电工需花费很大功夫学习、使用，不如根据实际情况做的简单实用。

）综上所述，以上四个问题最终要解决：一种综合解决方案的新型智能配电台区、减少电网损耗的无功优化方案、解决线路末端“低电压”的治理方案、电网的一体化管理解决方案。

2.2智能配电台区解决方案①自动调压技术。

配电变压器具备调压功能。

采用自动调压技术除有效解决农业线路末端“低电压”问题外，可有效降低配网线路用户负荷峰谷期电压波动引起的电压越限（过高或过低），可进一步提高供电质量。

（上述调压：将变压器高压绕组各段以不同方式串入带电回路，从而实现低压侧输出不同的电压值，运行中一般为3档或5档电压调节。

）②自动调容技术。

配电变压器集成自动调容功能。

可大幅降低农村季节性负荷导致台区轻载时的空载损耗，节能效果显著。

（上述调容：主要通过改变变压器高压绕组的Y-∆接线方式，低压绕组并、串联的接线方式来实现配变在额定容量及额定容量的1/３容量位置运行。

）③低压无功补偿及三相不平衡调整技术。

建议配电台区根据实际情况采用多级级差小于2kvar分相分级无功自动补偿方式，满足无功的精细化跟踪补偿要求；采用ＡＢＣ相间跨接电容器（容量可取１～2kvar）的方式改善三相有功的不平衡。

④精细化管理技术。

上述配电台区变压器集成真空负荷开关的总保护功能、配备有线或无线通讯方式，通常可根据用户负荷特性的不同，配合台区综合配电箱内的低压出线断路器达到台区的负荷自动化上下分级用电管理，形成对配电自动化的最佳补充，做到有序、合理调度和生产，实现在同等供电能力下最大最优供电效益。

2.3全网无功优化①总则。

首先，线路各点的高低压无功补偿设备具备“三遥”以上的通讯方式，可从系统全网角度出发，配合相关优化管理系统以降低全网网损为目标，统筹规划，采用分层、分区的技术处理方法，确定设备的最优运行状态，实现全网无功潮流分布合理化和无功分层就地平衡，达到最小的无功流动，实现最大运行效益。

②低压无功补偿。

0.4kV低压补偿安装在台区变压器出线处或低压线路上，就近向用户侧进线补偿，减少无功流动。

同时选择兼顾转移有功电流、校正三相有功的不平衡的无功补偿设备。

补偿容量的确定原则为变压器容量的20~30%选择。

③高压线路无功补偿。

高压线路补偿按照实际情况安装在10kV线路上(1/3，2/5、4/5，2/7、4/7、6/7法则)，主要是减少线路无功流动的损耗，提升末端电压。

补偿容量的确定可利用各线路以往的全年月平均供电量、电压、电流等电力数据综合分析，精确计算出线路无功缺口，兼顾高低谷用电及季节性用电，配置无功补偿容量和数量。

（注意：投切方式为自动循环或编码投切；单套容量的配置不易过大，一般不能超过400kvar；分组通常为两组；投切开关可选择无重燃的专用投切开关；两组电容器间加装限流电抗器减小投入时的追加电流。

）④变电站内高压集中式补偿。

35kV站内10kV高压集中补偿是线路补偿的辅助措施，在线路补偿容量充足、补偿位置合理的情况下，应减少站内补偿，摒弃传统重变电站补偿轻线路补偿的方式，将补偿重点放在线路补偿。

2.4“低电压”治理①总则。

首先，建议设立“低电压”治理的多级协调控制系统，系统以电网各节点电压为依据，利用有线及无线GPRS通信技术、短期与超短期负荷预测等手段，实现对35kV站内有载调压主变、站内无功补偿设备、10kV线路无功补偿设备、带远控的调压及精细无功补偿功能的配电台区、0.4kV 低压无功补偿设备同层多项和不同层多级电压无功协调控制，有效改善供电电压质量。

②低电压的监测。

多级协调控制建设中电压监测仪的安装位置对协调控制效果有较大影响，应选择出现“低电压”现象线路配变末端用户的位置安装多功能能电表或电压监测仪采集数据。

③通讯协议。

10kV线路、台区等电压无功设备所涉及的通信协议种类越少越好，通信协议种类越多，实现难度越大，建设周期越长，投资费用越高；对于新采购的电压无功设备，宜将其技术条件与多级协调控制建设所要求的技术条件通盘考虑，全面规划，统一建设，使项目总体进度、总体质量得到严格控制，以达到效果最佳，建设周期最短，投资费用最小。

④建设模式。

纳入多级协调控制的电网区域可以分批、分期建设完成，因为“低电压”现象是动态的，而非一劳永逸。

一般首期可将全部变电站层的控制纳入控制范围，将出现“低电压”现象的重点线路和配变纳入控制范围；后期可逐步将新出现“低电压”现象的电网纳入控制范围。

2.5一体化解决方案①总则。

以解决农村电网的“实际问题”为出发点，在线路各部分选用“量身设备”为解决办法，配合现代化通讯技术提高电网的运行可靠性，改善供电电压质量，减低运行网损。

（实际问题：损耗问题、“低电压”问题、供电可靠性问题、管理问题。

量身设备：上述涉及能解决电网各节点或区域实际问题的设备，如新型智能配电台区、可调整三相有功不平衡的低压无功补偿、兼有载调压与无功补偿的高压补偿、带方向性零序保护的智能真空断路器等。

）②电网的监测、分析、管理。

建设配电运行管理系统，管理系统与具有“三遥”或“四遥”功能的各节点设备配合，具备对电压、电流、功率因数、零序电流等运行参数、设备运行状态、动作记录、故障记录等实时监测统计分析，同时还要具有电能采集管理分析系统模块，可实现远程自动抄表、定时抄表、居民抄表等，各种数据自动生成各类数据报表和曲线图，为供电单位提供线损统计分析、网损统计分析、台区空载损耗分析、负荷管理分析、电量计量统计和反窃电分析，为配网运行的负荷管理、无功优化管理、“低电压”治理、一体化综合管理和建设提供量化依据。

3系统解决方案预期效果①提高供电质量。

通过农村负荷中心的配电台区自动调压功能稳定线路末端供电电压；通过系统对各级无功补偿装置和台区配变的调控制实现多级联调的“低电压”治理。

②提高供电可靠性。

通过使用新型配电台区（10kV自动调容调压变压器+0.4kV智能低压配电箱+0.4kV低压精细无功补偿）和在各10kV分支线路及大用户进线处安装智能真空断路器，可精确定位并可靠隔离故障，减少停电面积，缩短停电时间。

③提高电网和设备安全性。

电网安全：通过使用带方向性零序保护的真空断路器和新型配电台区，完善并精确各级各类保护功能，确保电网运行安全；设备安全：选择使用的智能型配网的设备具有性能可靠、保护功能完善、使用寿命长的特点；（部分具有防盗功能：如智能台区的变压器）；用户安全：特别适用末端用户，新型智能台区精确保护防止越级跳闸,最大限度保护用户设备安全运行。

④显著节能降损。

新型配电台区的自动调容变压器在负荷峰谷时期自动调整容量以显著降配变空载损耗；新型配电台区的低压精细无功补偿调节三相有功不平衡负荷至一定的平衡状态以降低变压器运行损耗并延长变压器寿命；配网运行管理系统配合各节点分组的补偿装置以达到全网无功优化目标，大幅降低输电线损、压损。

⑤精确调度管理。

通过智能真空断路器和新型配电台区的远程控制，精确控制到线路分支、分界处和每一个配电台区，可实现根据负荷性质和重要性不同分级分点管理，在有限的资源下做到自动化快速停送电，少停电，多供电。

⑥全面用电管理。

配网运行管理系统与各智能型配电设备配合，可实现线路及台区配电监测、无线“四遥”，远程售电、预付费用电、异常用电报警等各种管理功能，并具有电压无功优化控制、馈线自动化运行、电量考核分析、图形化的线损分析、网损分析、故障统计分析、效益分析等功能。

综上分析，农村配电网智能化、经济、可靠一体化系统解决方案的推广应用，能够大幅度降低网损，提高供电可靠性，提升用电管理水平，延长了电器设备寿命，可较好地解决农村配电网当前存在的主要问题。

同时响应国家政策，对节能减排，减少煤炭资源消耗也有很好的效果，既有极佳的经济效益，也有良好的社会效益。

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