我国的农业电网经历了新中国成立以来到20世纪90年代末 (1998年前) 的农电体制改革、农村电网的改造, 完成了“户户通”工程, 解决了农村“用上电”的问题, 并逐步解决了农村“用好电”的问题。但是尽管如此, 对照社会主义新农村的建设标准和农村经济的发展, 当前农业电气化还处于较低的水平, 两期农网改造仅完成了需要改造面的80%左右[1]。农村电网线路长, 负荷波动大, 电压质量差, 农村的用电量、电力消耗在快速增长, 降损节能是我国农村电网迫切需要研究的问题, 因此研究农村电网的降损节能方法和技术具有广泛的前景。
(1) 用户数量多, 布点分散, 负荷密度较小。由于地理条件的限制, 往往造成低压线路过长, 高损耗配电变压器比例大, 农村电网线损率很高, 导致电能质量下降, 供电成本上升, 供电效益很低。
(2) 电网结构复杂, 分支级数多。农村电网主干网中, 10kV线路占有绝对比例。但由于用户分散, 线路分支级数多, 有的甚至达到五六级之多, 安装使用自动化装置困难, 分支线路若发生事故将造成整条线路停电, 查找故障难度增大。
(3) 一二期在电网改造时, 配电变电器容量的大小是根据当时的农村居民用电状况和用电水平进行设计的, 未能充分估计到农村经济的快速发展和农村用电水平的快速提高所造成的负荷剧增。部分地区的配电变压器容量已经偏小, 甚至有的配电变压器过负荷运行。
(4) 农网运行特性和经济性需要进一步提高。农网的线损率仍然偏高, 需要采取综合措施降低网损。尤其低压网损率偏高, 其中相线损耗、路线损耗以及表计损耗均需降低。农网无功补偿装置不足, 且已装容量投运率较低, 导致功率因数偏低。
单三相混合供电方式是指一个区域采用单相配电变压器与三相配电变压器相混合进行供电的配电方式, 或者说一个区域内单相配电方式与三相配电方式共存的的配电方式。具体说就是在特定的供电区域内, 针对不同的用电性质分不同情况采用单三相混合供电。本文主要从中低压供电模式及相关应用技术来说明三相混合供电技术, 为我国农网建设、降损及提高电能质量提供技术支持[2]。
根据我国国情和农网的实际情况提出以下四种可以实现的降损方案。
(1) 中压主干线及分支线均采用三相制。中压主干线及分支线均采用三相制的方式与目前中压系统建设方式相同, 只是单相变压器接入采用二线方式。
(2) 中压主干线采用三相制, 个别分支采用单相二线制供电。这种配电方式的接线如图1所示。中压线中主干线采用三相制, 负荷较大支路也为三相三线制, 而负荷水平较低分支采用单相二线制。
(3) 中压系统采用单相二线制, 即主干线及分支线均采用单相二线制。
(4) 一线一地配电方式。这种配电方式的接线如图2所示。它采用中性点接地的10kV三相配电系统, 单相支线采用一线一地方式配电。
我国农村电网中经常会存在一个村庄, 几十家人家却使用一台80k VA或100kVA的配电变压器的现象。在这种负荷状况下, 农忙且炎热的7～9月中, 变压器的负载率可以达到0.85, 而剩余的9个月时间里平均负载率则不到0.3, 长时间处于“大马拉小车”的状态, 造成变压器空载损耗严重。有载调容变压器适用于季节性负荷变化幅度比较大的农村电网, 有载调容变器主要通过低负荷时大容量调为小容量这种方式实现降损节能。
根据某电公司根据试点有载调容变压器的现场运行记录情况, 假如配电变压器全年有九个月可以小容量方式运行, 有三个月需要大容量运行则计算分析如下[3]。
(1) S9型有载调容配电变压器与同型号普通配电变压器比较。对于季节性负荷显著的配电台区, S9有载调容配电变压器与同型号普通配电变压器年损耗电量和运行费用比较见表1。
通过表1可以看出, 以实际挂网运行情况为依据, 采用SZ9-T-315 (100) /10型有载调容配电变压器比S9-315/10型普通配电变压器每年可节约电量9362kWH。假如按照电价0.5元/千瓦时来计算, 则每年可节约运行费用4681元, 降低百分比可达54.8%。
(2) S9型有载调容配电变压器与同容量S11型普通配电变压器比较, 对于季节性负荷显著的配电台区, S9有载调容配电变压器与同容量S11型普通配电变压器年损耗电量和运行费用比较见表2。
通过表2可以看出, 以实际挂网运行情况为依据, 采用SZ9-T-315 (100) /10型有载调容配电变压器比同容量S11-315/10型普通配电变压器每年可节约电量7322kWH。假如按照电价0.5元/千瓦时来计算, 则每年可节约运行费用3661元, 降低百分比可达48.7%。
有载调容配电变压器适用于用电季节性强、负荷波动大、用电集中、年平均负载率低, 且在一段时期最大负荷不大于最大额定容量的1/3的场合。所以有载调容配电变压器特别适用于农网改造, 能够有效地节约电能。
在考虑农村电网的综合降损节能技术方案时, 不但从电网侧考虑综合应用节能技术, 还应从需求侧, 也就是负荷侧, 考虑应用节能技术, 从而构成综合节能降损成套系统。并研究其经济效益和社会效益。通过各种新产品新技术在农村各级电网范围内的应用, 达到整体节能的目的。
摘要：我国农村电网的电能损耗率比发达国家仍然高出2～3个百分点, 农村电网的降损节能意义重大。本文通过当前农村电网的实际运行情况, 针对典型问题提出了节能降损方案。
关键词：农村电网,降损,节能
[1] 盛万兴, 宋晓辉, 张莲瑛.新农村典型供电模式[M].中国电力出版社:1.
[2] 盛万兴, 宋晓辉.单三相混合供电模式[M].中国电力出版社:7～9.
[3] 孟晓丽.配电系统综合节能技术[M].编著.中国电力出版社:40～47.
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