農(nóng)村電網(wǎng)電壓降落的影響因素分析

0

引言“新農(nóng)村、新電力、新服務(wù)”農(nóng)電發(fā)展戰(zhàn)略和農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造工程的實施，使農(nóng)村電網(wǎng)供電能力有了較大改善。隨著“城鎮(zhèn)化建設(shè)”“家電下鄉(xiāng)”等一系列惠農(nóng)政策的推行，農(nóng)村經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，電力需求增長迅速，電氣化水平不斷提高，對供電質(zhì)量的要求已由“有電用”提升至“用好電”。目前，我國農(nóng)村許多地區(qū)又呈現(xiàn)出“供電能力不足”的情況，“低電壓”問題凸顯，對于經(jīng)濟發(fā)展較快地區(qū)和經(jīng)濟發(fā)展落后地區(qū)情況同樣嚴重。主要原因有：1農(nóng)網(wǎng)改造后設(shè)備運行多年已陳舊老化，建設(shè)標準不能滿足當前負荷需求，設(shè)備長期過載運行，健康水平低；2電源布點和容量不足，變電站間和線路間聯(lián)絡(luò)不足，導(dǎo)致供電半徑過長、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)弱、轉(zhuǎn)移負荷難；3農(nóng)村負荷分散，特別是山區(qū)地區(qū)供電線路線徑細且長，導(dǎo)致線損高、電壓降大；4季節(jié)性高峰負荷突增，夏季農(nóng)忙設(shè)備、空調(diào)等制冷設(shè)備大量使用，冬季春節(jié)前后外出務(wù)工人員返鄉(xiāng)集中使用家電、取暖設(shè)備，規(guī)模性大棚蔬菜、溫室育苗設(shè)備大量使用，導(dǎo)致負荷高峰期出現(xiàn)低電壓。低電壓主要存在于農(nóng)村中低壓電網(wǎng)，充分了解農(nóng)村電網(wǎng)電壓降落的影響因素，有助于分析低電壓產(chǎn)生的原因，有針對性地提出低電壓治理措施。本文基于線路和變壓器電壓降落模型，全面分析了農(nóng)村中低壓電網(wǎng)電壓降落的影響因素。1

電力元件電壓降落計算模型（略）2

中壓線路電壓降落影響因素分析中壓線路電壓降落的影響因素包括負荷大小、負荷分布、線路型號與長度、功率因數(shù)。通過典型線路計算進行相關(guān)因素的影響分析，線路原始計算參數(shù)如下：始端電壓10.2kV、功率2.5MW、長度10km、線路型號LGJ-120、功率因數(shù)0.9、負荷集中在線路末端。2.1

負荷矩線路電壓降落與負荷矩M成正比，即分別與線路功率、線路長度成正比。經(jīng)計算可以得出：負荷矩對線路電壓損失影響較大，對于型號為LGJ-120、功率因數(shù)為0.9的線路，負荷矩M每增加2MW·km，電壓損失%約增加1%。2.2

導(dǎo)線型號導(dǎo)線截面對電壓損失和電壓偏差有影響。當導(dǎo)線截面處于35～120mm2范圍時，電壓損失變化較大；當導(dǎo)線截面處于120～240mm2范圍時，電壓損失變化較小。2.3

功率因數(shù)功率因數(shù)對電壓損失和電壓偏差有影響，對于型號為LGJ-120、負荷矩為25MW·km的線路，功率因數(shù)每增加0.01，電壓損失%約下降0.3%。2.4

負荷分布將負荷沿線路的分布情況劃分為6種典型分布：①末端集中；②均勻分布；③漸增分布；④漸減分布；⑤先增后減分布；⑥先減后增分布。3

配電變壓器電壓降落影響因素分析配電變壓器（簡稱配變）的電壓降落與負荷功率、變壓器型號及負荷功率因數(shù)相關(guān)。3.1負荷功率負載率對配變電壓損失影響較大；配變型號容量確定時，負載率越高，電壓損失越大；負載率低于0.4時，配變?nèi)萘繉﹄妷簱p失的影響不明顯；負載率低于0.8時，配變電壓損失小于3%。3.2

配電變壓器型號變壓器電壓降落與成正比。圖3配變型號與電壓降落的關(guān)系

由圖3可知：相同容量的條件下，S9、S11、S13、SH11、SH15配變的電壓損失基本相同，S7配變電壓損失比S9～SH15配變電壓損失大；當容量在80～800kVA范圍內(nèi)時，S7配變的電壓損失比S9～SH15的電壓損失大0.2%～0.3%。3.3功率因數(shù)功率因數(shù)對配變電壓損失影響較大，對于S9～SH15系列配變，當配變?nèi)萘啃∮诘扔?00kVA時，功率因數(shù)每提高0.02，配變電壓損失約下降0.1%。4

低壓電網(wǎng)電壓降落規(guī)律分析影響低壓線路電壓降落的主要因素同中壓線路，包括負荷矩（負荷功率、線路長度），導(dǎo)線型號及功率因數(shù)等，其分析方法與中壓線路相同。下面通過典型線路計算進行相關(guān)因素的影響分析。線路原始計算參數(shù)：線路始端電壓400V、功率24kW、長度0.5km、負荷矩12kW·km、線路型號LGJ-70、功率因數(shù)0.9。4.1

負荷矩線路電壓降落與負荷矩M成正比，即分別與線路功率、線路長度成正比。在線路型號和負荷功率因數(shù)一定的情況下，電壓降落、電壓損失%隨負荷矩變化的計算結(jié)果見表6。表6低壓電網(wǎng)電壓降落隨負荷矩的變化由表6可知：負荷矩對線路電壓損失和電壓偏差影響較大，且呈線性關(guān)系。對于型號為LGJ-70、功率因數(shù)為0.9的線路，負荷矩M每增加2kW·km，電壓損失%約增加0.9%。4.2導(dǎo)線型號針對LGJ型號導(dǎo)線（截面范圍為35～120mm2），在負荷矩、功率因數(shù)一定的情況下，電壓降落、電壓損失隨導(dǎo)線型號變化的計算結(jié)果見表7。表7低壓電網(wǎng)電壓降落隨導(dǎo)線型號的變化由表7可知：當導(dǎo)線截面處于35～50mm2范圍時，電壓損失%變化相對較大；當導(dǎo)線截面處于50～120mm2范圍時，電壓損失%變化相對較小。4.3功率因數(shù)考慮功率因數(shù)范圍一般為0.80～0.92，在負荷矩、線路型號一定的情況下，電壓降落、電壓損失%隨功率因數(shù)變化的計算結(jié)果見表8。由表8可知：功率因數(shù)對電壓損失和電壓偏差有影響。對于型號為LGJ-70、負荷矩為12kW·km的線路，功率因數(shù)每增加0.01，電壓損失%約下降0.08%。4.4三相不平衡度不平衡度描述了電力系統(tǒng)中三相不平衡的程度，可以用電壓（電流）負序分量方均根值與正序分量方均根值的比值（百分數(shù)）表示。以方形供電區(qū)的其中一部分為例，假設(shè)三相總功率為12kW，低壓供電半徑為500m，導(dǎo)線取35mm2，按不同三相負荷分布方式分析。1）三相負荷按兩相大一相小分布，分析結(jié)果見

表9。表8低壓電網(wǎng)電壓降落隨功率因數(shù)的變化表9兩相大一相小負荷分布情況2）三相負荷按一相大兩相小分布，分析結(jié)果見表10。表10一相大兩相小負荷分布情況在實際情況中，上述2種分布方式電壓降落差別不大，最大僅為3V。因此取2種情況的均值作為電壓降落修正系數(shù)JU，得到表11所示的三相不平衡修正系數(shù)，最終電壓降落估算值要放大JU倍。表11三相不平衡修正系數(shù)5

結(jié)語通過對農(nóng)村中低壓電網(wǎng)電壓降落的影響因素分析，可以得出如下結(jié)論：1）對于中壓線路，負荷矩和負荷分布對線路電壓降落的影響較大，導(dǎo)線型號對電壓降落的影響次之，功率因數(shù)對電壓降落的影響最小。2）對于配電變壓器，負荷功率、負荷功率因數(shù)、配變型號對配變電壓降落均有較大影響；相同容量的條件下，S9～SH15配變的電壓降落基本相同；容量小于6