阜康地区农网“低电压”治理方案浅谈
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摘要：本文通过对农村电网运行过程中出现线路末端电压质量差、线路损耗大的问题进行分析，通过对比分析几种治理方案，优化组合来解决低电压问题的可行性进行探讨。
关键词：农村电网 无功补偿 可行性
近年来全国各地都在对农网进行改造，实现农村供电的抄表到户。农村电网基本上以自然村为单位，以一台或多台配变统一供电。并将配变设于负荷比较集中的地理位置，然后采用放射状的低压供配电网络方式供电。由于农村的居住区比较分散，低压线路较长，造成末端的用户电能质量不能保证。再者，现在农村的电气化设备日渐增多，而现有的电器特别是电动机等负荷比重较大，它们在消耗有功功率时，也吸收大量无功功率，这样降低了低压线路的供电能力。而无功电力的严重不足，又严重威胁农电网的安全稳定运行。
为了改变农电网中存在的“低电压”问题，除了要搞好农电网有功电力的规划和建设外，也要切实搞好无功电力平衡和无功补偿规划，合理安排无功电源，以满足本地区或本部门的需要，不断提高农电网的安全经济运行水平。
阜康配网供电范围包括阜康市城区及周边七个乡镇、二个兵团农场和两个工业开发区，最高运行电压220kV，截止2009年年底，35kV农网变电站10座，变压器17台，总容量 76.5MVA。35kV线路11条，线路总长度165.37公里。10kV配网线路38条，线路总长为1041.6公里，辖区共拥有配电变压器1516台，总装见容量为120.327MVA（其中公变共320台，总装见容量为20.216MVA）。
2009年底，阜康地区配网的电容器无功补偿总容量为253.560MVar；其中局属35kV变电站电容器无功补偿总容量为6.0MVar,线路电容器无功补偿总容量为3.1Mvar，低压台区无功补偿容量为2.592Mvar，用户电容器无功补偿总容量241.868MVar。
阜康地区农村电网供电电压等级以35kV、10kV为主，35kV变电站大部分由110kV变电站辐射性供电，供电可靠性较低。阜康地区农村电网覆盖范围主要为农业地区，工业相对不发达，因此负荷结构以农业灌溉和民用为主，工业负荷比重相对较小，负荷高峰期间，农业负荷占比重达到62.59%，因此，本地区负荷主要具有以下一些基本特点：
1.1季节性负荷波动大
每年4－9月是灌溉负荷高峰期，也是全网负荷的高峰期。2009年8月，阜康地区电网最大负荷在42.461 MW（除去两个工业园区负荷）左右，为历史最高记录，且部分变电站接近于满载，如滋变、九运变、小泉变等。这一时期，负荷峰谷差较大（最大峰谷差达到26.68MW），负荷率较低，功率因数相对较低，部分35kV变电站功率因数仅为0.8左右，系统内的电力电容器这一时期基本全部投入运行。
在负荷低谷季节，变电站基本都是单主变运行，个别站甚至出现了“大马拉小车”现象，如永乐变在农灌高峰时期负荷约5.6 MW，而在低谷季节，平均负荷只有0.62MW。滋变、九运变负荷高峰时期负荷在10 MW左右，而在低谷季节，平均负荷只有1.8MW左右。
1.2 日负荷波动较大，负荷率较低
由于农灌负荷所占比重较大，本地区负荷每天有两个高峰段，即早峰和晚峰，而后夜负荷相对较小，日负荷率不足80%，09年阜康电网日峰谷差最大为26.68MW。负荷波动范围较大给电压调整带来一定的困难。
由于地区负荷有以上特点，使本地区负荷预测有一定的难度，给电网运行方式安排和计量准确性也带来了一定的困难，而带来的最大问题，还是电压调整问题。
2、阜康地区电网无功电压管理现状及存在问题
由于无功电压运行管理在资金投入、设施投入、人力投入等方面都有所欠缺，无功功率分散，点多可控性较差，不像有功功率都在各级调度管辖之中，因此无功电压的运行管理工作难度较大。目前阜康地区农网无功、电压运行管理工作基础薄弱主要表现有以下几点。
(1)阜康电网呈现东西长链型供电，在东西狭长的供电范围内，除阜康变、甘河子变外，再没有可支撑供电网络的电源点，随着线路传输无功负荷的增大，电压损耗也相应增加，由于电网网架较为薄弱，特别是土墩子、滋泥泉子地区，由于没有电压支撑点，在负荷高峰期间地区电压偏低情况非常突出。(2)农村电网结构不尽合理，导线截面细，迂回线路长，供电半径较大，配变设备陈旧老化，更新速度慢，低压无功补偿滞后等原因，造成农村电网线损较大，线路末端电压较低，严重影响企业正常生产经营。(3)农网无功补偿容量不足，不能做到分层分区、就地平衡，电网传输无功功率较大，部分10kV线路有功、无功比例为1:1甚至1:2，用户补偿意识不强，造成配网无功压力增加。(4)农网35kV变电站多为无人值守站，距市区距离较远，已安装的无功补偿装置大部分不具备自投切功能或无法实现远控，不能根据实际情况及时投退。(5)大部分35kV变电站主变为无载调压变压器，不能根据实际负荷电压情况及时调整电压。
3.1整改方案一：通过改善网架结构改变农村电网电压
由于多年来对于农村用电的治理较缓慢，农网发展较地方负荷需求脱节，卡脖线、迂回线在农村电网中较为普遍，同时也延长了供电半径，末端电压质量低劣。为了改善农村电网的电压，应对农村电网进行改造，重新设计线路走径，消除迂回线和卡脖线，缩短供电半径，增加变电站主变容量提高供电能力，逐步将无载变压器更换为有载变压期，及时根据负荷调整电压，使末端用户电压达到有关要求。
3.2更改方案二：通过增加无功补偿改善农村电网电压
(1)35kV变电站集中补偿。在35kV变电站的10kV母线上安装并联电容器，实现变电站的集中补偿，可以有效的提高35kV农网线路的电压和功率因数。(2)实行杆上补偿方式。由于农网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿，使得补偿度受到限制。由此造成很大的无功缺口需要由变电站来填，大量的无功沿线传输使得农网网损仍然居高难下。因此可以采用 10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上（或另行架杆）进行无功补偿，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。(3)对配电变压器、低压线路、农用电机进行无功补偿(随器补偿)近年来阜康农村电网在35kV变电站的10kV母线上和部分10kV线路上安装了并联电容器，实现了变电站的集中补偿和10kV线路的分散补偿，提高了10kV电网的功率因数。但从目前无功补偿的配置情况看，高压补偿的比例较大，低压补偿的比例偏小，在电网农村低压电网中只在部分100kVA以上的工业用户安装了并联电容器，而大量的农用变压器和电动机基本上没有补偿，因此配电变压器、低压线路、农用电机分级补偿势在必行。