农村配电网节能改造技术研究

陈小辉

（国网河南省电力公司辉县市供电公司，河南 辉县 453600）

农村地区配电网建设整体性能堪忧，一些区域变压器设备性能老化、中低压配网结构不合理，线路设置不合理，导致线损过大，成为制约农村电力发展的主要瓶颈。据有关部门统计显示，农村地区配电网损耗达到20%。为此，引入节能技术，对农村配电网进行改造，以提升配电网运行节能性、经济性水平。

1 我国农村配电网运行现状

目前，农村配电网构建与布局结构不够合理，虽然电网覆盖率已达到100%，但在供电与用电需求上，断电、网损等问题依然突出，难以提高农村用电效益。同时，在配电网设备管理上，长期以来，农村经济水平相对滞后，对电网设备的投入、更新较慢，一些陈旧设备、高损设备依然服役，也会给整个农村用电安全、用电效能带来影响。另外，在农村配电网安全管理上，由于配电网分散、线路铺设不够规范，一些地区还存在农户自行接线的现象，使得线路拉结在一起，带来诸多用电安全隐患。部分农村用户所使用的线缆存在老化现象，绝缘效果差，一些胶质电线作为主配线，在用电高峰期可能出现融化风险，引发安全事故。为此，应立足农村用电需求，加强农村配电网节能改造，促进农村配电网健康、高效、可持续发展。

2 农村配电网节能改造要点

一是做好配电网科学规划，优化无功控制。考虑到农村配电网电损高问题，与有功损耗、补偿有较大关系。调整无功功率是降低电能损耗的重点。二是对母线电压进行调控。分析配电网用电耗损量，与母线电压有较大关系，结合对电压的调控来节能降耗。当电网电流较大时，提高母线电压来降耗；电流较小时，降低母线电压来维持较低能耗。三是更换节能配电变压器。变压器是配电网系统中的重要部分，农村地区以传统变压器为主，电耗高，因此要更换新型节能变压器。四是做好日常负荷的节能管理。在农村地区，用电负荷具有一定的波动性。曲线波动越大，损耗越多。完善电力需求侧分析与动态调控，能够有效降低曲线波动幅度，达到节能目标。五是更换导线。考虑到电网损耗的因素，导线也是重要内容。铜芯导线线损要低于铝芯导线。另外，扩大导线截面也有助于降低电网损耗。

3 农村配电网节能改造技术措施

3.1 构建农村配电网节能改造经济性模型

在进行农村配电网节能改造之前，需要从经济性模型分析入手，了解用电损耗的主要因素、损耗程度与损耗量的关系。在改造流程上，将中压配电线路改造为AVC线路，化解无功补偿带来的损耗问题；增加变电站数量，减小配电网供电半径，实现降耗目标；更换中压线路导线线型，改为铜芯线，扩大导线半径，降低能耗；新增无功补偿装置，降低电网损耗；对传统变压器更换为S13型节能变压器；设置电网负荷曲线波动度为30%，优化网损。

3.2 优化配电网供电半径的技术措施

供电半径对配电网节能改造意义重大，从农村配电网改造规划设计上，适当调整供电半径，特别是缩小中压线路供电半径，来优化与用电负荷的关系。根据国家相关标准，E类乡镇供电半径一般为1～5 MW/km2。结合农村地区实际，在此基础上适当缩小供电半径，来获得节能目标。如在中压线路设计上，支线长度不超2 km；对于偏远地区或山区，考虑到供电距离较长，可以引入双电源分段联络方式，增强供电可靠性。同时，考虑到农村用电负荷相对低于城市，对中压线路截面保持不变，而在提高配电网经济性上，对主干线截面调整为185 mm2，对次干线截面调整为120 mm2。

3.3 优化配电网无功补偿的技术措施

在配电网节能改造技术中，对无功补偿的调整，通常设置补偿点于改造线路的2/3处，对前段线路，由变电站进行补偿；对后段线路，由补偿电容器来调整。该方法的应用可以实现对配电网不同区域的规划，还能有效降低配网损耗。当然，从提高配网无功补偿效能上，还应在配电网设置监测台及中央监测台，以满足对不同区域电网运行状态的有效监测，及时发现和解决影响电网安全运行的故障和隐患，提高配网运行安全性、稳定性、经济性。

3.4 优化配电网变压器的技术措施

变压器是配电网节能改造的重点，为了提高节能性能，专门购置新型节能变压器S11，化解农村地区变压器损耗过大问题。但是，考虑到农村地区用电负荷变化较大的问题，特别是昼夜用电差异性突出，由此带来的负荷波动问题，也会增加电网损耗。为此，引入卷铁芯变压器来提高变压器的节能效果。另外，在变压器容量与负荷优化配比选择上，结合不同农村地区用电负荷实际，通过计算方式来获得变压器的负载率，来优化变压器的空载损耗、线路损耗。同时，确定某一容量变压器，还要对其容量利用率进行调控，来降低损耗。在变压器分接头选择上，可以通过调整分接头来降低配电网损耗。通常，变压器在运行时，电压的变化对配电网损耗影响最大，电压升高5%，损耗增加15%。而电压继续提高，损耗则进一步扩大。对于变压器参数的参数，可以根据电网并联来获得节能降耗目标。如调整功率因数，当功率因数较低时，节能效果较好；可以在变压器二次侧无功功率补偿中，设置功率因数来降低损耗；动态调整电网运行负荷，根据负荷曲线的变化，波动小则电网经济性越好。因此，可以调整变压器负载率方式，来优化负荷曲线的波动幅度，获得节能效果。另外，在变压器布点与设置上，以箱式变压器换掉过去立柱式方案，增加安全性；在人群密集、供电负荷密集的农村地区，要对变压器设置安全警示牌，确保电网改造安全。

4 结语

农村配电网节能改造技术的应用，要适应新农村建设发展需要，强调技术创新，提高科学规划，合理设计改造方案，避免出现漏洞而影响后期电网的稳定、可靠使用。