基于對農村電力網的組成及規劃的探討

李新功，石巖鑫

1.尚志市電業局，黑龍江 尚志 150600

2.建三江電業局變電工區前哨變電所，黑龍江 佳木斯 156511

1 農村電力網的組成

農村電力網由不同等級的電力線路和升壓變電所、降壓變電所等組成。根據農村用電來源的不同，農村電網可分為：

1）農村自建小型發電廠的方式：農村小型發電站有小型水電站、柴油發電機組、小型火電廠、風力發電站、沼氣發電站、地熱發電站等。將農村小型發電廠發出的電力輸送到附近的鄉鎮用戶處，需要架設輸送和分配電力的線路；若發電廠離用戶比較遠，還需要通過升壓變電所的升壓變電器才能將電力輸送出去。具有高電壓的電力輸送到用戶附近，還得通過降壓變電所的降壓變壓器把電壓降到適合一般動力和照明用的380/220V的電壓；

2）電力系統供電的方式：在城市附近或大電力系統經過的地方，農村的電力用戶可直接從大電力系統取得用電。

2 農村用電及農村電力網的特點

由于農村人口居住分散和農業生產季節性、時令性強，農村負荷小且分散等特點，使農村用電負荷及電力網有下列特點：

1）負荷密度低且負荷分散：每平方公里平均用電負荷叫負荷密度。由于農村地域遼闊，人口居作分散，用電不集中，電力負荷密度很低。因此電力網中小容量配電變壓器數量較多，配電點多而且分散、配電線路較長，線路上的電壓降較大、電壓質量較差，運行管理不方便。由于農村負荷密度小，因此用電負荷功率也較小，農村電力網的延伸面廣、規模大，不利于運行管理；

2）農村用電負荷受季節和氣候影響較大：一般在農作物生長和收獲的春、夏、秋三季用電量較大，尤其是干旱季節用電經常處于緊張狀態；暴雨時，低洼地區日夜排澇.也會造成電網的滿負荷或超負荷運行，導致電網電壓過低.甚至造成電動機無法啟動。此外.農副產品加工也有很強的季度性。不需要的季度負荷非常小；

3）負荷峰谷差大、負荷率小：農村用電負荷峰谷差大、其最小負荷率甚至小于0.1。在鄉鎮企業發達的地區，最小負荷常會有不同程度的提高；

4）允許間歇性停電，利用小時低：農村用電主要是為電力排灌和農副產品加工，因此可以采用間隙供電的方式，這對避開電力網高峰負荷時間較為有利。此外，由于許多電力設備，如排灌設備、農副產品加工機械在全年中只有很少一段時間使用，使配電變壓器和線路經常處于輕載或停用狀態，因此農村電力網設備的綜合利用小時較低。

一年中用電器具水泵的電能A，除以用電器具的裝機容量P稱為利用小時T0（T=A/P），一般鄉村綜合負荷利用小時為1500h～3000h。

5）負載的功率因數低：農村電力負荷除照明用電外，一般都是小容量的交流異步電動機，加之配套不合理，安裝地點分散，功率因數較低，一般為0.6～0.7，輕載時更低。因此，必須在農村變電所的6kV～10kV母線上或在用戶電動機端并聯電容器，以提高電力網的功率因數。

傳送距離遠、傳送功率及電能小，農網設備和線路的利用率低，使農網供電成本偏高。

3 農村電力網的規劃

3.1 電力負荷的分類和構成

1）電力負荷及負荷分類。電力負荷指電力系統某部位的功率，可分為有功負荷和無功負荷，其有功功率叫有功負荷，無功功率叫無功負荷。

按電能的生產、供給和使用過程分類可把負荷分為用電負荷、供電負荷和發電負荷。用電負荷就是電力系統內各個用電戶在某一時刻所消耗的功率總和。供電負荷就是電力系統中各發電廠在某一時刻供給電力網的總功率。發電負荷就是電力系統各發電廠在某一時刻實際發電功率的總和。三者的關系是：發電負荷減去廠用負荷等于供電負荷；供電負荷減去電力網的功率損耗等于用電負荷。

按照用戶和負荷的重要程度，將電力負荷分為3類：

（1）類負荷：該類負荷停電后，會造成人身傷亡和重大設備損害；

（2）類負荷：該類負荷停電后，將引起主要設備損壞，會造成大量廢品、大量減產、帶來一定經濟損失；

（3）類負荷：所有不屬于I、II類負荷的用戶負荷，即為第III類負荷，如一般工廠、城鄉照明等。

為了保證重要用戶的供電，當系統出現事故或系統電源緊張時，將根據負荷的重要程度，進行合理限電。

2）負荷曲線。電力系統的電力負荷是時刻在變化的。電力負荷隨時間而變化的特性曲線叫做負荷曲線，分為日、周、年負荷曲線和年持續負荷曲線等幾種。

日負荷曲線表示電力負荷數值一晝夜0時～24時的變化情況；周負荷曲線表示1周內每天最大負荷的變化狀況；年負荷曲線表示1年內各月最大負荷的變化情況。

3）負荷的構成。這里指用戶負荷的構成，也就是分析一個地區、一個部門、一個行業的用電量。

3.2 農村供電電源的選擇

農村用電一般可由地區電力網供電，但也應充分利用當地能源，如利用水力、劣質煤等發電，建設小型水電站或火電廠。在由電網供電的地區，農忙或突擊排灌時，也可利用柴油機發電作為補充。

3.3 配電電壓的選擇

農村電力網一般用6kV～10kV電網供電而不另建變電所時，也可采用38/0.4kV變壓器直接配電。

3.4 線路布局

架空輸電線路將電源和用戶連接起來，它的結構形式與電網的安全運行有著密切關系。一般線路的布局形式如圖1所示。其中圖（a）、（b）、（c）結構簡單、經濟、運行方便，主要缺點是供電可靠性差。而圖（d）雖然供電可靠性較好，也較為經濟，但運行調度較復雜，故障時電壓質量差；圖（e）結先的先決條件是有2個或2個以上電源，且與負荷點的位置應得當。

圖1 線路布局形式

35kV及以下各級電壓線路要有一個經濟、合理的供電半徑。35kV線路一般不超過40km，線路應避免迂回供電和近電遠供。線路導線截面要按經濟電流密度進行選擇，其計算負荷對于一般供電線路要考慮5年的發展，電廠的并網線路要考慮電廠全部裝機滿發時，需經線路送出的最大負荷。

3.5 低壓電力網的合理布局

低壓電力網的合理布局要解決兩個問題，一是確定低壓線路的合理供電半徑；二是確定配電變壓器的位置和容量。

[1]韓娜，許躍進.農村低壓電網規劃設計應用軟件開發[J].中國農業大學，2009(4).