農村電網節能降耗的可行性應用

邸哲清，霍宇波，李明擎

（山西省電力公司朔州供電分公司農電組,山西朔州,034000）

我國電網存在一些問題，我根據自己在農村電網管理中的經驗結合實際電網的運行結構，總結了一些經驗，如果大家有不同意見，可以商榷。

1 我所在地區為山西地區朔州市，其電網運行大致情況如下

1.1 許多地方電網的運行不合理動態靜態負載結構不平衡，大量老舊變壓器同網運行，無功補償率不夠合理，造成事故率高,損耗高。

1.2 農村電網管理低下，從業人員素質不高，種種因素造成電網運行效率較低。

1.3 農村電網中的補償多為同桿并架、串聯電容補償、動態和自動投切等先進技術應用面不廣。致使線損和網損居高不下。

面對農村電網運行中實際特點，針對某縣級農村配電網的實際情況，通過山西朔州懷仁縣10kV 0.4kv實際線路的綜合網損，提出了線路無功補償和優化方法，對于電源輸出端進行靜態并聯，用戶接入節點加入動態。給個別較大用戶進行端對端補償，另外變壓器在配電網中數量較多，s9 s11型號多，更新和改造的一些老舊變壓器，減小設備自耗，使整個電網的安全可靠運行。加速淘汰該地區老舊高耗能變壓器。根據現場實際峰谷平數據理選擇合理變壓器容量、可以分時段調節變壓器分接頭，力求達到負載平衡。農村電網中降耗，現實的辦法只能通優化線路和選取節能變壓器加上無功補償來實現。

2 電力10kva補償技術計算辦法

三相總功率計算式為：

其中：S為電網實時視在三相總功率，單位（千伏安）

P為三相實時視在有功功率，單位（千瓦）

Q為三相無功功率，單位KVAR

U為三相線電壓，單位kV;

I為三相線電流，單位A

φ為功率因數弧度角。

無功當量的概念，是計算線損的技術依據，但是其目的只是建立一個初期理論依據。

終端電源輸出有功功率P（KW）和整個輸電網路無功功率Q，有功功率損耗和無功功率損耗分別為：

R為電力網中平均電阻（歐）、可以用接地電阻測試儀，測試相關數據，U為電力網中實時運行電壓（千伏）

電源端輸出用功功率是靜態，無功功率的動態補償Qc。可就算出功功率損耗。

式（4）中的表示為：終端輸出1kvar無功功率時，實際線路中降低的有功功率損耗值，這個比值稱為無功經濟當量，以Cj表示。

（1）線路產生的無功功率Q越大，補償后減少的有功功率損耗值越大。

（2）線路的電阻R越大，補償后減少的功率損耗值越大。說明了補償地點與無功電源的電氣距離越遠，則效果越好。

（3）補償地點的電壓u降越大，補償后產生效益越大。

（4）2Q-Qc的差值越大，補償后的效益越大。但是補償容量的大小根據計算得出，最好與實時測量結果確定。

以上并不能作為電力網最優補償的根據，而只是簡便地確定無功補償的地點和容量。必要時可以與現場采集術數據不對，加以設備修正系數。

典型的農電電網布局如下。（1）；圖（1）所示：

3 無功補償容量的最優分布

通過計算獲得補償容量以后。需要現場進行數據采集，不能以計算結果為準。通過實時數據域計算結果進行比對，獲取修正系數確定最優方法。我在現場采用fluk1902電力質量分析儀，大概以一年峰谷數據求平均值選取，采用動態加靜態方式。按照等網損微增率準則，當電網各補償點的網損微增率相等時，全網的無功補償容量才有最優分布。如何確定網損微增率，以下為計算推導：

3.1 考慮到農網接入多樣復雜性，計入無功網損時，應用拉格朗日乘數法，則可計算求得最優分布條件。

式中△P∑：補償后總功率減少數（千瓦）

Qc1… Qcn為1、2…n段位需要無功補償電容容量（千發）

△Qci、△Q∑：補償后i段無功損耗減少數，總無功損耗減少數（Kvar）

QLi： i 段輸配電線路的無功損耗功率。

從（9）、（10）計算推理，，當終端輸出總有功損耗（△ P∑）對各負荷接點的無功補償容量Qc1… Qcn的偏導數（各網損微增率）相等時（都等于常數λ），全網的無功補償容量具有最最分布。

而對于農村電網中的輻射網絡，各線路電阻和無功負荷為已知，全網無功補償容量Qc，要是全網的有功網損為最小，各條線路的無功補償容量應按下式確定：

式中

Q1、Q2…Qn為各條輻射線路的無功負荷（Kvar）

Qc1、Qc2…Qcn為各條輻射線路的無功最優分布容量（Kvar）

（11）式即為總補償容量確定后，按網損最小確定分布方式。即所謂的反比例法則。補償點應選在λ≤γeq且為負值的結點。但是考慮電網實際。實際應用中最好選取平均值。無功補償點先后順序選擇：距配電輸出越遠、無功負荷輸出較大、選取λ值最大的結點進行補償。然后按此序列補償。但考慮農村電網的實際，節點中的較大用戶。可以考慮單獨補償。

為此。我選擇山西朔州市懷仁縣區，一個10kv供電網絡進行技術試點，如下為相關數據。選取兩點地點。容量都為315kva變壓器。。規格為s9 s11型。采取集中并聯方法3×25kF，補償方式為西安某廠家自動投切型。可以供其他農電工作者參考。

8月25日海北頭東西臺區總表電量

4 結論

通過以上實測數據表明，在農村現行電網中加裝補償裝置很有必要。但是補償的選擇和經濟性也很重要，現行市場中補償分為。靜態，動態，自動投切三種模式，其特點為。靜態價格便宜，結構簡單，只是電容器的串并組合，效果一般。動態補償，價格中等，結構相對復雜。價格稍高，補償效果較好。自動投切為高端使用，結構復雜。效果明顯，以上是我在實際應用中的一些經驗。歡迎大家指正。

[1] 華北電力設計院推薦電力網中負荷的經濟功率因數