农村配电网技术安全降损措施探讨

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                           农村配电网主要由10kV线路、配电变压器、0.4kV及以下线路组成。针对农村配电网线路长，损耗大的特点，怎样才能全力提高农村配电网效率，达到降损节能的目的，就自然成了值得我们探讨的问题。   
   农村配电网降损一般采用无功补偿方式，作用在于消除配电网上感性无功功率和容性无功功率产生的无用消耗，从而达到有功功率最大限度出力的效果。  

一、农村配电网10kV线路无功补偿容量的确定  

    10kV线路采用加装高压动态无功补偿装置的办法，达到降损节能的目的。其无功补偿容量的确定，一般按平均负荷计算应该补偿的容量值，用该法确定的无功补偿容量在用电高峰出现时无功缺额仍较大；考虑到未来五年负荷的自然增长，笔者认为无功补偿容量计算按目前最大负荷进行配置是比较合理的。  
    补偿容量确定后，其投切方式的选择也非常重要，目前，10kV柱上装置常用的自动投切方式大致有5类，各类投切方式适用范围分别为：  
               


  
            

    值得注意的是：投切时，其补偿容量必须小于安装处的无功总容量，否则将会因无功倒送而被切除，限制了补偿容量，极易产生投切振荡，因此按自动投切方式各自的应用条件合理的采用10kV线路无功补偿的投切方式点，弥补各自的不足。  

二、农村配电网终端配电单元配电变压器的选择  

   由于做好了配电变压器的节能降损，既能从根本上解决无功流动范围，又能最大程度的降低损耗。所以必须合理的选择配电变压器的容量。一般负载率按冬季满负荷的0.8考虑，变压器采用非晶合金有载调压型变压器。为便于认识，现将非晶合金变压器空载损耗（铁损）与同容量的S7及S9型变压器比较如下：  
        


  
  同时非晶合金变压器还具有以下显著特点:  

（1）不产生发热的结构损耗，使变压器能满足低噪音、低损耗。  

（2）能适应较大的机械应力破坏，线圈不产生变形，承受短路能力强。  
（3）体积小，重量轻，全封闭免维护，运行费用低，使用寿命长。  

（4）发热小，温度低，运行性能非常稳定。  

（5）非晶合金铁芯变压器的节能效果：  

   非晶合金变压器空载损耗较S7系列降低80%以上，负载损耗比S7系列降低30%以上，同时空载电流下降40～60%，属新型绿色环保型变压器。  

    值得注意的是：非晶合金变压器在负载率低于60%及以下时，其效率η大于99%。而农村配电网中居民用电的年负荷率较低，年8760h中，年Tmax=2216.7h，年最高负荷达到90%以上仅为40天左右，平均负载率在10%-40%间，农村配变的负载率也只有21%左右，部分地区仅为5%，针对这类配变情况，笔者认为采用非晶合金的变压器经济运行更为显著。  

三、农村配电网0.4kV线路无功补偿容量的确定  

    目前通常的0.4kV线路无功补偿装置均安装在变压器的低压侧首端，如普通无功补偿装置的安装图：  
      




     0.4kV低压补偿方式有静态补偿和动态补偿两种，其控制方式有：功率因数控制、无功功率（或无功电流）控制等多种控制方式。以往实际应用中的补偿装置有四种：功率因数控制的静态无功补偿装置；无功功率（无供电流）控制的静态无功补偿装置；功率因数控制的动态无功补偿装置；无功功率（无功电流）控制的动态无功补偿装置。
   实际上，安装在变压器的低压侧首端的无功补偿装置的效果只是补偿10kV线路及变压器的无功。实践也证明，对整条低压线路的无功补偿效果不是很显著。  
   根据补偿电容器离负荷越近补偿效果越好的原则，考虑到农村配电网线路负荷的分散性、不稳定性和用电负荷不定期性以及低压配电网分支出线较多的状况，笔者认为采用集中监测、分散补偿的方式效果比较好。即在变压器低压侧安装配电网监测仪检测，电容器分散安装在低压电网各个出线分支的2／3处或线路无功最佳补偿点，通过载波通信将监测仪实时检测到的电流、电压信号传输到补偿电容控制器，通过控制电容器投切来实现低压支路无功补偿的目的，与传统无功补偿装置相比，最大的技术突破就是补偿了一段线路上的无功损耗。  
   该方法改变了以往采用取A相电流和BC线电压为参考信号的控制方式，采用参考信号为无功功率的控制方法。即电网缺多少无功，电容器就补多少无功。
   具体的安装方法是：在变压器低压侧首端安装智能电网监测仪，用来实时监测电网的电压、电流和功率因数，并适时发送三相电压和三相无功电流给无功补偿控制器，控制器通过分析、比较、判断后根据当时需要补偿的无功功率决定补偿电容器的投入和切出。  
   另外，经验数据表明，变压器对无功消耗约占变压器本体容量的6%-8%，针对该部分的无功需求，可在变压器低压侧通过负荷开关接入固定式电容器进行补偿，与此同时对低压负荷率进行监测调整，就能最大程度的降低无功在线路上的损耗。