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“低电压”综合治理!农村电网电压降落的影响有哪些?
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发布日期:2016-07-22
信息来源:原创

针对农村地区呈现的低电压问题,基于线路和变压器电压降落模型,从负荷大小、负荷分布、线路型号、线路长度、配电变压器类型、功率因数及三相不平衡等方面,对农村中、低压电网电压降落的影响因素进行了定量分析。得出的相关结论有助于分析低电压产生的原因,有针对性地提出治理低电压的有效措施。

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  引言

  新农村、新电力、新服务农电发展战略和农村电网建设与改造工程的实施,使农村电网供电能力有了较大改善。随着城镇化建设家电下乡等一系列惠农政策的推行,农村经济持续快速发展,电力需求增长迅速,电气化水平不断提高,对供电质量的要求已由有电用提升至用好电。

  目前,我国农村许多地区又呈现出供电能力不足的情况,低电压问题凸显,对于经济发展较快地区和经济发展落后地区情况同样严重。

  主要原因有:

  1.农网改造后设备运行多年已陈旧老化,建设标准不能满足当前负荷需求,设备长期过载运行,健康水平低;

  2.电源布点和容量不足,变电站间和线路间联络不足,导致供电半径过长、网架结构弱、转移负荷难;

  3.农村负荷分散,特别是山区地区供电线路线径细且长,导致线损高、电压降大;

  4.季节性高峰负荷突增,夏季农忙设备、空调等制冷设备大量使用,冬季春节前后外出务工人员返乡集中使用家电、取暖设备,规模性大棚蔬菜、温室育苗设备大量使用,导致负荷高峰期出现低电压。

  低电压主要存在于农村中低压电网,充分了解农村电网电压降落的影响因素,有助于分析低电压产生的原因,有针对性地提出低电压治理措施。本文基于线路和变压器电压降落模型,全面分析了农村中低压电网电压降落的影响因素。

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  中压线路电压降落影响因素分析

  中压线路电压降落的影响因素包括负荷大小、负荷分布、线路型号与长度、功率因数。通过典型线路计算进行相关因素的影响分析,线路原始计算参数如下:始端电压10.2kV、功率2.5MW、长度10km、线路型号LGJ-120、功率因数0.9、负荷集中在线路末端。

  2.1负荷矩

  线路电压降落与负荷矩M成正比,即分别与线路功率、线路长度成正比。经计算可以得出:负荷矩对线路电压损失影响较大,对于型号为LGJ-120、功率因数为0.9的线路,负荷矩M每增加2MW˙km,电压损失%约增加1%。

  2.2导线型号

  导线截面对电压损失和电压偏差有影响。当导线截面处于35~120mm2范围时,电压损失变化较大;当导线截面处于120~240mm2范围时,电压损失变化较小。

  2.3功率因数

  功率因数对电压损失和电压偏差有影响,对于型号为LGJ-120、负荷矩为25MW˙km的线路,功率因数每增加0.01,电压损失%约下降0.3%。

  2.4负荷分布

  将负荷沿线路的分布情况划分为6种典型分布:①末端集中;②均匀分布;③渐增分布;④渐减分布;⑤先增后减分布;⑥先减后增分布。

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  配电变压器电压降落影响因素分析

  配电变压器(简称配变)的电压降落与负荷功率、变压器型号及负荷功率因数相关。

  3.1负荷功率

  负载率对配变电压损失影响较大;配变型号容量确定时,负载率越高,电压损失越大;负载率低于0.4时,配变容量对电压损失的影响不明显;负载率低于0.8时,配变电压损失小于3%。

  3.2配电变压器型号

  变压器电压降落与成正比。

  由图3可知:相同容量的条件下,S9、S11、S13、SH11、SH15配变的电压损失基本相同,S7配变电压损失比S9~SH15配变电压损失大;当容量在80~800kVA范围内时,S7配变的电压损失比S9~SH15的电压损失大0.2%~0.3%。

  3.3功率因数

  功率因数对配变电压损失影响较大,对于S9~SH15系列配变,当配变容量小于等于800kVA时,功率因数每提高0.02,配变电压损失约下降0.1%。

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  低压电网电压降落规律分析

  影响低压线路电压降落的主要因素同中压线路,包括负荷矩(负荷功率、线路长度),导线型号及功率因数等,其分析方法与中压线路相同。下面通过典型线路计算进行相关因素的影响分析。线路原始计算参数:线路始端电压400V、功率24kW、长度0.5km、负荷矩12kW˙km、线路型号LGJ-70、功率因数0.9。

  4.1负荷矩

  线路电压降落与负荷矩M成正比,即分别与线路功率、线路长度成正比。在线路型号和负荷功率因数一定的情况下,电压降落、电压损失%随负荷矩变化的计算结果见表6。

  由表6可知:负荷矩对线路电压损失和电压偏差影响较大,且呈线性关系。对于型号LGJ-70、功率因数为0.9的线路,负荷矩M每增加2kW˙km,电压损失%约增加0.9%。

  4.2导线型号

  针对LGJ型号导线(截面范围为35~120mm2),在负荷矩、功率因数一定的情况下,电压降落、电压损失随导线型号变化的计算结果见表7。

  由表7可知:当导线截面处于35~50mm2范围时,电压损失%变化相对较大;当导线截面处于50~120mm2范围时,电压损失%变化相对较小。

  4.3功率因数

  考虑功率因数范围一般为0.80~0.92,在负荷矩、线路型号一定的情况下,电压降落、电压损失%随功率因数变化的计算结果见表8。

      由表8可知:功率因数对电压损失和电压偏差有影响。对于型号为LGJ-70、负荷矩为12kW˙km的线路,功率因数每增加0.01,电压损失%约下降0.08%。

  4.4三相不平衡度

  不平衡度描述了电力系统中三相不平衡的程度,可以用电压(电流)负序分量方均根值与正序分量方均根值的比值(百分数)表示。以方形供电区的其中一部分为例,假设三相总功率为12kW,低压供电半径为500m,导线取35mm2,按不同三相负荷分布方式分析。

  1)三相负荷按两相大一相小分布,分析结果见

  2)三相负荷按一相大两相小分布,分析结果见表10。

      在实际情况中,上述2种分布方式电压降落差别不大,最大仅为3V。因此取2种情况的均值作为电压降落修正系数JU,得到表11所示的三相不平衡修正系数,最终电压降落估算值要放大JU。

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