论文部分内容阅读
摘要：多年以来，由于农网整改资金缺乏、农村经济水平不高等原因，致使农村低压电网的建设远远落后于其他方面的发展。农村供用电中存在着许多亟待解决的问题，尤其在农村低压电网建设方面有很多问题值得我们去研究和探讨。
关键词：农村低压电网；规划设计；改造
中图分类号： U665.12 文献标识码： A 文章编号：
一、 引言
随着社会主义市场经济体制的建立和运行，农村用电结构急骤变化，用电负荷和电量大幅度增长。
其一，农村排灌用电的概念有了新的涵义。过去，农村排灌用电主要是指水稻、小麦、玉米等农作物的灌溉用电。而近年来，农村经济林发展极快，面积突增。这些经济林对电力灌溉的需求更甚于农作物，且负荷大而较平稳，使农村排灌用电负荷和电量大大增加。
其二，乡镇企业异军突起，其用电已成为农村电力需求的重要组成部分。
其三，农村用电负荷随季节性波动幅度减小，供电峰谷差及年负荷不均衡程度逐渐降低。
其四，农村生活水平不断提高，生活用电增长很快。
二、农村用电及低压电网现状
1、电能损耗大，电价高。农村电能损耗大是农村用电中普遍存在的问题，据统计，我县农网低压平均线损率为9%～15%，个别低压台区则超过20%以上，造成农村用电电价居高不下。从技术角度来分析，造成农村电能损耗的原因主要有6 点：
（1）线路损耗造成的原因是多方面的，其中，低压导线截面过小，很多铝芯主干线截面小于16 mm2；线路过长，某些主干线长度甚至达5～6 km；线路老化，阻抗较大；导线绝缘等级低下，泄漏电流大，这些原因均造成了很大的电能损耗。
（2）变压器利用率过低，空载、轻载情况多。许多配变利用率不到30%，铜、铁损耗大。
（3）低压电网功率因数过低，引起电能损耗。
（4）三相负荷不平衡，产生相间不平衡电流，引起损耗。
（5）低压户内线漏电大引起电能损耗。许多农户的户内线装设不规范，由于绝缘老化或绝缘损坏，常会导致相间短路或相线对零线、相线对地产生泄漏电流。
（6）计量误差较大。计量用的电能表、电流互感器、电压互感器等损坏或计量误差而引起电量损失。
除了技术方面引起的损耗外，农电管理工作跟不上，人为的偷、窃电现象也是造成电能损失、电价过高的又一个重要原因。
2、用电安全性差。一些地方（尤其是半山区、山区）的低压电网还是20 世纪七八十年代时建设的，导线线径细、老化严重、容易断线；线路与房屋、树枝、通讯线路、广播线等物体安全距离不够；电杆高度低、杆径细、强度差；线路走线混乱，用电私拉乱接；户内绝缘线老化、接头多、绝缘水平低下，所有这些因素均可造成农村用电中人员伤亡及火灾事故的发生。
3、电压不稳定。因为农村低压电网主干线、接户线线径细，线路过长，负荷配置不合理，功率因数低等原因，造成了农村用电电压不稳定，正常用电时电压偏低现象比较普遍，有些地方线路末端处电压甚至只有150 V，使得农户正常用电受到制约。
4、用电可靠性差。由于许多农村高、低压电网设备较陈旧，设备“健康水平”差，往往一遇刮风、下雨就会跳闸，跳闸停电的概率大；在用电负荷高峰，受设备、线路容量的限制，往往有电送不出、用电“卡脖子”，经常要拉闸限电，不能保证用电的连续性和可靠性。
三、农村低压电网规划与整改
为了实现农村用电的“安全、高效、可靠”的目标，广西省开始提出了新农村建设的要求，依据《农村低压电力技术规程》的要求及各地在新农村建设方面的经验，对农村低压电网规划、整改方面需要注意的一些技术指标和要求进行综述。
1、 配电变压器地理位置的确定
农村低压电网的布局应与农村发展计划相结合，一般采用放射单向供电，供电半径一般不应大于0.5 km。在选择配电变压器安装位置时应注意：（1）靠近负荷中心；（2）避开易燃、易爆、污秽场所；（3）高压进线、低压出线方便；（4）便于施工、运行维护。
以柳江县拉堡镇科棉屯为实例，根据科棉屯内实际街道和用电负荷分布情况来确定变压器的位置，尽量使配变周围的负荷量基本均等，且进出线方便。在农网改造前该屯是129户，配变为一台50的变压器并装在村头，以致形成了配变周围的负荷量严重不均等的情况，供电半径达到了将近2km，到用电高峰时用户经常连日光灯都无法点亮，经过供电部门工作人员的勘察后，重新确定了变压器的位置，延长了10kv线路至村屯的中心位置靠近负荷中心并更换了变压器为80。事实证明，经过改造以后该屯的用电质量明显提高，末端电压也提高了约10%。
2、配电变压器容量选择
在选择变压器容量时应满足用电的需要的同时，又能使容量得到合理的利用，既要在高负荷时不过载，又要使负荷系数（用电负荷/额定容量）能经常保持在0.3 以上。
现以某县为例，根据实际负荷预测选择配变容量，此台区有照明用户138 户。一般情况下每户的设备容量为：厨房用电容量（包括电磁炉）1 600 W；照明用电容量250 W；娱乐用电容量（包括电视机、电脑）700 W，合计用电容量为2 550 W。根据分析， 此地居民用电的最大负荷出现在晚饭前后19：00—22：00 时间段，这时的用电负荷有：部分照明、厨房用电等，约占居民用电负荷的40%左右，查设计手册得需用系数为0.4～0.6，依据实际情况，设计时取0.4 系数即可，则此台区的计算负荷为：1.02 kW。该台区共有住户138 户，由于居民的作息时间不同，最大负荷出现时间不长，按照本地区居民生活习惯，取同时系数为0.6，则折算后该台区居民用户的总计算负荷为：
由于居民用电基本没有无功补偿，故取功率因数。考虑到变压器的经济运行，取变压器最佳负荷率K为0.8，则变压器容量S应为： 通过以上计算，该台区应选用160 变压器，可以满足近期及近若干年负荷需要。
由于生活用电负荷的不断发展，使远期居民负荷很难预测，现在要将农村电器设计做到十分完美不太可能。因此只有不断探讨和总结经验，才能为居民的用电提供更优质的服务。
3、配电变压器高低压侧开关的计算、选择和确定高压熔断器应选用国家的定型产品，并应与复核电流、运行电压及安装点的短路容量相配合。选择低压熔断器时，其额定电流应大于电路的工作电流。
配电变压器熔丝的选择宜按下列要求进行：（1）容量在100及以下者，高压侧熔丝按变压器容量额定电流的2～3 倍选择。（2）容量在100 及以上者，高压侧熔丝按变压器容量额定电流的1.5～2 倍选择。（3）变压器低压侧熔丝（片）按低压侧额定电流选择。例如①：160的三相变压器，试选择高压熔丝的额定电流。先求出变压器高压侧的额定电流：
然后计算出高压熔丝的额定电流：
=13.8～18.5 A；最后再根据熔丝规格，选出最接近的一种熔丝，即选择15～20 A 比较合适。例如②：160的三相变压器，试选择低压侧熔丝（片）的额
定电流。
因变压器低压侧熔丝（片） 按低压侧额定电流选择：
所以变压器低压侧熔丝（片）选择的额定电流为400 A。
四、导线线径的选择
在选择导线截面时，应该从线路首端到末端，从主干线到分支线由大到小的顺序选择阶梯型导线截面，同时要考虑今后的发展和电压降的要求。低压电网导线的线径及供电距离的合理选择，对减少电能损耗的效果非常显著，值得重视，现以科棉屯配变为例进行说明。科棉屯东面低压架空主干线，输送距离365 m，有功功率为84.46 kW，低压线路在计算导线截面时采用7%电压损失系数。选择低压导线可用下式简单计算：
S=PL/C△U%
式中，P为有功功率（kW）；L为输送距离（m）；C为电压损失系数。系数C可选择：三相四线制供电且各相负荷均匀时，铝导线为50。
S=PL/C△U%=84.46365/50=88.08
所以，此配变东面主干线导线截面应选择LGJ-95 的。南面支干输送距离为170 m，有功功率为84.46 kW，低压线路计算
导线截面时采用7%电压损失系数。可得：
S=PL/C△U%=84.46190/507=45.85
所以，南面支干导线截面应选择LGJ-50 的。根据农村具体情况（盖新房），考虑到今后的发展，其余支干均选择LGJ-50 的铝导线。
五、结束语
农村电网建设与规划工作是关系广大农民切身利益的大事，农网改造中，特别要注重农网的规划，认真思考如何管理好、运营好、规划好农网，进一步巩固和发展农网改造成果，逐步完善农网的建设。农网发展规划要与城镇规划相一致，农网规划建设与改造既要考虑超前性，又要符合各地区的实际情况。
参考文献：
[1] 夏道止.电力系统分析[M].北京：中国电力出版社，2004
[2] 肖湘宁，徐永海，刘连光.供电系统电能质量讲义[M].北京：华北电力大学出版社，2000
[3] 吴希再，熊信银，张国强.电力工程[M].武汉：华中科技大学出版社，2003
关键词：农村低压电网；规划设计；改造
中图分类号： U665.12 文献标识码： A 文章编号：
一、 引言
随着社会主义市场经济体制的建立和运行，农村用电结构急骤变化，用电负荷和电量大幅度增长。
其一，农村排灌用电的概念有了新的涵义。过去，农村排灌用电主要是指水稻、小麦、玉米等农作物的灌溉用电。而近年来，农村经济林发展极快，面积突增。这些经济林对电力灌溉的需求更甚于农作物，且负荷大而较平稳，使农村排灌用电负荷和电量大大增加。
其二，乡镇企业异军突起，其用电已成为农村电力需求的重要组成部分。
其三，农村用电负荷随季节性波动幅度减小，供电峰谷差及年负荷不均衡程度逐渐降低。
其四，农村生活水平不断提高，生活用电增长很快。
二、农村用电及低压电网现状
1、电能损耗大，电价高。农村电能损耗大是农村用电中普遍存在的问题，据统计，我县农网低压平均线损率为9%～15%，个别低压台区则超过20%以上，造成农村用电电价居高不下。从技术角度来分析，造成农村电能损耗的原因主要有6 点：
（1）线路损耗造成的原因是多方面的，其中，低压导线截面过小，很多铝芯主干线截面小于16 mm2；线路过长，某些主干线长度甚至达5～6 km；线路老化，阻抗较大；导线绝缘等级低下，泄漏电流大，这些原因均造成了很大的电能损耗。
（2）变压器利用率过低，空载、轻载情况多。许多配变利用率不到30%，铜、铁损耗大。
（3）低压电网功率因数过低，引起电能损耗。
（4）三相负荷不平衡，产生相间不平衡电流，引起损耗。
（5）低压户内线漏电大引起电能损耗。许多农户的户内线装设不规范，由于绝缘老化或绝缘损坏，常会导致相间短路或相线对零线、相线对地产生泄漏电流。
（6）计量误差较大。计量用的电能表、电流互感器、电压互感器等损坏或计量误差而引起电量损失。
除了技术方面引起的损耗外，农电管理工作跟不上，人为的偷、窃电现象也是造成电能损失、电价过高的又一个重要原因。
2、用电安全性差。一些地方（尤其是半山区、山区）的低压电网还是20 世纪七八十年代时建设的，导线线径细、老化严重、容易断线；线路与房屋、树枝、通讯线路、广播线等物体安全距离不够；电杆高度低、杆径细、强度差；线路走线混乱，用电私拉乱接；户内绝缘线老化、接头多、绝缘水平低下，所有这些因素均可造成农村用电中人员伤亡及火灾事故的发生。
3、电压不稳定。因为农村低压电网主干线、接户线线径细，线路过长，负荷配置不合理，功率因数低等原因，造成了农村用电电压不稳定，正常用电时电压偏低现象比较普遍，有些地方线路末端处电压甚至只有150 V，使得农户正常用电受到制约。
4、用电可靠性差。由于许多农村高、低压电网设备较陈旧，设备“健康水平”差，往往一遇刮风、下雨就会跳闸，跳闸停电的概率大；在用电负荷高峰，受设备、线路容量的限制，往往有电送不出、用电“卡脖子”，经常要拉闸限电，不能保证用电的连续性和可靠性。
三、农村低压电网规划与整改
为了实现农村用电的“安全、高效、可靠”的目标，广西省开始提出了新农村建设的要求，依据《农村低压电力技术规程》的要求及各地在新农村建设方面的经验，对农村低压电网规划、整改方面需要注意的一些技术指标和要求进行综述。
1、 配电变压器地理位置的确定
农村低压电网的布局应与农村发展计划相结合，一般采用放射单向供电，供电半径一般不应大于0.5 km。在选择配电变压器安装位置时应注意：（1）靠近负荷中心；（2）避开易燃、易爆、污秽场所；（3）高压进线、低压出线方便；（4）便于施工、运行维护。
以柳江县拉堡镇科棉屯为实例，根据科棉屯内实际街道和用电负荷分布情况来确定变压器的位置，尽量使配变周围的负荷量基本均等，且进出线方便。在农网改造前该屯是129户，配变为一台50的变压器并装在村头，以致形成了配变周围的负荷量严重不均等的情况，供电半径达到了将近2km，到用电高峰时用户经常连日光灯都无法点亮，经过供电部门工作人员的勘察后，重新确定了变压器的位置，延长了10kv线路至村屯的中心位置靠近负荷中心并更换了变压器为80。事实证明，经过改造以后该屯的用电质量明显提高，末端电压也提高了约10%。
2、配电变压器容量选择
在选择变压器容量时应满足用电的需要的同时，又能使容量得到合理的利用，既要在高负荷时不过载，又要使负荷系数（用电负荷/额定容量）能经常保持在0.3 以上。
现以某县为例，根据实际负荷预测选择配变容量，此台区有照明用户138 户。一般情况下每户的设备容量为：厨房用电容量（包括电磁炉）1 600 W；照明用电容量250 W；娱乐用电容量（包括电视机、电脑）700 W，合计用电容量为2 550 W。根据分析， 此地居民用电的最大负荷出现在晚饭前后19：00—22：00 时间段，这时的用电负荷有：部分照明、厨房用电等，约占居民用电负荷的40%左右，查设计手册得需用系数为0.4～0.6，依据实际情况，设计时取0.4 系数即可，则此台区的计算负荷为：1.02 kW。该台区共有住户138 户，由于居民的作息时间不同，最大负荷出现时间不长，按照本地区居民生活习惯，取同时系数为0.6，则折算后该台区居民用户的总计算负荷为：
由于居民用电基本没有无功补偿，故取功率因数。考虑到变压器的经济运行，取变压器最佳负荷率K为0.8，则变压器容量S应为： 通过以上计算，该台区应选用160 变压器，可以满足近期及近若干年负荷需要。
由于生活用电负荷的不断发展，使远期居民负荷很难预测，现在要将农村电器设计做到十分完美不太可能。因此只有不断探讨和总结经验，才能为居民的用电提供更优质的服务。
3、配电变压器高低压侧开关的计算、选择和确定高压熔断器应选用国家的定型产品，并应与复核电流、运行电压及安装点的短路容量相配合。选择低压熔断器时，其额定电流应大于电路的工作电流。
配电变压器熔丝的选择宜按下列要求进行：（1）容量在100及以下者，高压侧熔丝按变压器容量额定电流的2～3 倍选择。（2）容量在100 及以上者，高压侧熔丝按变压器容量额定电流的1.5～2 倍选择。（3）变压器低压侧熔丝（片）按低压侧额定电流选择。例如①：160的三相变压器，试选择高压熔丝的额定电流。先求出变压器高压侧的额定电流：
然后计算出高压熔丝的额定电流：
=13.8～18.5 A；最后再根据熔丝规格，选出最接近的一种熔丝，即选择15～20 A 比较合适。例如②：160的三相变压器，试选择低压侧熔丝（片）的额
定电流。
因变压器低压侧熔丝（片） 按低压侧额定电流选择：
所以变压器低压侧熔丝（片）选择的额定电流为400 A。
四、导线线径的选择
在选择导线截面时，应该从线路首端到末端，从主干线到分支线由大到小的顺序选择阶梯型导线截面，同时要考虑今后的发展和电压降的要求。低压电网导线的线径及供电距离的合理选择，对减少电能损耗的效果非常显著，值得重视，现以科棉屯配变为例进行说明。科棉屯东面低压架空主干线，输送距离365 m，有功功率为84.46 kW，低压线路在计算导线截面时采用7%电压损失系数。选择低压导线可用下式简单计算：
S=PL/C△U%
式中，P为有功功率（kW）；L为输送距离（m）；C为电压损失系数。系数C可选择：三相四线制供电且各相负荷均匀时，铝导线为50。
S=PL/C△U%=84.46365/50=88.08
所以，此配变东面主干线导线截面应选择LGJ-95 的。南面支干输送距离为170 m，有功功率为84.46 kW，低压线路计算
导线截面时采用7%电压损失系数。可得：
S=PL/C△U%=84.46190/507=45.85
所以，南面支干导线截面应选择LGJ-50 的。根据农村具体情况（盖新房），考虑到今后的发展，其余支干均选择LGJ-50 的铝导线。
五、结束语
农村电网建设与规划工作是关系广大农民切身利益的大事，农网改造中，特别要注重农网的规划，认真思考如何管理好、运营好、规划好农网，进一步巩固和发展农网改造成果，逐步完善农网的建设。农网发展规划要与城镇规划相一致，农网规划建设与改造既要考虑超前性，又要符合各地区的实际情况。
参考文献：
[1] 夏道止.电力系统分析[M].北京：中国电力出版社，2004
[2] 肖湘宁，徐永海，刘连光.供电系统电能质量讲义[M].北京：华北电力大学出版社，2000
[3] 吴希再，熊信银，张国强.电力工程[M].武汉：华中科技大学出版社，2003