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[摘 要]如何改善低压电网电能利用率、开展有效降耗节能，是当前农村供电企业必须面临的重要课题。因此，加强有关农村电网节能降损技术的分析，对于改善农村电网运行水平具有重要的现实意义。本文作者结合多年来的工作经验，对现代农村电网节能降损技术进行了研究，具有重要的参考意义。
[关键词]农村电网；节能降损技术；分析
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0053-01
农村电网是我国电网系统的重要组成部分，农村电网状况直接影响整个电网系统的可靠性和经济性。因此，降低农村电网损耗具有重要的意义。经过多年的农村电网改造，农村的电网装备水平已经得到显著的提升。但是，部分农村地区的线损率较高，部分地区的线损率甚至超过20%。不仅给供电企业造成巨大的损失，也不符合我国经济可持续发展的要求。笔者根据自身的工作经验，从技术角度浅谈现代农村电网节能降损的措施。
一、农村电网能耗偏高原因及节能降损管理措施
1、农村电网能耗偏高原因
由于资金投入较少，造成保护装置的安装与运行力度较低；设备老化严重，配电变压器损耗超出正常范围；电网保证三相负荷平衡的性能較低；因供电半径过长，线路迂回严重，使得线损较高；因负荷变动较大，使得供电设备运行与用户需求不相协调；电网的功率因数不足，无功补偿较低等。
2、农村电网节能降损的管理措施
（1）谐波管理，在现代农村电网系统中，节能器具、蒸馏设备、电脑、电熔炼设备、电视机、荧光灯、电力机车等非线性用电负荷大范围增多，使得配电系统中的谐波污染过于严重。谐波不但会在一定程度上降低系统的功率因数，还会使线路及设备形成较强的热效应而引发电能损耗。所以相关部门应加强系统谐波污染程度的检测，在超出设定范围时要采取一定的限制措施。
（2）指标管理，相关部门应做好线损理论计算，在与历史数据对照的基础上确定恰当的线损指标，然后将指标按照年度、季度及月份进行逐级划分到各基层单位并以此作为经济性指标考核。此外，在线损指标考核中还应纳入电容器投入率、用户电表实抄率、电压合格率及节能状况等。
（3）计量管理，合理的电能计量是实施节能降损的重要依据，也是对电网经济性运行考核的重要指标。要定时校验检查电度表，合理调整倍率，以减小电能计量装置的基本误差；对于重要部位的电度表应使用最新的全电子电度表，并尽量采用集抄系统。
（4）无功管理，做好对用户的无功管理，使用户充分重视使用无功设备的经济效益；在考核正常功率因数的基础上，坚持无功就地平衡、就地补偿的原则，在使用功率因数高、用电量大的用户处有选择地使用双向无功电度表；依据负荷用电要求，恰当选择电容器投切依据。
（5）统计分析，对月份、年度的线路率曲线要加强统计，总结系统中的电压、功率因数、无功潮流、线损及有功状况，为未来负荷增长、系统经济运行、电能质量提高、合理的降损措施提供依据；分区域、分电压等级地开展线损分析，并定期统计线损现状，对无功及电压运行中发生的故障问题要及时采取改进措施以保证线损指标的完成。
二、农村电网技能减损技术措施
1、配网重构技术
以最大限度降低网损为目标的配网重构技术，就是在保证电压降标准、配网辐射形式、变压器容量可行、负荷馈线热容等允许的基础上，对联络开关、分段开关的配置状态进行调整，以在配网的线损最低的条件下运行的过程。配网重构的目的函数为：
min PL=∑nbi=Ri（P2i+Q2i）V2i
公式中nb表示配网中的支路个数；Pi、Qi分别表示支路的有功和无功；Ri表示支路电阻；Vi表示支路末端的电压。
基本限制条件有：网络拓扑限制，即利用重构完成的网络需要设置成辐射状，在配网重构计算中由传统的支路交换法、潮流模式算法逐渐向人工智能算法不断转变；支路电流限制，即确保各支路上的电流都在其电流限定设计值以下；变压器容量限制，即变压器运行负荷应在其限定设计值以下；节点电压限制，即各节点处的电压应在其承受范围以内。
2、实施剩余电流三级保护
剩余电流主要是指经过剩余电流动作保护装置的主回路电流其瞬时值的矢量和，即表示电网与大地间生成的故障电流，主要有用电设备剩余电流、大地与零线间的剩余电流及相线与大地间的剩余电流等。在农村电网建设中，剩余电流的三级动作保护器应按照以下方式进行配置：（1）三级保护就是末级保护，其主要在用户系统内的刀开关处进行安装，主要对临时用电设备及家用移动式电器设备实施保护，是一种用于避免人身直接触电的保护设备；（2）二级保护主要在接户线接入电能表箱的电源刀开关负荷侧进行安装，其用于避免接户线与末级保护器直接触电，是末级保护装置的备用保护设备；（3）一级保护通常在配电变压器的低压电源侧进行安装，是电网的总保护。若选择使用电流型保护器，选择的动作电流值应能避免间接接触漏电，且在农村电网的正常泄露电流范围内选择最小值，以确保在发生断线接地剩余电流故障时能及时断开低压电网主干线及分支线路。
为有效降低农村低压线损，在剩余电流三级保护中，应加强剩余电流保护器安装位置、参数及类型的选择，提高剩余电流保护装置三级保护的使用及安装力度，以尽可能减小故障停电范围，扩大供电量，降低漏电损耗，并保证工作人员人身安全。
3、恰当选择供电辐射方式
在变压器进行额定负载工作时，变压器消耗的功率值主要为额定负载损耗，其在电能损失中占较大部分，主要包括附加铜损及基本铜损两部分。附加铜损主要是指由在结构件处漏磁场造成的涡流损耗、两根以上导线并饶过程中的内部环流损耗和漏磁场导致的集肤效应而增加导线有效电阻铜损；基本铜损主要是指一次绕组及二次绕组直流电阻引发的损耗。额定负载损耗的计算方式为：
Pk=Pr+Ps=I12*R1+I22*R2+Ps
其中Pk是指额定负载损耗；Pr是指基本铜损；Ps表示附加铜损；I1表示以此绕组的额定电流；R1表示一次绕组的电阻；I2表示二次绕组的电流；R2表示二次绕组的电阻。
依据理论，变压器的损耗同负载电流的平方成正比。所以在电源两侧辐射供电形成的损耗占向一侧辐射供电损耗的1/4，向电源三侧辐射供电形成的损耗占向一侧辐射供电损耗的1/9。在网络供电容量一致及总电阻相同的状况下，配电变压器的分支线数量与损失成反比，因此，在配电变压器低压出口到各负荷点的过程中，应尽可能采用辐射式四轴延伸方式进行供电，且供电半径应在500m以下，以确保低压网损较低。对于农村低压电网，各台配电变压器的低压端应采用支线、干线与分支线三级放射式供电线路，以降低干线损耗。
4、变压器降损
（1）选择容量合理的变压器，对于农村电网使用的变压器，其应符合实际用电负荷的最高值，且最高不应大于10%；对于按季节性进行农业排灌的变压器，应以平均负荷的两倍进行选择；对于用电负荷变化较大的区域应采用“字母变”供电方式；（2）变压器运行方式，因农业排灌使用配电变压器具有较明显的季节性，在进入非用电季节时应将闲置变压器由高压端切断，以降低不必要的电能损耗；若多台配电变压器共同使用，其低压出线侧可使用联络开关。
结束语：
电网节能降损质量将直接关系着农村电网运行的经济性和可靠性，因此，相关技术与研究人员应加强有关农村电网节能降损技术的研究，总结农村电网能耗过高的原因及技术处理措施，以逐步改善农村电网经济性运行质量。
参考文献
[1] 王占东.农村电网综合降损节能技术方案的研究[D].华北电力大学（北京） 2012，12（29）：62-63.
[2] 欧洲华.农村配电网线损分析及降损策略[J].供用电.2011，13（14）：74-75.
[3] 霍大勇，赵颖博.农村电网存在的问题和对策[J].科技咨询导报. 2012，06（10）：61-62.
[4] 吴崇勇.农村低压电网线损的理论分析及降损措施[J].农机化研究. 2011，05（35）：57-58.
[关键词]农村电网；节能降损技术；分析
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0053-01
农村电网是我国电网系统的重要组成部分，农村电网状况直接影响整个电网系统的可靠性和经济性。因此，降低农村电网损耗具有重要的意义。经过多年的农村电网改造，农村的电网装备水平已经得到显著的提升。但是，部分农村地区的线损率较高，部分地区的线损率甚至超过20%。不仅给供电企业造成巨大的损失，也不符合我国经济可持续发展的要求。笔者根据自身的工作经验，从技术角度浅谈现代农村电网节能降损的措施。
一、农村电网能耗偏高原因及节能降损管理措施
1、农村电网能耗偏高原因
由于资金投入较少，造成保护装置的安装与运行力度较低；设备老化严重，配电变压器损耗超出正常范围；电网保证三相负荷平衡的性能較低；因供电半径过长，线路迂回严重，使得线损较高；因负荷变动较大，使得供电设备运行与用户需求不相协调；电网的功率因数不足，无功补偿较低等。
2、农村电网节能降损的管理措施
（1）谐波管理，在现代农村电网系统中，节能器具、蒸馏设备、电脑、电熔炼设备、电视机、荧光灯、电力机车等非线性用电负荷大范围增多，使得配电系统中的谐波污染过于严重。谐波不但会在一定程度上降低系统的功率因数，还会使线路及设备形成较强的热效应而引发电能损耗。所以相关部门应加强系统谐波污染程度的检测，在超出设定范围时要采取一定的限制措施。
（2）指标管理，相关部门应做好线损理论计算，在与历史数据对照的基础上确定恰当的线损指标，然后将指标按照年度、季度及月份进行逐级划分到各基层单位并以此作为经济性指标考核。此外，在线损指标考核中还应纳入电容器投入率、用户电表实抄率、电压合格率及节能状况等。
（3）计量管理，合理的电能计量是实施节能降损的重要依据，也是对电网经济性运行考核的重要指标。要定时校验检查电度表，合理调整倍率，以减小电能计量装置的基本误差；对于重要部位的电度表应使用最新的全电子电度表，并尽量采用集抄系统。
（4）无功管理，做好对用户的无功管理，使用户充分重视使用无功设备的经济效益；在考核正常功率因数的基础上，坚持无功就地平衡、就地补偿的原则，在使用功率因数高、用电量大的用户处有选择地使用双向无功电度表；依据负荷用电要求，恰当选择电容器投切依据。
（5）统计分析，对月份、年度的线路率曲线要加强统计，总结系统中的电压、功率因数、无功潮流、线损及有功状况，为未来负荷增长、系统经济运行、电能质量提高、合理的降损措施提供依据；分区域、分电压等级地开展线损分析，并定期统计线损现状，对无功及电压运行中发生的故障问题要及时采取改进措施以保证线损指标的完成。
二、农村电网技能减损技术措施
1、配网重构技术
以最大限度降低网损为目标的配网重构技术，就是在保证电压降标准、配网辐射形式、变压器容量可行、负荷馈线热容等允许的基础上，对联络开关、分段开关的配置状态进行调整，以在配网的线损最低的条件下运行的过程。配网重构的目的函数为：
min PL=∑nbi=Ri（P2i+Q2i）V2i
公式中nb表示配网中的支路个数；Pi、Qi分别表示支路的有功和无功；Ri表示支路电阻；Vi表示支路末端的电压。
基本限制条件有：网络拓扑限制，即利用重构完成的网络需要设置成辐射状，在配网重构计算中由传统的支路交换法、潮流模式算法逐渐向人工智能算法不断转变；支路电流限制，即确保各支路上的电流都在其电流限定设计值以下；变压器容量限制，即变压器运行负荷应在其限定设计值以下；节点电压限制，即各节点处的电压应在其承受范围以内。
2、实施剩余电流三级保护
剩余电流主要是指经过剩余电流动作保护装置的主回路电流其瞬时值的矢量和，即表示电网与大地间生成的故障电流，主要有用电设备剩余电流、大地与零线间的剩余电流及相线与大地间的剩余电流等。在农村电网建设中，剩余电流的三级动作保护器应按照以下方式进行配置：（1）三级保护就是末级保护，其主要在用户系统内的刀开关处进行安装，主要对临时用电设备及家用移动式电器设备实施保护，是一种用于避免人身直接触电的保护设备；（2）二级保护主要在接户线接入电能表箱的电源刀开关负荷侧进行安装，其用于避免接户线与末级保护器直接触电，是末级保护装置的备用保护设备；（3）一级保护通常在配电变压器的低压电源侧进行安装，是电网的总保护。若选择使用电流型保护器，选择的动作电流值应能避免间接接触漏电，且在农村电网的正常泄露电流范围内选择最小值，以确保在发生断线接地剩余电流故障时能及时断开低压电网主干线及分支线路。
为有效降低农村低压线损，在剩余电流三级保护中，应加强剩余电流保护器安装位置、参数及类型的选择，提高剩余电流保护装置三级保护的使用及安装力度，以尽可能减小故障停电范围，扩大供电量，降低漏电损耗，并保证工作人员人身安全。
3、恰当选择供电辐射方式
在变压器进行额定负载工作时，变压器消耗的功率值主要为额定负载损耗，其在电能损失中占较大部分，主要包括附加铜损及基本铜损两部分。附加铜损主要是指由在结构件处漏磁场造成的涡流损耗、两根以上导线并饶过程中的内部环流损耗和漏磁场导致的集肤效应而增加导线有效电阻铜损；基本铜损主要是指一次绕组及二次绕组直流电阻引发的损耗。额定负载损耗的计算方式为：
Pk=Pr+Ps=I12*R1+I22*R2+Ps
其中Pk是指额定负载损耗；Pr是指基本铜损；Ps表示附加铜损；I1表示以此绕组的额定电流；R1表示一次绕组的电阻；I2表示二次绕组的电流；R2表示二次绕组的电阻。
依据理论，变压器的损耗同负载电流的平方成正比。所以在电源两侧辐射供电形成的损耗占向一侧辐射供电损耗的1/4，向电源三侧辐射供电形成的损耗占向一侧辐射供电损耗的1/9。在网络供电容量一致及总电阻相同的状况下，配电变压器的分支线数量与损失成反比，因此，在配电变压器低压出口到各负荷点的过程中，应尽可能采用辐射式四轴延伸方式进行供电，且供电半径应在500m以下，以确保低压网损较低。对于农村低压电网，各台配电变压器的低压端应采用支线、干线与分支线三级放射式供电线路，以降低干线损耗。
4、变压器降损
（1）选择容量合理的变压器，对于农村电网使用的变压器，其应符合实际用电负荷的最高值，且最高不应大于10%；对于按季节性进行农业排灌的变压器，应以平均负荷的两倍进行选择；对于用电负荷变化较大的区域应采用“字母变”供电方式；（2）变压器运行方式，因农业排灌使用配电变压器具有较明显的季节性，在进入非用电季节时应将闲置变压器由高压端切断，以降低不必要的电能损耗；若多台配电变压器共同使用，其低压出线侧可使用联络开关。
结束语：
电网节能降损质量将直接关系着农村电网运行的经济性和可靠性，因此，相关技术与研究人员应加强有关农村电网节能降损技术的研究，总结农村电网能耗过高的原因及技术处理措施，以逐步改善农村电网经济性运行质量。
参考文献
[1] 王占东.农村电网综合降损节能技术方案的研究[D].华北电力大学（北京） 2012，12（29）：62-63.
[2] 欧洲华.农村配电网线损分析及降损策略[J].供用电.2011，13（14）：74-75.
[3] 霍大勇，赵颖博.农村电网存在的问题和对策[J].科技咨询导报. 2012，06（10）：61-62.
[4] 吴崇勇.农村低压电网线损的理论分析及降损措施[J].农机化研究. 2011，05（35）：57-58.