偏远农户电网改造的难点分析
摘要:该文通过对偏远农户现状的分析,对偏远农户电网进行改造时,要根据负荷情况,对电能质量的进行校验并对改造线路长度进行计算,来选择导线截面。同时指出在今后选择台区时,必须将偏远农户纳入改造计划,统一规划,以提高安全管理、经济效益和社会效益。
关键词:偏远;电网改造;线路;负荷
1概述
现在农村电网全部由供电企业管理,实现了城乡用电同网同价,农村用户实行一户一表,由供电所管理到户、抄表到户、收费到户、服务到户。在农网建设与改造中,为了实现农村电网建设与改造的最大经济效益与社会效益,减轻农民负担,最终达到城乡用电同网同价的目标,首先安排投资少、见效快、效益好的项目进行改造。经过两年多的农网改造,有效地控制了低压线路损耗,提高了电能质量和供电可靠性,农民用上了安全电、放心电、优质电,农村用电确实上了一个新台阶。由于当时农改时低压台区的改造半径控制在500m左右,对超过500m以外的农户都未进行电网改造,大部分台区都有1至几户成了农改的盲区,在山区这种情况更加明显。这些偏远农户的用电安全问题,线路损耗问题、管理问题以及社会问题仍是供电部门的棘手问题。为了搞好农电的安全生产管理,更好地降低线损,发挥社会效益,必须对这部分偏远农户进行电网改造。
2偏远农户的现状
2.1偏远农户的居住情况
偏远农户是指与某一村庄集居点有一定路程的散住户,由于农户的宅基地所在地理位置,周围环境使1户或几户村民居住点与村庄之间隔有一定的距离,有的离村庄(负荷中心)几百米远,有的甚至上千米远。这样,他们居住的地方(离村庄即负荷中心超过500m),在前期农改中没有进行电网改造。
2.2偏远农户的用电情况
未进行农网改造的偏远农户,他们仍然用着自己从电源点(负荷中心或台变侧)自己投资架设的两根电线到住处用电。导线架设因陋就简,大部分是用裸露的铁线作为导线,铁线线径小,锈迹斑斑,电源线路残旧腐蚀严重,支撑电线的是小木杆、小竹杆或树木,架空电线对地高度不到2m;导线都是沿山路人行道架设,行人伸手即可触及电线,随时有触电的危险。供电线路长,导线线径小,剥接口多,用电安全性低,供电可靠性低,刮风下雨不是线路断线停电,就是小木杆、小竹杆被风吹倒或被树木拽倒停电,用电非常不正常;电能表是农民以前自行购买的旧式、老式电能表,属于国家明令淘汰及不合格的电能表。电压损耗、电能损耗特别大,农户用的白炽灯如同点的煤油灯,日光灯无法启动,电视机成了摆设品,其它家用电器更谈不上使用。另外,农民用电安全意识差,对电的认识不足,对没有农改的线路他们也拿不出资金进行整改,不但不能拉动经济的增长及消费,同时农民的人身及财产难于保障。因此,在农网改造过程中,应该注意这些偏远住户的电网改造,消除危及人身和设备安全的隐患,更好地降低农村电网损耗,提高供电质量,使他们能同样用上安全电、放心电、优质电。
3农户负荷的确定
根据我国农村发展规划,国家正在千方百计增加农民的经济收入,提高农民的生活水平,推动农村消费市场,现在家用电器也逐步进入农村家庭。在未来的发展中,随着科学技术的发展,经济收入的不断提高,人们生活水平的改善,高新电器产品将进入农村家庭,农户用电将会大幅度地提高。因此,农改时,农户负荷的确定按经济发达县的用电情况人均年用电量1500kWh,年最大负荷利用小时为2500h,考虑用电负荷增长应按8~10年的发展,每户最高负荷一般按2100W来确定。偏远住户的负荷密度低,大都在15kW/km2以下,适合于较远距离单相供电。
4偏远农户架设线路长度的校验
农村电网建设与改造技术原则规定,对农网改造后的低压线路损耗降到11%以下,用户端电压合格率达到92%及以上,对于单相电压220V允许偏差值在+5%~-10%,根据这个原则,农网改造后,农户的末端电压不得低于200V,线路损耗不得高于11%。低压网络中,负荷中心均采用三相四线制供电方式,而对于偏远的住户,由于他们都是1户或几户人家,超过500m的供电半径范围,居住点距负荷中心较远,达几百米至千米,宜采用单相供电。为了满足机械强度的要求,架空导线的最小截面不得小于25mm2。为了保证农户的用电电压不低于200V,线路损耗不大于11%,对农户的电网改造必须按电能质量进行校验,选择导线截面的大小来确定改造方案。
电能质量的校验,主要是校验电压损耗和功率损耗,在符合技术要求的前提下,对偏远农户的电网选择导线截面大小进行改造。假设每户的最高负荷为2100W,导线采用绝缘铝导线架设,末端电压U末=200V,单相额定电压Ue=220V,负荷功率因数cosφ=1(照明及生活用电);当导线首端T接在台变侧时,选首端电压U首=231V,当导线首端T接在负荷中心的供电区域内时(500m范围内),首端电压U首=220V。偏远农户负荷在架空线路段按集中在末端负荷考虑,然后所增的散户按优化供电半径10m范围内、导线截面为10mm2考虑。供电方式如图1所示(n<5,即为5户以下)。
电压损失:△U=U首-U末=Ir0lcosφ
负荷电流:I=P/Uav
线路长度:L=△UUavS/∑Pρ
式中S——导线截面积,mm2;
ρ——电阻率,取31.5Ω·mm2/km。
功率损耗:△P=I2R=I2r0l
保证电能质量、控制线路损耗的情况下,计算偏远农户电网改造采用不同导线架设时可架设线路长度。有以下两种情况:
(1)偏远农户的线路T接在台变侧时,假设配变侧单相电压U相=231V,单相平均电压Uav=220V,计算结果如表1所示。
(2)偏远农户的线路T接在台区供电范围内(供电半径500m内)时,假设台区单相电压U相=220V,单相平均电压Uav=210V,计算结果如表2所示。
分析表1、2可知,采用同一种导线架设,随着农户的增加而架设线路长度减少;采用不同导线架设,导线截面增加,可延长架设导线长度(满足电压、电能损耗的条件下,离电源点远的农户都可进行改造)。当导线T接在台变侧时,主要采用线路损耗来校验控制线路架设的长度,以保证线路损耗符合技术要求;当导线T接在台区供电区域范围内(负荷中心),主要采用电压损耗来校验线路架设的长度,以保证电压质量符合技术要求。
对于用电负荷的功率因数cosφ不等于1时,还要考虑电抗压降DUx,电压损失DU减去电抗压降△Ux,即为电阻压降△Ur,线路长度的计算公式为:L=△UrUavs/∑pr。同样可以校验线路某长度情况下的电压、线路损耗,得出以上相似的结果。
5台区的布局
农村低压电力网的布局应与农村发展计划相结合,一般采用放射型单向供电,首先在选定台区时考虑村庄的整体情况,将偏远农户也纳入改造计划,确定最远的村民居住点到村中心(负荷中心)的距离是多少,然后布局整个村庄的配网改造。若高压线路能进到负荷中心,则配变放置在中心位置,向四周供电。选定台区后,确定供电范围,即供电半径。对于山地,当受电设备容量密度<200kW/km2时,三相四线制供电半径在0.8~1.5km之间。从配电开始,选择导线直径。现在农网改造中规定,低压主干线按最大工作电流选取导线截面,但为提高供电的安全系数,提高导线的机械强度,对三相四线的用户,导线截面不得小于35mm2,分支线不得小于25mm2;对于单相用户,低压线路采用电杆架设的,导线载面不得小于25mm2,而对偏远的零星住户应采用上述的方法进行校验计算,在保证电压质量,线路损耗的前提下,确定线路的改造长度。
6结论
(1)偏远农户也是农村电网改造的对象,他们的用电质量好坏,线路损耗,用电安全,不仅关系到企业的经济效益,也直接关系到社会效益,不能忽视。
(2)对台区偏远的农户,应对他们到台区的距离进行电能质量验算,计算线路架设长度后进行电网改造,以保证他们用电的质量,同时降低线损。
(3)充分考虑台区的供电范围,选择合适的位置,使供电范围符合供电技术、安全要求。
(4)对农村电网及一户一表改造是开拓农村电力市场,提高农民生活水平,繁荣农村经济的重要举措,有利于促进经济的发展。
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