农村“低电压”综合治理问题浅析

 引言
2010年国家电网公司《关于综合治理农村“低电压”问题的工作意见》要求力争用两年时间基本解决当前农村存在的“低电压”问题。农村“低电压”问题的形成，主要是由于投资不足造成的网架结构薄弱及新农村建设和家电下乡等惠农政策，引起农村负荷不断增大。第一轮农网改造期间，公用线路分支线、企业T接线路以及变压器均未彻底改造，存在设备陈旧、变压器损耗大和线路运行可靠性低的问题。尽管近年来通过大修、技改等工程实施后有了大改观，但随着新农村建设和农民生产水平日益提高，农网供电负荷不断增加，部分区域仍然存在电压质量问题，随着新一轮网改等工程的实施将会逐步解决。
解决农村“低电压”问题需要从农村电网规划设计、建设改造、生产运行、营销服务等方面统筹考虑，充分利用国家实施新一轮农网改造升级的机遇，改善电网结构，优化布局，提升农村电网调压能力和无功补偿效能。农村“低电压”问题需要按照“优先解决紧急问题、重点解决严重问题、逐步解决一般问题”的原则分布解决。笔者认为用无功补偿解决功率因数低的问题可取得较为明显的效果，其优点是投资小、见效快。在电网安全运行的过程中，通过进行无功补偿处理，在一定程度对于提高电网的运行效率具有非常重要的作用。因此，对电网进行补偿时，选择的补偿方案要具有科学性、合理性，在一定程度上能够大大地提高电力系统运行的安全性与稳定性，进而确保电网电压的稳定性。同时，在选择补偿方案时，如果分配的无功功率不科学、不合理，就会造成线损的增加，电力系统运行的经济性就会明显地降低。无功补偿是提高电压质量的主要因素，也是提高电网效能的核心。整个电力系统在运行过程中，由于电网覆盖面积非常广，规模非常大，并且电网非常复杂，因此通过对配电网进行无功补偿处理，对电力系统在降损节能和改善电压质量方面发挥着重要的作用。
1 无功功率对电压及用电设备性能的影响
用电设备都是按照在额定电压下运行条件制造的，当其端电压与额定电压不同时，用电设备的性能就要受到影响。电压的变化不仅影响用电设备的运行特性，而且还影响用电设备的功率。在稳定运行情况下，用电设备的功率随电压变化的关系称为负荷的电压静态特征。从无功负荷的静态特性还可以看出，要想维持负荷点的电压水平，就得向负荷提供相应的无功功率。如果系统不能满足负荷的无功功率要求，负荷的端电压就会被迫降低。系统所提供的无功功率越少，电压就越低，相应的用电设备就无法正常运行。
根据相关的规定，如果供电电压超出规定的允许值，就会影响功率因数。如果供电电压超过额定值的10%，无功功率在磁路饱和的影响下将会快速地增长。如果供电电压低于额定值，功率因数因无功功率的减少而有所提高，电气设备的正常工作直接受到供电电压降低的影响。所以，需要采取措施在一定程度上保持供电电压的稳定性。
2 电网中无功补偿的必要性
电力系统的正常运行需要一种特定的环境，电网中的无功功率问题，是由电网本身的运行规律所决定。无功电流产生无功功率，严重影响着电网的电压质量。因此，无功补偿就在确保电网高效运行，以及提高供电企业经济效益方面发挥作用。无功补偿是稳定电压的必然选择，电压的稳定是电网输送过程中的重要条件，也是电力输送质量不可缺少的重要方面。利用无功补偿的方式保持电力线路电压稳定，则可达到上述的要求。
3 无功补偿的原则及重点
3.1 无功补偿的原则 通常情况下，进行无功补偿时，需要遵循以下原则：①总体平衡与局部平衡相结合的原则；②电力部门补偿与用户补偿相结合的原则；③分散补偿与集中补偿相结合的原则，注重分散补偿；④降损与调压相结合的原则，注重降损。
3.2 无功补偿的重点 无功补偿的重点是低压电网和各级变压器；低压电网主要是感应电动机和家用电器的无功补偿；各级变压器中重点是大量分散的10kV配电变
压器。
4 低压配电网无功补偿的方法
4.1 随机补偿 用电设备在运行的过程中，投入无功补偿，当用电设备停止工作时，退出补偿设备，而且补偿容量不需频繁调整，另外具有投资少、见效快、安装容易、事故率低等，这是该补偿方式的优势所在。
4.2 随器补偿 接线简单、便于维护和管理、对配变空载无功进行有效补偿，平衡该部分的无功，无功网损有效降低，另外具有较高的经济性，是目前最为常用的补偿手段。
4.3 跟踪补偿 在无功补偿中跟踪补偿是优先选用的方式，这是因为，跟踪补偿在运行过程中具有灵活，维护工作量小的优点，同时在使用时间和安全性方面，比随机补偿和随器补偿更具优势。
5 高压配电网无功补偿
5.1 通过对现有的城网和农网进行建设与改造，在10kV的配电线路中加装了无功补偿装置系统，在一定程度上，将会明显改善配电网供电能力，提高客户端的电压质量，供电的可靠性也将会明显提高。进而在一定程度上提高了10kV配电线路供电的安全性与可靠性，同时提高了电力系统的稳定性和经济性。
5.2 就地平衡是进行无功补偿时必须要遵守的原则。在这一过程中，具体流程为：一在变电所内根据主变容量配置对补偿电容器组进行安装固定。二是在线路负荷中心或某处，根据低负荷时的无功需求量，进行安装固定补偿电容器组。三是在线路负荷中心的上侧加装固定自动补偿电容器组。
5.3 通常情况下，对于农网10kV配网系统来说，通过采用变电站集中补偿、10kV线路补偿、用户端低压补偿，以及随机补偿对电网进行无功补偿。
5.4 根据线路补偿的原则，降低线损、提高力率、电压的效果是重点考虑的因素，将电容器实行单点或多点电容器补偿安装固定在线路电杆上。如果线路供电半径长、负荷重、功率因数低的10千伏线路，建议采用配电低压侧集中补偿与中压线路补偿相结合的无功补偿模式，选用自动分组投切的无功补偿装置。
5.5 根据该线路的平均无功负荷和最小无功负荷计算，进而在一定程度上对某一条配电线路的补偿容量进行确定。
6 结束语
搞好电网的无功功率补偿是有效提高农村电压水平的一项有力措施，可减少系统无功的传输，提高电网的输电能力，同时使电网的运行更加稳定。搞好农村“低电压”综合治理工作，还必须从优化电网结构、提高管理水平和人员综合素质等方面着手，在一定程度上确保农网电压质量可控性、能控性、在控性等。