摘要:該文通過對偏遠農戶現狀的分析,對偏遠農戶電網進行改造時,要根據負荷情況,對電能質量的進行校驗并對改造線路長度進行計算,來選擇導線截面。同時指出在今后選擇臺區時,必須將偏遠農戶納入改造計劃,統一規劃,以提高安全管理、經濟效益和社會效益。
關鍵詞:偏遠;電網改造;線路;負荷
1概述
現在農村電網全部由供電企業管理,實現了城鄉用電同網同價,農村用戶實行一戶一表,由供電所管理到戶、抄表到戶、收費到戶、服務到戶。在農網建設與改造中,為了實現農村電網建設與改造的最大經濟效益與社會效益,減輕農民負擔,最終達到城鄉用電同網同價的目標,首先安排投資少、見效快、效益好的項目進行改造。經過兩年多的農網改造,有效地控制了低壓線路損耗,提高了電能質量和供電可靠性,農民用上了安全電、放心電、優質電,農村用電確實上了一個新臺階。由于當時農改時低壓臺區的改造半徑控制在500m左右,對超過500m以外的農戶都未進行電網改造,大部分臺區都有1至幾戶成了農改的盲區,在山區這種情況更加明顯。這些偏遠農戶的用電安全問題,線路損耗問題、管理問題以及社會問題仍是供電部門的棘手問題。為了搞好農電的安全生產管理,更好地降低線損,發揮社會效益,必須對這部分偏遠農戶進行電網改造。
2偏遠農戶的現狀
2.1偏遠農戶的居住情況
偏遠農戶是指與某一村莊集居點有一定路程的散住戶,由于農戶的宅基地所在地理位置,周圍環境使1戶或幾戶村民居住點與村莊之間隔有一定的距離,有的離村莊(負荷中心)幾百米遠,有的甚至上千米遠。這樣,他們居住的地方(離村莊即負荷中心超過500m),在前期農改中沒有進行電網改造。
2.2偏遠農戶的用電情況
未進行農網改造的偏遠農戶,他們仍然用著自己從電源點(負荷中心或臺變側)自己投資架設的兩根電線到住處用電。導線架設因陋就簡,大部分是用裸露的鐵線作為導線,鐵線線徑小,銹跡斑斑,電源線路殘舊腐蝕嚴重,支撐電線的是小木桿、小竹桿或樹木,架空電線對地高度不到2m;導線都是沿山路人行道架設,行人伸手即可觸及電線,隨時有觸電的危險。供電線路長,導線線徑小,剝接口多,用電安全性低,供電可靠性低,刮風下雨不是線路斷線停電,就是小木桿、小竹桿被風吹倒或被樹木拽倒停電,用電非常不正常;電能表是農民以前自行購買的舊式、老式電能表,屬于國家明令淘汰及不合格的電能表。電壓損耗、電能損耗特別大,農戶用的白熾燈如同點的煤油燈,日光燈無法啟動,電視機成了擺設品,其它家用電器更談不上使用。另外,農民用電安全意識差,對電的認識不足,對沒有農改的線路他們也拿不出資金進行整改,不但不能拉動經濟的增長及消費,同時農民的人身及財產難于保障。因此,在農網改造過程中,應該注意這些偏遠住戶的電網改造,消除危及人身和設備安全的隱患,更好地降低農村電網損耗,提高供電質量,使他們能同樣用上安全電、放心電、優質電。
3農戶負荷的確定
根據我國農村發展規劃,國家正在千方百計增加農民的經濟收入,提高農民的生活水平,推動農村消費市場,現在家用電器也逐步進入農村家庭。在未來的發展中,隨著科學技術的發展,經濟收入的不斷提高,人們生活水平的改善,高新電器產品將進入農村家庭,農戶用電將會大幅度地提高。因此,農改時,農戶負荷的確定按經濟發達縣的用電情況人均年用電量1500kWh,年最大負荷利用小時為2500h,考慮用電負荷增長應按8~10年的發展,每戶最高負荷一般按2100W來確定。偏遠住戶的負荷密度低,大都在15kW/km2以下,適合于較遠距離單相供電。
4偏遠農戶架設線路長度的校驗
農村電網建設與改造技術原則規定,對農網改造后的低壓線路損耗降到11%以下,用戶端電壓合格率達到92%及以上,對于單相電壓220V允許偏差值在+5%~-10%,根據這個原則,農網改造后,農戶的末端電壓不得低于200V,線路損耗不得高于11%。低壓網絡中,負荷中心均采用三相四線制供電方式,而對于偏遠的住戶,由于他們都是1戶或幾戶人家,超過500m的供電半徑范圍,居住點距負荷中心較遠,達幾百米至千米,宜采用單相供電。為了滿足機械強度的要求,架空導線的最小截面不得小于25mm2。為了保證農戶的用電電壓不低于200V,線路損耗不大于11%,對農戶的電網改造必須按電能質量進行校驗,選擇導線截面的大小來確定改造方案。
電能質量的校驗,主要是校驗電壓損耗和功率損耗,在符合技術要求的前提下,對偏遠農戶的電網選擇導線截面大小進行改造。假設每戶的最高負荷為2100W,導線采用絕緣鋁導線架設,末端電壓U末=200V,單相額定電壓Ue=220V,負荷功率因數cosφ=1(照明及生活用電);當導線首端T接在臺變側時,選首端電壓U首=231V,當導線首端T接在負荷中心的供電區域內時(500m范圍內),首端電壓U首=220V。偏遠農戶負荷在架空線路段按集中在末端負荷考慮,然后所增的散戶按優化供電半徑10m范圍內、導線截面為10mm2考慮。供電方式如圖1所示(n<5,即為5戶以下)。
電壓損失:△U=U首-U末=Ir0lcosφ
負荷電流:I=P/Uav
線路長度:L=△UUavS/∑Pρ
式中S——導線截面積,mm2;
ρ——電阻率,取31.5Ω·mm2/km。
功率損耗:△P=I2R=I2r0l
保證電能質量、控制線路損耗的情況下,計算偏遠農戶電網改造采用不同導線架設時可架設線路長度。有以下兩種情況:
(1)偏遠農戶的線路T接在臺變側時,假設配變側單相電壓U相=231V,單相平均電壓Uav=220V,計算結果如表1所示。
(2)偏遠農戶的線路T接在臺區供電范圍內(供電半徑500m內)時,假設臺區單相電壓U相=220V,單相平均電壓Uav=210V,計算結果如表2所示。
分析表1、2可知,采用同一種導線架設,隨著農戶的增加而架設線路長度減少;采用不同導線架設,導線截面增加,可延長架設導線長度(滿足電壓、電能損耗的條件下,離電源點遠的農戶都可進行改造)。當導線T接在臺變側時,主要采用線路損耗來校驗控制線路架設的長度,以保證線路損耗符合技術要求;當導線T接在臺區供電區域范圍內(負荷中心),主要采用電壓損耗來校驗線路架設的長度,以保證電壓質量符合技術要求。
對于用電負荷的功率因數cosφ不等于1時,還要考慮電抗壓降DUx,電壓損失DU減去電抗壓降△Ux,即為電阻壓降△Ur,線路長度的計算公式為:L=△UrUavs/∑pr。同樣可以校驗線路某長度情況下的電壓、線路損耗,得出以上相似的結果。
5臺區的布局
農村低壓電力網的布局應與農村發展計劃相結合,一般采用放射型單向供電,首先在選定臺區時考慮村莊的整體情況,將偏遠農戶也納入改造計劃,確定最遠的村民居住點到村中心(負荷中心)的距離是多少,然后布局整個村莊的配網改造。若高壓線路能進到負荷中心,則配變放置在中心位置,向四周供電。選定臺區后,確定供電范圍,即供電半徑。對于山地,當受電設備容量密度<200kW/km2時,三相四線制供電半徑在0.8~1.5km之間。從配電開始,選擇導線直徑。現在農網改造中規定,低壓主干線按最大工作電流選取導線截面,但為提高供電的安全系數,提高導線的機械強度,對三相四線的用戶,導線截面不得小于35mm2,分支線不得小于25mm2;對于單相用戶,低壓線路采用電桿架設的,導線載面不得小于25mm2,而對偏遠的零星住戶應采用上述的方法進行校驗計算,在保證電壓質量,線路損耗的前提下,確定線路的改造長度。
6結論
(1)偏遠農戶也是農村電網改造的對象,他們的用電質量好壞,線路損耗,用電安全,不僅關系到企業的經濟效益,也直接關系到社會效益,不能忽視。
(2)對臺區偏遠的農戶,應對他們到臺區的距離進行電能質量驗算,計算線路架設長度后進行電網改造,以保證他們用電的質量,同時降低線損。
(3)充分考慮臺區的供電范圍,選擇合適的位置,使供電范圍符合供電技術、安全要求。
(4)對農村電網及一戶一表改造是開拓農村電力市場,提高農民生活水平,繁榮農村經濟的重要舉措,有利于促進經濟的發展。