农村单三相混合供电应用.doc

农村单三相混合供电模式应用马国文1 ，孙希顺2 ，李宗强2(1.安丘市供电公司,山东 安丘 262100; 2.安丘市供电公司,山东 安丘 262100;)摘要：围绕社会主义新农村建设，根据用电村的负荷分布和负荷性质，充分发挥单相变压器“小容量、密布点、短半径”的优点，在台区安装单相变压器，使电源深入负荷中心，与原有的三相变压器配合，对低压用户采用单三相混合供电，取得了缩短低压供电半径，降低线路损耗，提高电压质量和供电可靠性的显著效果，为新农村建设提供了更加优质可靠的电能。关键词：单三相；混合供电0 引言安丘市农村电网的特点是供电半径长、负荷小、线损大，使用的配变全部是三相变压器，实行三相四线制供电方式。受当时历史条件限制，大部分用电村高压线路很少延伸到负荷中心。但实际上农村大部分负荷是单相负荷，一个独立台区内动力负荷很少，只占到全部负荷的10%，这样一来，造成电力利用率低，低压线损和变损过大，浪费能源，可靠性差。为此安丘供电公司因地制宜，优化选择供电区域，结合新技术、新设备应用，突出方案制定、运行维护、客户需求侧管理，在满足“供电可靠、安全经济、供用和谐”的新农村电气化格局的基础上，合理应用单三相混合供电，进一步优化低压电网结构，提升农村供电服务水平，取得了显著的经济效益和社会效益。1 三相变压器在使用过程中存在的问题（1）三相配变的供电范围广，供电半径过大，负荷密度小，末端供电电压偏低，影响用户正常用电。（2）三相负荷不平衡容易使中性点偏移，整个低压电网电压质量下降，造成某些相电压偏低，空调不能正常启动，其他相电压偏高损坏电器。负荷不平衡还增加三相火线和变压器绕组上的损耗。而且形成的零线电流也加入低压线路的损耗，尤其是负荷大、线路长的村，多损的电能很可观。三相负荷不平衡，负荷集中于一、两相上，减少了配变的出力，也容易损坏变压器。2 单相变压器的优越性在符合条件的地区采用单相配变供电，增加电源点、缩短低压供电半径，实现降低低压损耗，改善电压质量，提高供电可靠性的目标。同时降低改造费用，解决零线断线烧毁电器、三相变压器噪声扰民、农村街道狭窄、三相配变安装困难等问题。（1）相同容量的单相配变比三相配变用铁减少20%，用铜减少10%。尤其是采用卷铁芯结构时，配变的空载损耗可下降15%以上，这将使单相配变的制造成本和使用成本同时下降，从而获得最佳的寿命周期成本。（单相变与三相变主要性能比较表）（2）在电网中采用单相供电系统，可节省导线33%63%，按经济电流密度计算，可节约导线重量42%，按机械强度计算，可降低导线消耗66%。因此可降低整个配电线路的建设投资。这在我国地域广阔的农村和城镇的路灯照明及居民生活用电方面很有意义。（3）单相配变结构简单，适合大批量的现代化生产，有利于提高产品质量和效益，适于引入新技术、新材料、新工艺，获得技术加分。由于单相变压器重量轻，可以灵活安装在电杆上使用，便于深入负荷中心，就近降压供电，提高供电质量。一般单相变压器在小范围内供电，发生故障波及面小，利于提高供电可靠性。3 农村单三相混合供电模式典型应用以安丘市凌河镇大儒林台区单三相混合供电模式进行分析说明。3.1 用电村基本情况凌河镇大儒林村位于凌河镇西部，现有住户260户，1140人，村庄面积较大，居民居住分散，主要以种植葱姜蒜为主，近年来，受益于农副产品价格上涨，居民比较富裕，2008年人均收入7900元，人民生活水平不断提高，新农村建设速度加快，原有变压器容量已不能满足要求，导致变压器高峰时满载，同时因低压供电半径长，造成低压线损高，末端电压低，已经影响到了居民的正常生活。根据该村的申请，安丘供电公司将该村列入2009年度的电气化村改造计划。3.2 用电村供电方案经现场勘查：大儒林村是多个村的社区中心，村子面积较大，村东西的一条主路将住户分散为两个区域，以居民照明户为主的路北区域，及紧靠公路逐步发展起农副加工业的路南区域，路南为未来的发展中心，与路北距离较远，达到0.7千米。该村具备单三相混合供电条件，供电方案为：在该村负荷中心安装250/80有载调容变1台、单相变压器3台。（改造后大儒林村低压地理接线示意图）（安装于大儒林村的1台单相变） （安装于大儒林村的有载调容配变）3.3 单三相混合供电与单纯的三相供电模式对比（1）低压线损下降明显。改造时与集表箱配合使用，单相配变的供电半径仅为1015米，与三相配变相比，供电半径大大缩短，低压线损明显下降，减少了电量损失，经济效益明显。（2）电压合格率显著提高。实现高压电源直接到表箱，低压供电半径大大缩短，线路电压损耗小，到户电压显著提高。（3）用户供电可靠率得到提高。采用单三相混合供电后，不管是单相变还是三相变，所供用电户数大大小于大容量的三相变或箱式变，减少了配变检修或故障时的停电范围，将对客户的影响降到了最低，提高了供电可靠性。（4）降低工程造价。采用单相配变供电，高压线路可按两线架设，低压线路可按两线架设，而采用三相配变供电，高压线路必须按三线架设，低压线路按四线架设。从工程费用来看，高、低压线路工程造价可节省20%。（5）节省台区费用。从台区建设费用来看，建一个配电台区所需经费13万元左右，而单相配变采用单杆悬挂式，可节省台区建设费用67%。（6）实行单三相混合供电，美化了村容村貌。变压器噪声下降，占地面积小，有利于环保，得到了企业、用户的满意，提升了公司形象。3.4 单三相混合供电后效益（1）管理效益：单相变挂杆运行，节省了投资，同时盗窃不易得手，保证了电力设施安全。单相变供电基本取消了低压线路，杜绝了乱接乱拉线、窃电等情况，高压线路采用绝缘导线，变压器上做到了全绝缘封闭，大大减少了故障的机率，供电网络更加坚强可靠，减少了农电工日常管理维护的工作量，提升了日常维护管理的工作效率和服务水平。（2）社会效益：大儒林村改造前由一台S9-200三相变供电。改造后，该村由一台250/80三相有载调容变，及3台单相变（110kVA）供电，供电能力提高了80%，电源点由1个增加到了4个，平均供电半径小于300米。建设改造后的大儒林村D类电压合格率由原来的96.2%提升至99.5%，末端电压有原来的196V提升至223V。（3）经济效益：2010年，该村三个单相变台区低压线损率均在2%以下，整个村低压线损率由改造前的10%降低到4.5%左右，单三相混合供电方式低压线损率比三相变方式下降5个百分点。从以上数据计算，改造后大儒林村每年节约电量3.5万千瓦时，年节约电费达1.79万元，降损节能效益非常明显。4 单三相混合供电适用范围4.1 根据公司的管理经验，一般在以下四种情况下，可以采用单三相混合供电（1）当三相配变供电半径过大，负荷密度小，末端供电电压偏低，影响用户正常用电时，在供电末端安装单相配变，可缩短低压供电半径，解决用户电压偏低问题。（2）当三相配变的负荷过重时，根据负荷特点，选择适当的支线安装单相配变，可转移负荷，解决增容问题。（3）在无三相电用户的住宅小区安装单相配变向居民供电，可缩短低压供电半径，降低损耗。（4）在负荷密度小、分布广、无三相电用户的地点安装单相配变供电，可节约投资，解决远离电源点的问题。4.2 在应用单三相混合供电时应注意（1）单三相混合供电改造村必须有详细的规划，以规划为依据，确定供电方式、供电范围。无详细台区规划的村，不具备应用条件的，不予实施单三相混合供电改造。（2）单三相混合供电根据变压器性质，有其特定的使用范围，根据用电村村庄规划划定的功能分区，确定用电分类，进而划分供电区域。将无三相电负荷的住宅小区或负荷密度小、分布广、无三相电负荷的地区，列为单相变供电区域，主要以三相电为主的区域列为三相变供电区域，两类电源低压侧相互独立、互不干涉，在不同负荷中心同时供电。（3）三相配变选择时，除选用S11普通节能型配变外，根据农村季节性负荷的特点，采用有载调容配变、非晶配变，提高降损节能效果。（4）划分供电区域应保证三相负荷平衡，单相配变高压侧二线连结于10kV配电网络线电压，AB、BC或CA；低压采用单相二线制连结方式。单相二线制原理接线图（5）根据研究表明，单相变在容量小时节能优势明显，因此，单相变容量一般不超过80kVA，容量不足时，可增加配变数量。5 用电村临时三相电解决方案（1）在单相变供电区域的部分集表箱内预留三相接头。邻近区域临时使用三相电，可自备电缆从该表箱挂接。（2）距离三相供电区域较远的临时三相用电户，可使用单相转三相供电装置，该装置体积和质量便于携带和推广，适应于功率为1-6KW的三相异步电机。（单相转三相供电装置）1.安丘市供电公司,山东 安丘 262100;安丘供电公司在2009年国家电网公司新农村典型供电模式推广应用研究试点中，共在30个台区试点单三相混合供电模式，安装单相变压器82台，容量4100kVA。经一年度的挂杆运行，台区平均低压线损率为4.8%，农村D类电压合格率由96.5%提高到98.6%，供电可靠率提高了0.12个百分点，经济、社会效益显著。今后，公司将不断总结单三相混合供电管理的经验，一是在符合条件的居民类单相用户尽量采用单相变配电，三相用电户可采用单相变组合挂杆式三相变压器混合供电。二是继续积累单相配电技术经验，扩大适应性，提高效益。在做好示范的基础上，把单相配变的应用范围拓宽到城市路灯、景观灯及别墅区等用电领域。参考文献：1 国军 曲小成的单、三相混合供电方式2 吴家生的关于农村配变三相负荷的平衡问题3国家电网农技200833号 农网发展重点应用技术4新农村典型供电模式(试行)作者简介：马国文(1975-)，男，山东安丘人，工程师，从事电力系统规划与科技进步管理工作。孙希顺(1982-)，男，山东安丘人，助理工程师，从事电力系统变电工程管理工作。李宗强(1974-)，男，山东安丘人，高级工程师，从事电力系统设备管理工作。Rural single-phase mixed-mode power supply applicationsMA guowen1,SUN xishun2,LI zongqiang2（1.Anqiu Power Supply Company,Aniu 262100,China; 2.Anqiu Power Supply Company,Aniu 262100,China）Abstract: Around the building of new socialist countryside, according to the village of electricity load and load distribution properties,full play to the single-phase transformer the advantages of “small-capacity、dense point、short radius”，in the village electricity to install single-phase transformer, the power supply in-depth load center, with the original three-phase transformer, low-voltage three-phase hybrid power users a single, low-voltage pow