农村电网电压降落的影响因素分析

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引言“新农村、新电力、新服务”农电发展战略和农村电网建设与改造工程的实施，使农村电网供电能力有了较大改善。随着“城镇化建设”“家电下乡”等一系列惠农政策的推行，农村经济持续快速发展，电力需求增长迅速，电气化水平不断提高，对供电质量的要求已由“有电用”提升至“用好电”。目前，我国农村许多地区又呈现出“供电能力不足”的情况，“低电压”问题凸显，对于经济发展较快地区和经济发展落后地区情况同样严重。主要原因有：1农网改造后设备运行多年已陈旧老化，建设标准不能满足当前负荷需求，设备长期过载运行，健康水平低；2电源布点和容量不足，变电站间和线路间联络不足，导致供电半径过长、网架结构弱、转移负荷难；3农村负荷分散，特别是山区地区供电线路线径细且长，导致线损高、电压降大；4季节性高峰负荷突增，夏季农忙设备、空调等制冷设备大量使用，冬季春节前后外出务工人员返乡集中使用家电、取暖设备，规模性大棚蔬菜、温室育苗设备大量使用，导致负荷高峰期出现低电压。低电压主要存在于农村中低压电网，充分了解农村电网电压降落的影响因素，有助于分析低电压产生的原因，有针对性地提出低电压治理措施。本文基于线路和变压器电压降落模型，全面分析了农村中低压电网电压降落的影响因素。1

电力元件电压降落计算模型（略）2

中压线路电压降落影响因素分析中压线路电压降落的影响因素包括负荷大小、负荷分布、线路型号与长度、功率因数。通过典型线路计算进行相关因素的影响分析，线路原始计算参数如下：始端电压10.2kV、功率2.5MW、长度10km、线路型号LGJ-120、功率因数0.9、负荷集中在线路末端。2.1

负荷矩线路电压降落与负荷矩M成正比，即分别与线路功率、线路长度成正比。经计算可以得出：负荷矩对线路电压损失影响较大，对于型号为LGJ-120、功率因数为0.9的线路，负荷矩M每增加2MW·km，电压损失%约增加1%。2.2

导线型号导线截面对电压损失和电压偏差有影响。当导线截面处于35～120mm2范围时，电压损失变化较大；当导线截面处于120～240mm2范围时，电压损失变化较小。2.3

功率因数功率因数对电压损失和电压偏差有影响，对于型号为LGJ-120、负荷矩为25MW·km的线路，功率因数每增加0.01，电压损失%约下降0.3%。2.4

负荷分布将负荷沿线路的分布情况划分为6种典型分布：①末端集中；②均匀分布；③渐增分布；④渐减分布；⑤先增后减分布；⑥先减后增分布。3

配电变压器电压降落影响因素分析配电变压器（简称配变）的电压降落与负荷功率、变压器型号及负荷功率因数相关。3.1负荷功率负载率对配变电压损失影响较大；配变型号容量确定时，负载率越高，电压损失越大；负载率低于0.4时，配变容量对电压损失的影响不明显；负载率低于0.8时，配变电压损失小于3%。3.2

配电变压器型号变压器电压降落与成正比。图3配变型号与电压降落的关系

由图3可知：相同容量的条件下，S9、S11、S13、SH11、SH15配变的电压损失基本相同，S7配变电压损失比S9～SH15配变电压损失大；当容量在80～800kVA范围内时，S7配变的电压损失比S9～SH15的电压损失大0.2%～0.3%。3.3功率因数功率因数对配变电压损失影响较大，对于S9～SH15系列配变，当配变容量小于等于800kVA时，功率因数每提高0.02，配变电压损失约下降0.1%。4

低压电网电压降落规律分析影响低压线路电压降落的主要因素同中压线路，包括负荷矩（负荷功率、线路长度），导线型号及功率因数等，其分析方法与中压线路相同。下面通过典型线路计算进行相关因素的影响分析。线路原始计算参数：线路始端电压400V、功率24kW、长度0.5km、负荷矩12kW·km、线路型号LGJ-70、功率因数0.9。4.1

负荷矩线路电压降落与负荷矩M成正比，即分别与线路功率、线路长度成正比。在线路型号和负荷功率因数一定的情况下，电压降落、电压损失%随负荷矩变化的计算结果见表6。表6低压电网电压降落随负荷矩的变化由表6可知：负荷矩对线路电压损失和电压偏差影响较大，且呈线性关系。对于型号为LGJ-70、功率因数为0.9的线路，负荷矩M每增加2kW·km，电压损失%约增加0.9%。4.2导线型号针对LGJ型号导线（截面范围为35～120mm2），在负荷矩、功率因数一定的情况下，电压降落、电压损失随导线型号变化的计算结果见表7。表7低压电网电压降落随导线型号的变化由表7可知：当导线截面处于35～50mm2范围时，电压损失%变化相对较大；当导线截面处于50～120mm2范围时，电压损失%变化相对较小。4.3功率因数考虑功率因数范围一般为0.80～0.92，在负荷矩、线路型号一定的情况下，电压降落、电压损失%随功率因数变化的计算结果见表8。由表8可知：功率因数对电压损失和电压偏差有影响。对于型号为LGJ-70、负荷矩为12kW·km的线路，功率因数每增加0.01，电压损失%约下降0.08%。4.4三相不平衡度不平衡度描述了电力系统中三相不平衡的程度，可以用电压（电流）负序分量方均根值与正序分量方均根值的比值（百分数）表示。以方形供电区的其中一部分为例，假设三相总功率为12kW，低压供电半径为500m，导线取35mm2，按不同三相负荷分布方式分析。1）三相负荷按两相大一相小分布，分析结果见

表9。表8低压电网电压降落随功率因数的变化表9两相大一相小负荷分布情况2）三相负荷按一相大两相小分布，分析结果见表10。表10一相大两相小负荷分布情况在实际情况中，上述2种分布方式电压降落差别不大，最大仅为3V。因此取2种情况的均值作为电压降落修正系数JU，得到表11所示的三相不平衡修正系数，最终电压降落估算值要放大JU倍。表11三相不平衡修正系数5

结语通过对农村中低压电网电压降落的影响因素分析，可以得出如下结论：1）对于中压线路，负荷矩和负荷分布对线路电压降落的影响较大，导线型号对电压降落的影响次之，功率因数对电压降落的影响最小。2）对于配电变压器，负荷功率、负荷功率因数、配变型号对配变电压降落均有较大影响；相同容量的条件下，S9～SH15配变的电压降落基本相同；容量小于6