农村地区电能质量问题研究报告.docx

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农村地区电能质量问题研究报告

农村地区电能质量问题研究报告

摘要：

电能质量的重要性随着国民经济的快速发展而不断增强，电能质量日益受到供电企业和电力用户的极大关注和重视，农网改造的进行，使针对农村地区电能质量问题的研究更加广泛和深入。

农村地区的电能质量最主要问题为电压偏低问题，主要针对农网现有电能质量问题进行研究，介绍了农网电能质量问题的现状，并给出提高电能质量的一些技术措施。

关键词：

电能质量；电压偏低；农网改造；监测管理

1引言

随着建设社会主义新农村的进一步深入，电能质量日益受到供电企业和电力用户的极大关注和重视。

农村电压合格率、供电可靠性、无功管理、谐波管理等工作从无到有，正在逐步走向规范，从单纯的技术性问题，演变成为生产管理和营销优质服务同时相关的内容。

通过农网改造和发展农村电气化事业，逐步改变了长期以来农村电网装备简陋、供电能力差、电能损耗大等状况，农村电网整体供电能力和安全水平显著提高，有力推动了农村小城镇建设和家电下乡活动。

农网电能损耗逐年下降，每年节电数百亿千瓦时；社会用电量逐年增长，持续高于全社会用电增长速度；除个别地区外，基本实现了城乡居民生活同网同价，每年减轻农民用电负担数百亿元。

广大农民群众不仅有电用，还用上安全电、放心电，生活质量明显提高。

但是由于农村电网电能损耗高、布局不合理、供电可靠性差等原因，农村地区低压电网电能质量仍然存在一些问题，有进一步提高与改善的空间。

虽说最近5年我国农网改造从未间断，国家电网、地方电力公司一直在改善农电，但是投资规模有限。

随着社会主义新农村建设的推进，以及“家电下乡”政策的拉动，农村电网出现供给不足、电压不稳等问题，正经受着全新的考验。

2电能质量及其等级划分

虽然人们不断地提及“电能质量”这个术语，但是对电能质量的定义仍未能达成共识。

IEC（1000-2-2/4）标准将“电能质量”定义为“供电装置正常工作情况下不中断和干扰用户使用电力的物理特性”。

IEEEStd。

1100-1999将“电能质量”定义为“满足电子装置的运行条件，并能够以一种与主布线系统及其它相关装置相协调的方式驱动、保护电子装置”。

不论如何表达，“电能质量”的概念中应包括电能供应中所要考虑的一切方面，这些方面可以分成如下三类：

（1）电压和频率的偏差：

过电压、欠电压、频率偏差。

（2）电压和电流的波形：

电压跌落、电压突升、电压波动和闪变、谐波、三相不对称。

（3）供电连续性：

瞬时断电，暂时断电，持续断电。

我国在参考IECEMC-61000系列标准和IEEEStd标准后，已经颁布的电能质量系列国家标准有《供电电压允许偏差》、《电压允许波动和闪变》、《公用电网谐波》、《三相电压允许不平衡度》和《电力系统频率允许偏差》等五项标准。

电能质量等级的划分是以电能质量的定义为基础，以用户的要求为根据，以变电站的承受能力为条件所制订的。

每个变电站所连接的负荷类型是各不相同的，而不同的负荷必然会对电能质量提出不同的要求。

在这些要求高于电站所能达到的水平时，电站就要进行代价利益分析：

或者低于用户提出的标准，或者采取措施，提高本身的供电质量，满足用户的要求。

权衡折衷之后，对上面提到的各个方面规定出不同的补偿目标，制定出合适的电能质量等级。

一般而言，常将电能质量分为常质（normalquality）、优质（premiumquality）、高质（highquality）电力三个级别。

3农村低压电网电能质量问题

3.1电能质量问题及其危害

1．电能质量问题及特点

电压质量问题可分为稳态电能质量问题和暂态电能质量问题。

稳态电能质量问题包括电压偏差、三相不平衡及谐波问题；暂态电能质量问题包括暂态过电压、电压骤降等，造成用电设备异常运行或停电的绝大部分因素是电压骤降问题。

电能质量特点包括以下几方面：

（1）瞬时性，由于电能具有产、供、销同时完成的特点，给电能质量问题的监测造成困难；

（2）不同的传播途径，电能质量问题沿特定电力网传播，影响的距离远；

（3）受害对象不同，表现为对电力系统和用户在设备和生产造成的影响；

（4）公共环境不同，电网是电能质量问题发生的环境，具有法人单位，同时也可能是电能质量扰动的责任人。

2．各种电能质量问题的危害

（1）低电压运行对电网用户的主要危害

由于农网处于电力系统的末端，发生低电压运行的可能性很大，其危害有五个方面：

①受电区域内的电压若低于允许压降范围，此时如果线路负荷再增加，则电压就会进一步下降，负荷越大，压降也越大，形成恶性循环，最终导致继电保护动作，甩去大量负荷，造成大面积停电。

②送变电设备在低电压状态下运行，会增加无功电力的输送而减少有功电力的输送。

③低电压运行状态下，线路输送无功分量较大，从而增加线损。

④用户电动机不能正常工作，甚至造成烧毁，而使企业停电、减产。

⑤影响家用电器及照明设备的正常使用，缩短寿命，严重时会烧毁。

（2）供电频率不正常对电网和用户造成的主要危害

①容易造成电网瓦解事故。

当频率低于正常值时，电网应付事故的能力大大减弱，一遇较大波动，就会造成电网瓦解，引起大面积停电。

②低频率运行时，使发电厂汽轮机叶片接近共振甚至达到共振状态，造成叶片损坏事故。

③发电厂的出力下降，而消耗增加。

④电动机转速降低而引起产品质量下降和设备损坏。

⑤对频率有严格要求的自动控制设备，容易出现误动作。

⑥影响广播通讯、电视质量及电闹钟的准确性。

⑦影响计算机系统正常工作。

（3）供电可靠性差对电网和用户及供电企业的主要危害

①不利于电网安全运行。

②降低网内供电设备的利用率，并影响经济效益。

③影响用户生产的统筹安排，打乱生产秩序，给生产造成不应有的损失。

特别是对于具有现代化生产能力或连续生产的工矿企业、科研单位和农业紧急抗旱、排涝影响更大，甚至会造成无法弥补的损失。

④减少供电量，直接影响供电企业的经济效益。

⑤给人民生活带来极大的不便。

3.2农村电网主要电能质量问题现状

农村低压电网的电能质量问题主要体现为电压偏低问题，其产生原因主要包括以下几个方面：

（1）由于规划部门对农村地区中长期负荷预测不够准确，导致导线截面积选择不当，线损过大，致使线路末端电压较低；

（2）农村地区存在许多配电变压器、电动机、日光灯等，无功负荷相对较高，而无功补偿容量不足，使低电压情况突出；

（3）10KV或低压配电线供电半径过长，这主要是由于农村居民居住现状及农网负荷特点产生的；

（4）每逢春季，农业负荷集中，造成各级电压偏低；

（5）电网中主变压器有载调压装置运行效率低或操作不及时；

（6）农村用户变压器容量小，负荷高峰出现超负荷情况，影响电压质量；

（7）配电变压器三相负荷不平衡，引起中性点位移，造成负荷轻的一相电压偏高，负荷重的一相电压偏低。

通过改造电网和加强管理，农村电网电能质量管理水平有了很大程度的提高，但仍存在着诸多问题，如供电频率不正常，供电可靠性低等，需要研究和解决。

产生这些问题的原因，主要包含以下几个方面：

1发展不均衡。

由于各地的电网结构、用电结构、用电水平、管理水平的差别，使得各地的电能质量水平有一定差距。

农电管理体制的多样性宏观上决定了各种体制下的电能质量管理模式的多样性；县级供电企业的管理方式上存在直供直管、代管、股份制等形式，在电能质量整体管理上有巨大差异。

各县级供电企业对电能质量管理的认知程度的差异决定了电能质量管理水平和管理模式的差异；统计分析口径不统一、指标体系不统一、农电工的队伍管理不统一、技术应用思想不统一等等。

2农村电网结构和经济运行还不尽合理。

虽然投入了大量资金对农村电网进行了大规模的建设与改造，使得整个农村电网设备状况和运行状况有了改善。

但由于网改资金不足、技术水平以及规划等方面的原因，使得网架结构、新技术应用、无功优化、台区改造等一定程度上还不到位，管理人员、技术人员总体素质还不适应高水平农电专业管理需要。

3农村电能质量管理粗放。

在旧管理体制下，多数县级供电企业对农村供电仅到配电变压器，并不直接管理400V；“同价”后，县级供电企业抄表到户，管理范围得到了大幅度延伸，农村400V低压电能质量成为管理的重点之一。

但由于长期管理混乱的遗留影响、新机制运转不到位等主观原因，以及低压供电量小、电网覆盖面大，用电户分散、用电环境复杂、管理难度大等客观因素，造成在部分地区并没有将其作为管理重点，而是形成了采取指标包干、重罚不重管、监督不到位、制度不健全等粗放性管理体制，出现了指标制定缺乏科学性，采取电能质量承包；农村低压电网负荷率低；三相负荷不平衡；临时用电管理混乱等诸多问题。

4提高电能质量的重要性

1．电能质量关系到国民经济的总体效益

随着科学技术和国民经济的发展，对电能质量的要求越来越高。

电能质量的指标若偏离正常水平过大，会给发电、输变器和用电带来不同程度的危害。

据统计，电网用户负荷中异步电动机占的比例最大。

电网电压和频率的偏差、谐波、三相电压不平衡以及电压波动等，均会直接影响电机转速、力矩和发热，从而影响生产工效和产品质量。

2．电力企业改革推动电能质量提高

改革开放以来，国家电力公司改组为11家独立的企业实体，向开放式的电力市场迈出了重要一步。

加入WTO，现代企业大量增加，对电能质量的敏感度不断提高，因此只有不断增强服务意识，提高电能质量管理水平，才能使电力企业树立良好的社会形象，从而使企业更多地从不断扩大的市场中获利。

3．加强对电能质量的监督、完善

（1）制定电能质量问题评估规范；

（2）了解用电设备的性能以及可能产生的问题；

（3）研究分析用电设备对电能质量变化的敏感度；

（4）制定设备技术规范，检验电能质量变化期间用电设备性能；

（5）提供设备的电能质量性能改善方案。

5提高农村地区电能质量的措施

5.1各主要电能质量问题解决办法

1.解决电压低的办法

（1）增加无功补偿，提高功率因数。

在提高自然功率因数的基础上，采取在变电站按主变容量的10%-15%安装电容器组集中补偿，平衡无功电力，但要做到随负荷和电压变动及时投切，防止无功倒送。

在线路上安装电容器分散补偿；大用户或大功率设备安装电容器就地补偿，将其功率因数提高到0.95以上；

（2）变电站主变采用有载自动调压式变压器；

（3）用户配电变压器应安装带负荷调压装置；

（4）对不合格的农村配电线路进行整改，对主干线和分支线按经济电流密度选择导线截面；

（5）尽量减小低压线路的供电半径，最大不超过0.5km配变应设在接近负荷中心的位置。

2.解决供电频率的办法

（1）在变电站投运的同时，装设低周减载装置；

（2）服从电网调度，认真搞好负荷予测，计划用电。

3.提高和改善供电可靠性的办法

供电可靠性的高低，标志着供电能力的高低。

它代表着电力工业对国民经济的发展和人民生活用电的满意程度，为适应电力市场的需要，最大限度地提高供电可靠性，必须做好如下工作：

（1）紧紧依靠当地政府，主动争取各级政府及领导的支持；

（2）大力宣传、贯彻、执行《电力法》和配套法规，依法供电，巩固和扩大农电市场；

（3）千方百计筹措资金，加大对主网架建设的投资力度，使其电网布局合理。

同时在较长的供电线路上装设分段开关和分支开关，以便在事故处理或限电时缩小停电范围；

（4）给用电质量要求较高的用户配接双电源供电；

（5）发展城区环网供电；

（6）加强供电设备的管理，层层组织，责任到人，提高设备的健康水平；

（7）推广配电网络带电作业技术；

（8）建立健全电网信息网络，充分利用调度自动化系统，加强电网县级调度管理，对工矿企业（包括乡镇企业）实行峰谷电价，装设负荷自动控制装置，促使其生产用电移峰填谷，保障灯峰照明；

（9）成立过硬的抢修队，配备先进的交通、通讯检修工具等，做到对事故快速抢修。

5.2电能质量的监测和治理

对电能质量进行监测是获得电能质量信息的直接途径。

但传统的基于有限值理论的监测技术，由于时间长，其有效值已不能精确描述实际的电能质量问题，因此需采用新的监测技术：

（1）对电压、电流能同时测量，以便获得潮流信息；

（2）需测量各次谐波的幅值、相位；

（3）建立有效的分析系统，使之能反映各种电能质量问题的特征及其随时间的变化规律。

由于电能质量涉及范围广，因此在电能质量的治理上必须遵循“谁污染、谁治理”的原则。

在管理上加大宣传力度，提高对电能质量重要性认识，普及电能质量知识基础上对有关人员进行技术培训，使其正确应用和掌握电能质量标准。

5.3各地区农网改造建议

　　积极的财政政策，明确了启动新一轮农网改造等工作任务，对于解决当前农网发展突出问题和促进今后农网长期发展意义重大。

为此建议：

　　1持续加大投入，解决农网发展滞后问题。

一、二期农网改造工程虽然投入巨资，但由于农村幅员广阔，当时就存在电网改造面不足、建设标准偏低的问题；近年来，随着国家推行一系列强农、惠农政策，农村用电需求旺盛，一些农村电网供电能力明显不适应当地经济发展要求。

目前公司系统有近15％的县域电网与大电网联接脆弱，如遇到大的自然灾害，出现全县大面积停电的风险很大。

“家电下乡”对农村电力发展也提出了新的要求。

建议国家在实施新一轮农网改造工程中，进一步加大投资规模，加快解决农村电网落后问题。

在新一轮农网改造中，适当提高中央预算资金在中西部地区的投资比例，重点解决县域电网单电源问题、供电严重“卡脖子”问题，以及“家电下乡”、农村饮水工程、发展现代农业需要的电力设施建设。

　　2研究建立农网发展的长效机制。

建设社会主义新农村是一项长期而艰巨的任务，发展农电事业也必然是一个长期努力的过程。

农村电网点多、线长、面广，投资需求大、收益低，农电企业自我发展能力较弱。

推动农网建设与发展，应继续发挥国家投资主渠道作用。

建议国家研究统一出台扶持农网发展政策，建立农网可持续发展的长效机制，对农网投资实行长期低息贷款或政府贴息。

同时将农网发展规划纳入地方经济社会发展规划，纳入小城镇建设规划和社会主义新农村建设总体规划，统筹安排，协调推进。

　　3研究解决制约农网发展的体制机制障碍。

目前农电企业存在多种管理体制，与农电发展的要求不相适应，亟待尽快加以解决。

建议国家考虑农电的特殊性和统筹城乡发展的需要，逐步改变代管方式，理顺农电管理体制。

从有利于落实“工业反哺农业，城市支持农村”的惠农政策出发，充分发挥中央企业和大电网的规模优势、投资优势、管理和技术优势，发挥大电网对农电企业的扶持与带动作用，促进城乡电力事业协调发展。

5.4提高农网电能质量总体措施

电能质量管理既要靠管理，也要靠投入，因此需要舍得投入一些资金，安排一些技改项目，有效提高电能质量管理水平。

以分期分批的形式，陆续安装和更新一些无功补偿装置、计量装置、高耗能变压器。

通过科技手段降低损耗，提高了供电可靠性和电压合格率。

1.地区电网规划与建设

一个布局合理、结构优化的电网及科学合理的设备选型既是提高电能质量的基础，又是保证电网长期安全、稳定及经济运行的前提。

因此，各级供电企业应充分认识电网规划与建设在电能质量管理技术体系中的基础性地位和重要作用，在规划与建设阶段，必须将电能质量作为一个重要环节统筹考虑，从供电范围优化、变压器容量优化、网络布局优化及电压等级组合优化等四个方面作好规划与建设工作。

2.农村电网的经济运行

电网经济运行，就是在保证电网安全、稳定、可靠的前提条件下，充分利用电网中的输、变、配电设备，借助科学的理论计算，通过加强调度和运行管理，最大限度地提高电能质量、降低变压器和线路的有功及无功损耗，使整个电网处于最佳运行状态，使电能的损耗量最小。

经济运行是提高电能质量、降低电能损耗的重要技术性措施之一，也是我们当前应该努力强化、提高的重要环节。

县级供电企业的调度运行管理部门应定期进行35kV及以上电网潮流计算、理论线损计算和分析，并在此基础上编制电网年度经济运行方式，作为电网经济调度与运行的依据严格执行。

当电网结构或负荷分布情况发生较大的变化时，还应注意及时对现行的电网经济运行方式进行重新计算、分析、调整和完善。

3.加强电能质量监控装置以及计量管理

通过调研发现，很多地方都没有安装电能质量的监控设备，或者说没有按照《电能计量装置管理技术规程》（DL/T448-2000）以及《农村电网电压质量和无功电力管理办法》、《农村电网供电可靠性管理办法》等规程、规范去安装和设定电压监测点。

因此，需要加大监管力度，敦促各地区电力部门严格执行各规章制度，将条文规定落实。

4.新技术、新产品应用

农村电网不等于落后，不等于技术含量低，对于新技术、新产品，我们都要积极采用。

要求在加强电能质量管理中要加大科技进步方面的投入，提高电网科技含量，逐步向无油化、免维护、小型化、紧凑型的方面发展，抓好县调自动化、节能降耗技术、配网典型设计和营销服务自动化系统的建设。

6结论

本文对农村地区电能质量问题进行了探讨，重点分析了农村地区电网低电压等问题，提出了一些解决问题的办法。

建设社会主义新农村为农电事业发展带来了新的机遇，也提出了更高的要求。

当前的农村电气化技术还处在较低的水平，而农村地区电能质量的好坏，直接关系到广大农民的生产生活。

相信通过电力企业和地区政府的配合，将改善电能质量的措施落到实处，必将大大提高农村电网电能质量。

鉴于农电系统的特殊性，农电科技发展必然受到越来越高的重视，农电科技进步需要更多的关注和推动，寻求到更好的解决农村电能质量问题的办法。