（国网重庆市电力公司南岸供电分公司 重庆南岸 400000）
摘要：近年来，我国社会经济快速发展，农村用电量也逐年攀升，尤其是春节期间大量居民返乡会造成农村用电量飙升，但农村电网基础薄弱，会出现低电压的现象，严重的甚至会导致居民无法用电。本文首先对重庆市巴南区农村配电网的用电现状进行了分析，剖析了巴南区农村配网电压较低的原因，最后提出了解决农网线路低电压的电压补偿装置设计方法，并与现有的方法进行了比较，结果表明该方法可以有效提高电压质量。
关键字：电力系统; 农网; 低电压; 电压补偿
国务院办公厅转发国家发改委《关于“十三五”期间实施新一轮农村电网改造升级工程意见》的通知，强调按照“五位一体”总布局和“四个全面”战略，突出重点领域和薄弱环节，加快城乡电力服务均等化进程，为促进农村经济社会发展提供电力保障。当前，农村电网基础薄弱，供电半径大，低电压是阻碍农网服务工作效率提升的关键性因素。
本文首先阐述了重庆市巴南区配电网的用电现状，分析了农网低电压的原因，最后提出了解决农网线路低压的电压补偿装置的设计方法，并与现有的方法进行了比较，结果表明该方法可以有效提高电压质量，保证农村居民的可靠用电。
1 重庆市巴南区农村配网用电现状
配电网络主要由中置柜、负荷开关柜、户外环网柜（电缆分支箱）、低压配电屏、箱式变电站、配电变压器、无功补偿装置、柱上负荷开关、柱上断路器以及配电线路等设备构成。截止2016年底，国网重庆电力公司投巨资改造农网，基本实现对农村和边远地区配电网能源消费的可控、能控，在主网故障前提下的自恢复、需求调节等。
重庆市巴南区地处长江南岸丘陵地带，地质地貌形态多样，境中地势南高北低，起伏甚大，农村地区主要为自然村落分散居住，由于负荷密度小、设备分散、供电半径大、布点不足及人均配电变压器容量低，部分偏远农村会出现电压较低的问题；此外，由于大部分农民外出打工，村民春节返乡供电负荷骤增等原因会引起供电电压更低，甚至影响居民的正常用电。
2 农村配网低电压的原因
农村配网“低电压”问题呈现明显的季节性和周期性，并具有动态性和复杂性的特点。形成原因主要如下：
（1）农网区域总体而言负荷水平低，电价水平低，整体经济水平欠发达，用户诉求不强烈，造成农村配网在人力、资金、管理上的投入不足，对电压质量的保证也形成了一定制约。
（2）特殊时段用电量激增，短时功率存在缺口。春耕、秋收、度冬、春节等时间段，大量农业加工、取暖设备在同一较短时间集中使用，有功功率、无功功率均大幅上升，会造成短时低电压。特别是春节期间，外出务工返乡人员增多，受低温天气影响，取暖负荷同时大量用电引起的短时低电压较多。
（3）传统农村用电格局多停留在照明系统方面，而当前如冰箱、空调或家电等电器正大量走进农村家庭，这些电器往往以感性负荷为主，对无功功率的要求较高。大多农村地区配网变压器往往难以对这些设备进行无功功率补偿，即使部分区域不断引进如电容器等设备，但普及率较低，因此线路在进行大量无功功率输送过程中将使自身对电压逐渐降低。
（4）台区供电半径偏大，致使末端电压偏低。据统计，巴南区平均低压供电半径为1.56 km，其中供电半径超过0.8 km的占低电压台区总数的85%。
3 低压线路电压补偿装置研究
农村配网低压线路电压补偿装置的设计原理框图如图1所示，该电压补偿装置是对电网低压线路电压过低的末端电压进行电压补偿的装置，适用于电网380V/220V低压线路的电网末端点烟器过低、电网中线路后1/3部分电压偏低或因季节性用电引起电压偏低的场所。
该装置具有以下特点：（1）在电网电压低于198V时，装置自动投入补偿，电网电压在204V或以上时，自动转装置内旁路，切换过程不断电，对电网低压线路电压自动补偿；（2）满负荷时大于98%，效率高；（3）装置经过特别设计，能适应室外特高温或潮湿的环境；（4）安装灵活，迁移方便；（5）可以选配大容量（4-6倍）旁路开关系统，超过装置额定容量时，可不断电切换至自动旁路，自动旁路与装置补偿回路配备电气互锁，同时旁路开关也可手动操作。
图1 低压线路电压补偿装置设计方案
4 与现有电压控制手段比较分析
农网现有低压控制手段主要有无功补偿、自耦变压器、稳压器、调高台区配电变压器输出电压、与新增配电变压器升压等方法。其中加装无功补偿装置能够降低视在电流，减少线路电压降落，从而间接达到升压的目的，但其受到低压线路功率因数影响较大，存在较大的局限性；通过自耦变压器直接升压，相同容量情况下装置耗材多、重量大、体积大，不但造价高，而且由于重量重，安装成本也大大增加；稳压器内部主要为功率电子元器件，在室外的恶劣环境使用，容量难以大于3 kVA，而且价格昂贵；通过调高台区配电变压器的输出电压，可以解决近台区用户电压低问题，但一方面容易造成首端电压较高，另一方面不能解决由于供电半径过长引起的电压低问题；新增配电变压器可以解决电压低的问题，但造价相对非常高。
通过对比以上农村配网升压手段，本装置具有体积小、重量轻、成本低、效率高、安装方便等特点，可以杆上安装，也可以在墙上安装。相比传统的改造手段，按照测算每户改造约需2000元，使用本装置平均每户改造费用小于1000元，而且改造无需复杂的施工环节，效果好、速度快。
5结语
随着经济的高速发展，各行各业对电力的需求不断增加，对电网供电的稳定性和安全性的要求也逐渐提高。本文对首先对重庆市巴南区农村配网的设备现状进行了阐述，分析了农村配网电压偏低的原因，最后提出了农村低压配电网电压稳定控制措施，假装低压线路电压补偿装置解决配网末端低电压问题，是一种较为经济可靠的补偿手段。
参考文献：
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[3]曹伟. 利用无功补偿解决配电网低电压问题的对策研究[D]. 华南理工大学, 2016.
论文作者:黄帆,万树伟,杨孟,陈浩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
标签：电压论文; 农村论文; 装置论文; 低压论文; 巴南区论文; 线路论文; 电网论文; 《电力设备》2017年第20期论文;