低压农网供电方式及导线截面选择

近年来的大规模农网改造，主要目的就是降低过高的农村低压电网线损率，提高客户端的过低电压。达到这一目的的关键改进是农村低压电网供电方式。笔者总结农网改造的实践经验，结合理论分析，对改进措施加以阐述。

1　供电方式

10kV系统大都是采用三相三线中性点不接地系统，这种供电制式不灵活、不经济、不易降损节能。不论负荷性质如何，全都采用三相供电。我国绝大部分农村农户居住分散，负荷密度小，三相负荷很难实现平衡。

通过理论计算可以推导出负荷不平衡时，线损可能增加数倍。目前农村单相负荷已成为电力负荷的主要方面，农村低压线路虽多为三相四线，但在农网改造过程中，没有充分重视把单相负荷均衡的分配到三相上，而且还有一定数量的单相两线线路。按一般情况估计，单相负荷的线损可能增加2～4倍，由此可知调整三相负荷的降损潜力是很大的。

不仅在改造中如此，在日常的运行维护过程中，重视三相负荷的平衡，巡线检修的过程中，不应该只关注绝缘子、导线等线路设备的外观质量情况，对三相负荷的变化情况也应该引起充分的重视，例如采用钳形电流表随时检测，超过标准时就应该考虑对部分单相负荷进行改接。

欧美和日本等国家农村配电系统广泛采用多中性点接地的三相四线供电制式，对于偏远电力用户采用单相供电方式，采用柱上式单相变压器，充分缩短低压供电半径，大大降低了建设费用和线路损失，对于有三相动力用户的单相电源，则采用单三相转换器或采用2台单相变压器，接成"V"型接线来提供三相电源。经半个多世纪的实践证明，这是一种理想的供电方式。

目前我国农村用户用电水平普遍不高，在10kV及以下配网三相供电方式的基础上，特别对库区、山区等，局部采用10kV及以下单相供电方式，既可以有效的解决农村住户分散、低压网供电半径过长，低压损失较大的情况，又可以控制10kV三相线路大跨越时的线间距离，减少施工费用，降低工程造价。

其主要技术措施是在现有三相三线不接地系统基础之上，对三相三线系统，采用2根相线深入用户，通过柱上单相变压器，低压侧形成单相供电。若需要小容量三相电源，应将单、三相负荷分开，或采用2台变压器形成"V"型接线方式，提供三相电源。将高压尽可能地深入用户中心，缩短低压供电半径。减小单台变压器容量，将单、三相负荷分开。

低压网的单相三线制供电是在单相变压器低压侧采用2个220V绕组，中性线接地，如将负荷分成两半，均匀分配，中性线电流将很小(理想状态为零)，这样低压线损将降低70%以上(理想状态降低75%)。以下对单相二线制和单相三线制供电制式进行比较(见图1)。

图1　单相二、三线制供电原理图

①单相二线制(如图1a所示)设2个单相负载为Z₁和Z₂，且Z₁=Z₂，1根导线电阻为只，线路总电流为I，运行时间为t，则线路损失△A₁=2RI²t×10^-3。

②单相三线制，即在单相变压器低压侧采用双绕组，中线直接接地，且异名端相接，如图1b所示。如果负荷分配相等，即Z₁=Z₂，则中性线没有电流。假设其单相负载与单相二线制负载一样，且Z₁=Z₂，则在这种供电方式中的线路电流为1/2，其线路损失为：

△A₂=2RI²t×10^-3=0.5I²Rt×10^-3。

很显然，△A₂=△A₁/4，在负载分配对称时，单相三线制供电比单相二线制供电的线损减少了3/4；也就是说，低压侧仅增加一根很细导线，就可减少近75％的低压线路损失。即使在负载分配不对称时，也会有明显的降损效果，在低压线路供电半径比较大的情况下，采用这种供电制式尤为经济。

单相三线制供电方式容易实现，降损效果又好。采用单相变压器就近供电，提高了供电质量和可靠性。同时，变压器容量小，供电面小，若发生故障波及面小，提高了供电可靠性，且由于变压器采用两组低压绕组，其过负荷能力可提高10%。