农业供电

农业供电始于19世纪末，最初是用小型发电站或发电机组供电。随着农业电气化和大电网的发展，逐渐出现了大型农村发电厂和由大电网供电的农村电力网。至第二次世界大战后，大电网供电迅速发展，在农业供电中的比重不断增长。到70年代，日本、苏联、美国、法国、联邦德国等国的农业用电已主要或几乎全部由大电网供给。适合农村特点的电源电网结构、专用电气设备、自动控制装置和运行技术不断发展，微型电子计算机在农村供电系统的控制、运行和管理方面也逐步得到应用。

中国在1949年仅有农村小水电站26座，装机总容量2800千瓦。中华人民共和国成立后，1949~1957年结合农田水利建设修建了一批小水电站，1957年底有小水电站552座，装机总容量19400千瓦。1957~1962年间开始发展大电网向农村供电，实行以大电网供电为主与中、小电站(特别是小水电站)供电并举的方针。此后，农业供电发展的速度大大加快(见小水电)。

有大电网(也称大电力系统)、发电厂及各种小型发电装置3类:①大电网。由许多发电厂经变电所和输电线路连接而成。它能利用用户工作的不同时性和地理时差调节电力负荷峰值，扩大备用电源容量，并能充分利用水能、劣质煤等廉价能源，具有供电可靠性高、电能质量好、电价低廉、管理方便和调度灵活等特点。是现代较完善的能源。②发电厂。是把可以利用的载能质的能量转化为电能的工厂。根据所用载能质的不同，分为火电厂、水电厂、核电站、地热电站、潮汐电站以及利用风能、太阳能、沼气能的电站或发电装置等多类。发电厂除并入大电网以外，也单独为用户供电。各类小型发电厂是远离大电网的农村用户的重要电源。③小型发电装置。包括小水电、风力发电机组、太阳能发电。在一些偏僻农村，还用柴油、沼气等发电装置作为能源(见农用风力利用工程、农业太阳能利用工程)。

以电压和周率允许偏差为质量标准。运行电压和周率不符合质量标准时，会影响用电设备的效率、安全及使用寿命，并可能造成减产。因此，各国对电能质量都作了相应规定。

中国电力系统周率的允许偏差范围规定为:当系统容量达 3×106千瓦及以上时为50±0.2赫;当系统容量在 3×106千瓦以下时为50±0.5赫。电网用户受电端电压的允许偏差为:对10~35千伏及以上电压供电的用户或有特殊要求的用户为±5%;对低压照明用户为±5%至-10%;对农业低压用户为+7.5%至-10%。

农业供电规划是建设农业供电系统的依据。长期规划年限为5~10年或更长期限,规划区域一般不受行政区划的限制。编制规划时应考虑的因素包括:农业在国民经济中的地位和作用，国家的农业政策、能源政策及农业对电能的需求，国家或地区能源资源的分布、大电网提供电源的现状和发展前景以及农业电气化的发展速度，规划期区域内用电负荷逐年增长速度及分布情况的预测等。在上述基础上，从供电系统运行安全灵活、保证电能质量、节约投资消耗和运行费用的经济性出发，对供电系统内各项发电、送电、变电、配电工程中的有关技术原则，以及电网运行过程中可能遇到的问题进行技术经济论证,通过多方案比较,确定最佳供电方案。

农业供电规划的内容包括:电源的构成、布点，以及电厂、大电网供电变电所的分期及最终容量，农村电力网的结线方式、主干线路及农村变电所布局，无功功率平衡、补偿及调压方式等。规划文件应提出编制规划的依据和实施规划的各项规定及资料，并提出发电、送电、变电建设的项目及其进度，需要的投资及主要器材设备等。农村供电规划在履行审批手续后交付实施。

主要由农村电力线路和农村变电所组成。农村电力网的结线方式多为单电源辐射状结线。为了提高供电可靠性，实现不间断供电，可采用有备用的双电源环状结线(开环或闭环运行)或其他有备用的结线方式(图1)。 农村电力线路 担任输送和分配电能的任务。输送电能的称送电线路;分配电能并同用户受电器或配电变压器直接联接的称配电线路。农村电力线路的电压等级有 220千伏、110千伏、60千伏、35千伏、10千伏、6千伏、 380伏等。35千伏及以上为送电线路电压。10千伏及以下为配电线路电压。有时35千伏和60千伏线路也作配电线路。1千伏以上为高压配电线路，1千伏以下为低压配电线路。

电力线路从结构上分为架空线路和电缆线路。架空线路造价低,取材容易,施工方便，在农村电网中得到广泛应用。它由导线通过绝缘子悬挂在杆塔上构成。35千伏及以上架空线路在发电厂、变电所进线段或沿全线敷设避雷线并加装杆塔接地装置。导线用 LGJ型钢芯铝绞线和LJ铝绞线,低压配电线路用铝绞线或绝缘铝绞线,有的国家用铜线或钢芯铜绞线。绝缘子有针式、悬式、瓷横担 3种。由于瓷横担可节省钢材，造价低，绝缘强度高，在中国逐渐取代针式绝缘子用于农村高压配电线路的直线杆。杆塔主要为钢筋混凝土单杆或双杆，也可用铁塔或木杆，有的国家大量使用经化学处理的木杆，使用寿命可达30年以上。电缆线路采用有防护层的单芯或多芯绝缘导线，可以直接敷设在地下或水下。70年代以来，中国部分井灌区使用了低压直埋式简易铝芯塑料电缆(俗称地埋线)，具有不占耕地，投资少，不影响田间机械作业等优点。

农村电力线路的输送能力指能够安全、经济地通过线路的功率。它取决于允许电压损失、功率损失及电能损失等。短线路还取决于导线的允许温升。电力输送能力大体上和线路电压的平方成正比，而和输送距离成反比，也和导线材料、截面及调相、调压设备有关。

农村变电所 由变压器、高低压配电装置、无功功率补偿设备，以及测量、 继电保护、 自动控制、信号、通信、运动装置和必要的建筑物等构成。用以汇集电源、升降电压和分配电能，并对出线及电气设备进行操作、控制和运行监视，是农村电力网的枢纽。其电压等级有110/35(60)千伏、35(60)/3~10千伏、35/0.4千伏和6~10/0.4千伏等多种。在中国,把为农村供电的35(60)/3~10千伏变电所专称为农村变电所。其所址一般选在接近负荷中心、有适当的进出线走廊、交通方便、水文地质条件适宜的地方，并尽量不占或少占农田。变电所的供电半径一般不超过其低压侧电力线路的输送距离。

农村变电所变压器一般为1台或2台。其主接线根据变电所的重要程度、容量大小、变压器台数、用户对供电可靠性要求、电压等级和电网的接线方式等因素决定。高压侧常用的接线方式有单元式接线、单母线、单母线分段、桥式接线等;低压侧的接线方式有单母线和单母线分段(有时带旁路母线)等。小容量终端或支接 (T接)变电所，高压侧采用不装断路器、而仅装跌落式熔断器或接地刀闸的简易单元式接线。

农村变电所的配电装置有户内式和户外式两类。高压侧一般为户外式， 6~10千伏及以下低压侧多为户内式。选用户外式成套配电装置或建设成套式变电站，可以大大减少土建和安装工作量，缩短施工期，并节约投资。工业发达国家重视发展简易成套变电站，并实现自动化和远动，不用值班人员;不重要的变电所不装远动装置、仅装设必要的自动装置，也可实现无人值班。

中国于1984年通过技术鉴定的小型化35千伏农村变电站，已实现一次设备户外和立体布置，并具有以微处理机为核心的控制系统和以CMOS集成电路为主体的继电保护、中央信号和自动装置系统。

农业供电配电方式 低压配电网用三相四线制或三相三线制(Y接线仅有三相电动机用户);高压配电网用三相三线制、两线一地制(图 2)和三相单相混合制。两线一地制是用大地做导线的对地不对称的三相系统，可节省一根导线及相应的器材、投资，并有节能效果。但跳闸率高，工作接地装置长期通过负荷带来一些问题，对电信线路干扰严重，所以其应用受到限制。三相单相混合制是高压主干线为三相四线制或三相三线制，而用户分支线为单相制的配电方式。有的国家广泛采用主干线为三相四线制的混合配电方式。在中国，这种配电方式的试验线路已投入运行。

农业供电特点是:农业电能用户分散，输电距离远，用电负荷密度小，且受季节和气候的影响大，电压质量较难达到标准;单机或单户用电量小，送、变电设备单位容量的送电量低，因此发电和输电成本均高于城市。农业供电部门的任务是研究并采用先进的技术、设备和科学管理方法，制订合理的供电规划，保证供电的质量和可靠性，降低电能及输电的成本，扩大供电的范围，以促进农村经济的发展和提高村镇居民的生活水平。