農業供電
正文
通過農村供電系統為農業生產和居民生活提供電源。是農業電氣化的先決條件。農村供電系統由農村供電電源和農村電力網組成。農業供電特點是：農業電能用戶分散，輸電距離遠，用電負荷密度小，且受季節和氣候的影響大，電壓質量較難達到標準；單機或單戶用電量小，送、變電設備單位容量的送電量低，因此發電和輸電成本均高於城市。農業供電部門的任務是研究並採用先進的技術、設備和科學管理方法，制訂合理的供電規劃，保證供電的質量和可靠性，降低電能及輸電的成本，擴大供電的範圍，以促進農村經濟的發展和提高村鎮居民的生活水平。概況 農業供電始於19世紀末，最初是用小型發電站或發電機組供電。隨著農業電氣化和大電網的發展，逐漸出現了大型農村發電廠和由大電網供電的農村電力網。至第二次世界大戰後，大電網供電迅速發展，在農業供電中的比重不斷增長。到70年代，日本、蘇聯、美國、法國、聯邦德國等國的農業用電已主要或幾乎全部由大電網供給。適合農村特點的電源電網結構、專用電氣設備、自動控制裝置和運行技術不斷發展，微型電子計算機在農村供電系統的控制、運行和管理方面也逐步得到套用。
中國在1949年僅有農村小水電站26座，裝機總容量2800千瓦。中華人民共和國成立後，1949～1957年結合農田水利建設修建了一批小水電站，1957年底有小水電站552座，裝機總容量19400千瓦。1957～1962年間開始發展大電網向農村供電，實行以大電網供電為主與中、小電站（特別是小水電站）供電並舉的方針。此後，農業供電發展的速度大大加快（見小水電）。
農業供電規劃 是建設農業供電系統的依據。長期規劃年限為5～10年或更長期限,規劃區域一般不受行政區劃的限制。編制規劃時應考慮的因素包括：農業在國民經濟中的地位和作用，國家的農業政策、能源政策及農業對電能的需求，國家或地區能源資源的分布、大電網提供電源的現狀和發展前景以及農業電氣化的發展速度，規劃期區域內用電負荷逐年增長速度及分布情況的預測等。在上述基礎上，從供電系統運行安全靈活、保證電能質量、節約投資消耗和運行費用的經濟性出發，對供電系統內各項發電、送電、變電、配電工程中的有關技術原則，以及電網運行過程中可能遇到的問題進行技術經濟論證,通過多方案比較,確定最佳供電方案。
農業供電規劃的內容包括：電源的構成、布點，以及電廠、大電網供電變電所的分期及最終容量，農村電力網的結線方式、主幹線路及農村變電所布局，無功功率平衡、補償及調壓方式等。規劃檔案應提出編制規劃的依據和實施規劃的各項規定及資料，並提出發電、送電、變電建設的項目及其進度，需要的投資及主要器材設備等。農村供電規劃在履行審批手續後交付實施。
農業供電電源 有大電網(也稱大電力系統)、發電廠及各種小型發電裝置3類:①大電網。由許多發電廠經變電所和輸電線路連線而成。它能利用用戶工作的不同時性和地理時差調節電力負荷峰值，擴大備用電源容量，並能充分利用水能、劣質煤等廉價能源，具有供電可靠性高、電能質量好、電價低廉、管理方便和調度靈活等特點。是現代較完善的能源。②發電廠。是把可以利用的載能質的能量轉化為電能的工廠。根據所用載能質的不同，分為火電廠、水電廠、核電站、地熱電站、潮汐電站以及利用風能、太陽能、沼氣能的電站或發電裝置等多類。發電廠除併入大電網以外，也單獨為用戶供電。各類小型發電廠是遠離大電網的農村用戶的重要電源。③小型發電裝置。包括小水電、風力發電機組、太陽能發電。在一些偏僻農村，還用柴油、沼氣等發電裝置作為能源(見農用風力利用工程、農業太陽能利用工程)。
農村電力網 主要由農村電力線路和農村變電所組成。農村電力網的結線方式多為單電源輻射狀結線。為了提高供電可靠性，實現不間斷供電，可採用有備用的雙電源環狀結線（開環或閉環運行）或其他有備用的結線方式（圖1）。 農村電力線路 擔任輸送和分配電能的任務。輸送電能的稱送電線路；分配電能並同用戶受電器或配電變壓器直接聯接的稱配電線路。農村電力線路的電壓等級有 220千伏、110千伏、60千伏、35千伏、10千伏、6千伏、 380伏等。35千伏及以上為送電線路電壓。10千伏及以下為配電線路電壓。有時35千伏和60千伏線路也作配電線路。1千伏以上為高壓配電線路，1千伏以下為低壓配電線路。
電力線路從結構上分為架空線路和電纜線路。架空線路造價低,取材容易,施工方便，在農村電網中得到廣泛套用。它由導線通過絕緣子懸掛在桿塔上構成。35千伏及以上架空線路在發電廠、變電所進線段或沿全線敷設避雷線並加裝桿塔接地裝置。導線用 LGJ型鋼芯鋁絞線和LJ鋁絞線,低壓配電線路用鋁絞線或絕緣鋁絞線,有的國家用銅線或鋼芯銅絞線。絕緣子有針式、懸式、瓷橫擔 3種。由於瓷橫擔可節省鋼材，造價低，絕緣強度高，在中國逐漸取代針式絕緣子用於農村高壓配電線路的直線桿。桿塔主要為鋼筋混凝土單桿或雙桿，也可用鐵塔或木桿，有的國家大量使用經化學處理的木桿，使用壽命可達30年以上。電纜線路採用有防護層的單芯或多芯絕緣導線，可以直接敷設在地下或水下。70年代以來，中國部分井灌區使用了低壓直埋式簡易鋁芯塑膠電纜（俗稱地埋線），具有不占耕地，投資少，不影響田間機械作業等優點。
農村電力線路的輸送能力指能夠安全、經濟地通過線路的功率。它取決於允許電壓損失、功率損失及電能損失等。短線路還取決於導線的允許溫升。電力輸送能力大體上和線路電壓的平方成正比，而和輸送距離成反比，也和導線材料、截面及調相、調壓設備有關。
農村變電所 由變壓器、高低壓配電裝置、無功功率補償設備，以及測量、 繼電保護、 自動控制、信號、通信、運動裝置和必要的建築物等構成。用以匯集電源、升降電壓和分配電能，並對出線及電氣設備進行操作、控制和運行監視，是農村電力網的樞紐。其電壓等級有110/35(60)千伏、35(60)/3～10千伏、35/0.4千伏和6～10/0.4千伏等多種。在中國,把為農村供電的35(60)/3～10千伏變電所專稱為農村變電所。其所址一般選在接近負荷中心、有適當的進出線走廊、交通方便、水文地質條件適宜的地方，並儘量不占或少占農田。變電所的供電半徑一般不超過其低壓側電力線路的輸送距離。
農村變電所變壓器一般為1台或2台。其主接線根據變電所的重要程度、容量大小、變壓器台數、用戶對供電可靠性要求、電壓等級和電網的接線方式等因素決定。高壓側常用的接線方式有單元式接線、單母線、單母線分段、橋式接線等；低壓側的接線方式有單母線和單母線分段(有時帶旁路母線)等。小容量終端或支接 (T接)變電所，高壓側採用不裝斷路器、而僅裝跌落式熔斷器或接地刀閘的簡易單元式接線。
農村變電所的配電裝置有戶內式和戶外式兩類。高壓側一般為戶外式， 6～10千伏及以下低壓側多為戶內式。選用戶外式成套配電裝置或建設成套式變電站，可以大大減少土建和安裝工作量，縮短施工期，並節約投資。工業已開發國家重視發展簡易成套變電站，並實現自動化和遠動，不用值班人員；不重要的變電所不裝遠動裝置、僅裝設必要的自動裝置，也可實現無人值班。
中國於1984年通過技術鑑定的小型化35千伏農村變電站，已實現一次設備戶外和立體布置，並具有以微處理機為核心的控制系統和以CMOS積體電路為主體的繼電保護、中央信號和自動裝置系統。
農業供電配電方式 低壓配電網用三相四線制或三相三線制(Y接線僅有三相電動機用戶);高壓配電網用三相三線制、兩線一地制(圖 2)和三相單相混合制。兩線一地制是用大地做導線的對地不對稱的三相系統，可節省一根導線及相應的器材、投資，並有節能效果。但跳閘率高，工作接地裝置長期通過負荷帶來一些問題，對電信線路干擾嚴重，所以其套用受到限制。三相單相混合制是高壓主幹線為三相四線制或三相三線制，而用戶分支線為單相制的配電方式。有的國家廣泛採用主幹線為三相四線制的混合配電方式。在中國，這種配電方式的試驗線路已投入運行。 電能質量 以電壓和周率允許偏差為質量標準。運行電壓和周率不符合質量標準時，會影響用電設備的效率、安全及使用壽命，並可能造成減產。因此，各國對電能質量都作了相應規定。
中國電力系統周率的允許偏差範圍規定為：當系統容量達 3×106千瓦及以上時為50±0.2赫；當系統容量在 3×106千瓦以下時為50±0.5赫。電網用戶受電端電壓的允許偏差為：對10～35千伏及以上電壓供電的用戶或有特殊要求的用戶為±5％；對低壓照明用戶為±5％至-10％；對農業低壓用戶為+7.5％至-10％。
發展動向 在擴大由大電網供電的同時，正在研究可利用再生能源或農村廉價能源的經濟、靈活、可靠的小型成套發電裝置，以及其他特殊供電方式，以解決邊遠或偏僻鄉村的電源問題。同時，對於提高農村配電網的電壓並減少電壓等級，研究並發展經濟可靠的輕型電氣設備和電氣材料，使用簡易變電站、戶外成套變電站或成套配電裝置，以及發展適用的自動控制裝置和先進的運行技術措施，以提高供電的可靠性等問題，也日益受到重視。在農村供電的規劃設計、農村變電所的繼電保護及自動化、農村電網運行的調度和管理等方面將更多地使用電子計算機和微型計算機，採用節能措施，以降低電網損失和節約輸電成本。
