低壓配電網電壓質量問題分析以及優化措施探究

張景坤

（廣東電網有限責任公司江門開平供電局,廣東 開平 529300）

低壓配電網電壓質量問題分析以及優化措施探究

張景坤

（廣東電網有限責任公司江門開平供電局,廣東 開平 529300）

根據目前低壓配電網展開相關討論，分析低壓配電網電壓質量控制的問題，提出了合理有效的處理策略，以保障低壓配電網體系的安全、經濟以及穩定運行。

低壓配電網；電壓質量；優化措施

0 前言

我國的電力企業近年來均實行了大規模的電網改造，電網的構造不合理問題也得到了一定程度的改善，不過還是因為很多的條件與原因的制約，低壓配電網電壓質量仍存在一些不安全的隱患，這嚴重的影響了電氣設備的正常使用以及相應的電能消耗。所以，對低壓配電網質量問題進行深層的分析與探討，為優化低壓配電網電壓質量以及提升高低壓配電網的安全、經濟與穩定運行有著很大的作用與意義。

1 低壓配電網電壓質量分析

一直以來，配網管理中對低壓配電網電壓質量管理工作重視程度不夠，但是隨著配電網的投入不斷增加，對配網管理中的電壓質量管理也越來越重視，低壓配電網構造也是得到了一定的改善，并且低壓配電網的質量也是有著很大的提升。不過，值得一提的是在低壓配電網電壓質量管理中還有諸多問題。現階段，從配電網調壓方式來看，主要針對是10kV中壓配電網進行的調節，而對于380V的低壓配電網進行調節的方法不多。實踐表明，在10kV中壓配電網的調節與當前的低壓配電網電壓質量的優化需求很難適應。在高峰負荷時電壓是非常低的，而在低谷負荷時，電壓往往又比較高，這種現象目前在低壓配電網中是一個比較普遍的問題。以某供電局低壓配電網為例，存在電壓質量合格率不高，并且跟標準的要求相差較大。

2 低壓配電網中電壓質量存在的問題

2.1 三相負荷

三相負荷不均衡時，會導致相關的中性點電位存在一定程度的偏移，造成三相電壓相位也相應的會出現一定的偏移現象，致使低壓配電網三相電壓失衡。出現這一問題以后，會造成部分低壓電力用戶的用電器非正常運行，例如照明燈的亮度降低，嚴重時會對用戶用電器帶來損壞。如果對三相負荷不均衡這一問題不及時解決，那么對低壓配電網的電壓質量勢必會帶來影響。

2.2 無功補償

在低壓配電網無功補償中，配電網改變之后強化了相關的高低壓配電線路，那么配電網覆蓋的范圍也就會增大，但是無功補償的容量并沒有隨著配電網覆蓋的范圍增大而增大。相反，配電網范圍增大的同時，無功用戶的數量和規模也在增多。出現這一問題的主要原因是部分地區的電力用戶認為無功補償設施的價格比較貴，不想在這方面增加投入，不愿意安裝。這些因素最終導致低壓配電網的無功容量相對越來越小，電壓質量相對下降，難以達到標準要求，也造成了線損率的提升。

2.3 低壓配電網線路

近幾年，配電網的改造工作促使低壓配電網線路構造獲得了一定的改善，不過因為覆蓋的范圍較大并且相應的接入點也很多，工作內容較為繁雜，眾多的低壓配電網線路還是會出現各類問題。例如配電網線路中導線直徑較小，在進入用電高峰時段以后，電力用戶需求電能的量達不到要求，難以保證線路末端電壓的質量。

3 低壓配電網中優化電壓質量的措施

3.1 三相負荷平衡

三相平衡工作，是以相關的電力用戶為基準，并依照各個用戶的實際狀況，對低壓配電網的接入方法進行優化，落實到就地平衡，保證三相負荷在長時間段內都是一致的。

3.2 提高無功補償容量

對低壓配電網無功補償方式進行優化，全方位的規劃和改善無功補償方式，合理、有效的布置無功補償裝置，可以實施分散補償方式，最大限度的呈現出相關的平衡。有機的將集中補償、高低壓補償、分散補償、動態靜態補償完美的耦合在一起，并對相關的功率參數低的低壓電力用戶，應有效的督促無功補償的進行。

3.3 10kV配變變比

可以合理的調節10kV配變比，以獲得良好的電壓質量優化。不過，改善10kV配變變比會影響總體的電壓水平，所以相應的優化成果要合理的制約。電壓的額定電率偏移較大時，超出10kV配變所調節的范圍，這時電壓的質量優化策略失效。

3.4 更換低壓配電網線路導線

在所有的優化措施中，更換線路導線是最簡單的方式。采用該方式最主要的問題是應該將導線截面配合問題重點考慮，距離電源點比較近的支線線路導線截面應該大于距離電源點較遠的支線線路導線。當然，更換導線的費用較高，因此要綜合考慮多種因素，在投資比較大的時候，應該對多種優化措施綜合考慮，選擇性價比最高的方式。

4 案例分析

4.1 電壓質量偏移

本轄區內，對配電網10kV的饋線I線2號低壓區進行監測后發現，相應的電壓偏低，最低點的偏移量達到-8.5%，無法滿足380V配電網電壓偏移量的標準要求（-7%到7%之間）。

4.2 電壓質量偏移處理

4.2.1 增加無功補償裝置

采用無功優化計算方法，對該線路中增加多個無功補償裝置，解決2號低壓區電壓較低的問題。實際的補償點和相應的補償容量見表1，依照無功補償裝置的成本（125元/ kvar），需要補償的總容量為140kvar，需要的總投入為1.75萬元。無功補償裝置增加以后，該線路2號低壓區電壓最低點偏移量上升到-3.75%，達到了380V低壓配電網電壓偏移量的標準要求，有效的對電壓偏移問題進行了解決。

10kV饋線I無功補償設備增加點與容量

4.2.2 調節10kV配變的分接頭

基于該線路存在的這一問題，也可以對10kV配變分接頭節點進行適當的調節，可以達到優化電壓質量的目的。經過對該線路的認真檢查發現，10kV配變2號低壓區域分接頭位置應該在10kV，當將其調節為9.75kV時，該低壓區域電壓最低點偏移量下降到-5.73%，繼續對分接頭位置進行調節到9.5kV時，電壓偏移量上升到-3.15%，達到380V低壓配電網電壓偏移向的標準，有效的對該線路的電壓質量差的問題進行了解決。

4.2.3 變更低壓配電網導線

通過分析，10kV配變低壓側2號低壓區域出口處電壓的偏移量為-2.95%，沿著低壓線路沿線監測到的電壓偏移量依次為-5.96%、-7.24%、-8.5%，此時可以考慮更換低壓配電網導線的方式來改善電壓質量。將線路原來的導線更換為70mm2截面的導線，該區域的電壓質量最低偏移量處的偏移量提高到-7.06%，雖然有所改善，但還是滿足不了規范電壓的質量要求。所以，變更導線的截面能改善低壓配電網電壓質量，不過相應的改善成效會逐漸的減小，也就是在改善到相應的程度時，盡管再增多導線截面，還是不會有更好的改善成效。

4.3 成果分析

在該實驗中，對低壓配電網電壓質量偏移量大的問題采用了增加無功補償裝置、調節分接頭方式及更換配電網導線等方法進行解決。其中，調節10kV的配變分接頭所獲得的電壓質量是最好的優化成效，并且該優化策略不需要增多新型的電氣設施，運用自身的10kV配變調整方式即可。無功補償設備也就是對相關的配電網無功容量實行一定程度的優化，能直接的優化電壓的質量，最終的成果也非常的明顯，而且從性價比方面分析，效果也比較理想。由于10kV配變低壓側2號低壓區域的出口電壓已經是較低的狀態，所以變更低壓配電網導線起不到根本的作用，所以更換導線的方法雖然有一定的效果，但總體而言效果不理想。

5 結語

優化低壓配電網電壓的質量，對于低壓配電網的安全穩定運作有著非常大的作用與意義。不過低壓電網電壓質量問題涉及面很廣，一定要結合相關的實際狀況，以最科學有效的優化方案來處理實際問題。

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