低電壓在線監測與綜合分析系統研究

谷雨　李光　鄭偉

摘要：為快速確定低電壓產生的原因，根據低電壓現象的特點，開發低電壓在線監測與綜合分析系統。以某低電壓嚴重臺區為例，探討具體改造方案，分析臺區改造后的經濟效益及社會效益，為有效消除低電壓現象提供技術方案。

關鍵詞：低電壓；在線監測；綜合分析；通訊系統；效益

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）07-0054-03

1 低電壓在線監測與綜合分析的重要性

低電壓問題不是一個單一的問題，具體到一個臺區、一個用戶，可能是一個方面、兩個方面的問題同時存在，甚至是一系列的、綜合性問題共同存在。只有分析清楚導致低電壓問題的主要原因，才能制定有效的解決方案。

低電壓的情況比較復雜、數量較大且隨時變化，僅依靠人工分析獲得正確的結論和解決辦法不現實。只有依靠計算機管理信息系統，才能迅速完成低電壓的數據監測、統計和分析等工作，并依靠專家的經驗快速形成解決方案。

目前，單個低電壓在線監測系統或低電壓分析系統不能滿足要求，需要建立集低壓臺區及用戶低電壓在線監測、臺區側設備運行狀態在線監測以及低壓地理信息系統（低壓GIS）為一體、對各種監測數據進行關聯統計、綜合分析的大型系統。在此情況下，建立基于低壓GIS的“低電壓”在線監測與綜合分析管理系統尤為重要。

2 低電壓在線監測管理的實現

2.1 監測設備選型

低電壓在線監測要求覆蓋率高，且每家每戶都安裝獨立電表，因此采取在智能表上開發低電壓監測功能的措施，既監測又計量，讓每一塊電表都擁有一雙監視“低電壓”的“眼睛”。在造價比較低廉的基礎上，實現臺區用戶處低電壓監測100%覆蓋，實現資金、效果雙豐收。

2.2 通訊系統建設

低壓載波通訊。利用現有電力導線進行通訊，不增加額外投資，但該通訊方式存在不能跨越臺區傳輸的缺點，因此只在用戶子表與臺區集中器之間采取該種通訊方式。

已實現光纖到戶的臺區，可通過現有光纖通道將臺區的數據傳回數據中心；沒有光纖通道的臺區，則采用GPRS無線通訊方式。通過協調各個設備廠商開發統一的GPRS通訊通道——“電力數傳終端”將臺區設備上的數據統一上傳到數據中心。

3 低電壓在線監測與綜合分析系統應用實例

以某低電壓嚴重臺區為例，參考系統監測數據及分析結果進行低電壓改造分析。臺區地理信息分布圖1如示。

3.1 臺區改造前情況

臺區改造前完成低電壓在線監測與綜合分析系統的建設工作，經過一段時間的監測、計算及分析，獲得以下臺區改造前運行數據：1） 負荷高峰時段，變臺二次側輸出電壓一般為A相218.5 V、B相222.3 V、C相219.7 V。2） 線路末端用戶電壓白天一般在155～189 V之間波動，用電高峰時段最低只有155.0 V。用電高峰時段電壓不合格用戶占該臺區所有用戶的18.5%。3） 臺區無功嚴重不足，日均功率因數約0.56。4） 變壓器日均負載率74.4%，高峰時段負載率高達122.1%。5） 臺區三相不平衡度嚴重，變壓器二次側及三相四線制桿塔處三相不平衡度多在15%～25%之間。6） 平均統計線損率高達12.05%。

臺區線路情況為：臺區配電變壓器容量50 kVA，低壓主干線導線型號JKLV-35；三相四線制供電線路長272 m；分支線路導線型號JKLV-25；單相兩線制供電線路長9 098 m。

臺區用戶及負荷情況：臺區共有用戶189戶，月均用電量約15 000 kWh。其中三相動力戶1戶、單相動力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶57戶、B相居民照明戶69戶、C相居民照明戶58戶。

3.2 系統分析建設方案

系統分析建設具體措施如下：1） 將配變由S7-50改造為S11-100。2） 對該臺區所在變電站、10 kV線路及臺區進行無功建設，變電站采用容量為3 000 kVar的MCR無功補償裝置，在10 kV線路上安裝一臺容量為100+200 kVar的自動無功補償裝置，在臺區變壓器二次側安裝容量為5+10+20 kVar的無功補償裝置。3） 將0101045#—0101050#桿塔之間的主干線路由單相兩線制改造成三相四線制，并在對所有用戶月均用電量及用電同時性進行長期分析基礎上，對部分負荷進行用電相別調整，具體調整情況如下表1所示。

改造后的用戶及負荷情況為：在189戶用戶中，三相動力戶1戶、單相動力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶52戶、B相居民照明戶76戶、C相居民照明戶56戶。

改造后的系統監測及分析數據顯示，實際改造效果與系統預期計算結果相當。系統的模擬計算功能有助于獲取更準確的改造方案。通過系統的模擬計算，避免了以往改造過程中出現的實際效果不理想、線路改造反復進行的問題，減少了資金浪費及用戶停電時間，提高了供電可靠率。

3.3 改造前后數據對比

線路改造后，臺區線損率由12.05%下降到8.53%，下降了3.52個百分點；臺區不能正常使用大功率家用電器的35戶用戶家恢復正常。改造前，線路末端用戶白天電壓在155～189 V之間波動，即臺區最低電壓在160 V左右，改造后臺區日最低電壓數據。臺區三相不平衡度改造前后的情況見表2。改造前后臺區功率因數曲線見圖2和圖3。

4 低電壓在線監測與綜合分析系統效益分析

在低電壓在線監測與綜合分析系統的實時監測、計算、分析及輔助決策下，通過對臺區進行實際改造，實現了經濟效益和社會效益雙豐收。

4.1 經濟效益

1） 臺區平均線損率下降了3.52個百分點。按臺區平均月供電量為15 000 kWh計算，月均減少線損電量528 kWh，若電費按0.5元/kWh計，則降低購電成本264.0元/月。

2） 增加用電負荷約35 kW，月增加用電量約35×130=1 050（kW·h）。電費按0.5元/kWh計，則增加售電費用525.0元/月。

4.2 社會效益

通過改造，臺區電壓質量大大提高，廣大用戶的正常用電得到了保障，用戶滿意度大幅增加，為企業帶來顯著的社會效益。

5 結語

低電壓在線監測管理實現了精確到戶的低電壓100%在線監控和報警，建立了一個與線路結構相對應的監控網，并結合低壓數字化描述庫、電壓、電流、無功等各類實時監控數據，有利于綜合確定低電壓源頭及產生原因，實際作用及指導意義重大。

參考文獻

[1] 陳珩.電力系統穩態分析[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 曹斯曼.農村低壓電網線損現狀及降損措施探討[J].岳陽師范學院（自然科學版），2000，13（1）：93-96.

[3] 陳彤彤.農村電網線損計算分析與降損措施研究[D].濟南：山東大學碩，2006.

[4] 陳文彬.電力系統無功優化與電壓調整[M].北京：中國電力出版社，2003.

[5] 程浩忠，吳浩.電力系統無功電壓穩定[M].北京：中國電力出版社，2004.

[6] 馮昕鑫.中低壓配電網理論線損計算與分析方法的研究[J].湖州師范學院學報，2005（5）：14-17.

[7] 高慧.配電網的網損計算與降損措施分析[J].安徽電力，2005，22（1）：53-56.

摘要：為快速確定低電壓產生的原因，根據低電壓現象的特點，開發低電壓在線監測與綜合分析系統。以某低電壓嚴重臺區為例，探討具體改造方案，分析臺區改造后的經濟效益及社會效益，為有效消除低電壓現象提供技術方案。

關鍵詞：低電壓；在線監測；綜合分析；通訊系統；效益

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）07-0054-03

1 低電壓在線監測與綜合分析的重要性

低電壓問題不是一個單一的問題，具體到一個臺區、一個用戶，可能是一個方面、兩個方面的問題同時存在，甚至是一系列的、綜合性問題共同存在。只有分析清楚導致低電壓問題的主要原因，才能制定有效的解決方案。

低電壓的情況比較復雜、數量較大且隨時變化，僅依靠人工分析獲得正確的結論和解決辦法不現實。只有依靠計算機管理信息系統，才能迅速完成低電壓的數據監測、統計和分析等工作，并依靠專家的經驗快速形成解決方案。

目前，單個低電壓在線監測系統或低電壓分析系統不能滿足要求，需要建立集低壓臺區及用戶低電壓在線監測、臺區側設備運行狀態在線監測以及低壓地理信息系統（低壓GIS）為一體、對各種監測數據進行關聯統計、綜合分析的大型系統。在此情況下，建立基于低壓GIS的“低電壓”在線監測與綜合分析管理系統尤為重要。

2 低電壓在線監測管理的實現

2.1 監測設備選型

低電壓在線監測要求覆蓋率高，且每家每戶都安裝獨立電表，因此采取在智能表上開發低電壓監測功能的措施，既監測又計量，讓每一塊電表都擁有一雙監視“低電壓”的“眼睛”。在造價比較低廉的基礎上，實現臺區用戶處低電壓監測100%覆蓋，實現資金、效果雙豐收。

2.2 通訊系統建設

低壓載波通訊。利用現有電力導線進行通訊，不增加額外投資，但該通訊方式存在不能跨越臺區傳輸的缺點，因此只在用戶子表與臺區集中器之間采取該種通訊方式。

已實現光纖到戶的臺區，可通過現有光纖通道將臺區的數據傳回數據中心；沒有光纖通道的臺區，則采用GPRS無線通訊方式。通過協調各個設備廠商開發統一的GPRS通訊通道——“電力數傳終端”將臺區設備上的數據統一上傳到數據中心。

3 低電壓在線監測與綜合分析系統應用實例

以某低電壓嚴重臺區為例，參考系統監測數據及分析結果進行低電壓改造分析。臺區地理信息分布圖1如示。

3.1 臺區改造前情況

臺區改造前完成低電壓在線監測與綜合分析系統的建設工作，經過一段時間的監測、計算及分析，獲得以下臺區改造前運行數據：1） 負荷高峰時段，變臺二次側輸出電壓一般為A相218.5 V、B相222.3 V、C相219.7 V。2） 線路末端用戶電壓白天一般在155～189 V之間波動，用電高峰時段最低只有155.0 V。用電高峰時段電壓不合格用戶占該臺區所有用戶的18.5%。3） 臺區無功嚴重不足，日均功率因數約0.56。4） 變壓器日均負載率74.4%，高峰時段負載率高達122.1%。5） 臺區三相不平衡度嚴重，變壓器二次側及三相四線制桿塔處三相不平衡度多在15%～25%之間。6） 平均統計線損率高達12.05%。

臺區線路情況為：臺區配電變壓器容量50 kVA，低壓主干線導線型號JKLV-35；三相四線制供電線路長272 m；分支線路導線型號JKLV-25；單相兩線制供電線路長9 098 m。

臺區用戶及負荷情況：臺區共有用戶189戶，月均用電量約15 000 kWh。其中三相動力戶1戶、單相動力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶57戶、B相居民照明戶69戶、C相居民照明戶58戶。

3.2 系統分析建設方案

系統分析建設具體措施如下：1） 將配變由S7-50改造為S11-100。2） 對該臺區所在變電站、10 kV線路及臺區進行無功建設，變電站采用容量為3 000 kVar的MCR無功補償裝置，在10 kV線路上安裝一臺容量為100+200 kVar的自動無功補償裝置，在臺區變壓器二次側安裝容量為5+10+20 kVar的無功補償裝置。3） 將0101045#—0101050#桿塔之間的主干線路由單相兩線制改造成三相四線制，并在對所有用戶月均用電量及用電同時性進行長期分析基礎上，對部分負荷進行用電相別調整，具體調整情況如下表1所示。

改造后的用戶及負荷情況為：在189戶用戶中，三相動力戶1戶、單相動力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶52戶、B相居民照明戶76戶、C相居民照明戶56戶。

改造后的系統監測及分析數據顯示，實際改造效果與系統預期計算結果相當。系統的模擬計算功能有助于獲取更準確的改造方案。通過系統的模擬計算，避免了以往改造過程中出現的實際效果不理想、線路改造反復進行的問題，減少了資金浪費及用戶停電時間，提高了供電可靠率。

3.3 改造前后數據對比

線路改造后，臺區線損率由12.05%下降到8.53%，下降了3.52個百分點；臺區不能正常使用大功率家用電器的35戶用戶家恢復正常。改造前，線路末端用戶白天電壓在155～189 V之間波動，即臺區最低電壓在160 V左右，改造后臺區日最低電壓數據。臺區三相不平衡度改造前后的情況見表2。改造前后臺區功率因數曲線見圖2和圖3。

4 低電壓在線監測與綜合分析系統效益分析

在低電壓在線監測與綜合分析系統的實時監測、計算、分析及輔助決策下，通過對臺區進行實際改造，實現了經濟效益和社會效益雙豐收。

4.1 經濟效益

1） 臺區平均線損率下降了3.52個百分點。按臺區平均月供電量為15 000 kWh計算，月均減少線損電量528 kWh，若電費按0.5元/kWh計，則降低購電成本264.0元/月。

2） 增加用電負荷約35 kW，月增加用電量約35×130=1 050（kW·h）。電費按0.5元/kWh計，則增加售電費用525.0元/月。

4.2 社會效益

通過改造，臺區電壓質量大大提高，廣大用戶的正常用電得到了保障，用戶滿意度大幅增加，為企業帶來顯著的社會效益。

5 結語

低電壓在線監測管理實現了精確到戶的低電壓100%在線監控和報警，建立了一個與線路結構相對應的監控網，并結合低壓數字化描述庫、電壓、電流、無功等各類實時監控數據，有利于綜合確定低電壓源頭及產生原因，實際作用及指導意義重大。

參考文獻

[1] 陳珩.電力系統穩態分析[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 曹斯曼.農村低壓電網線損現狀及降損措施探討[J].岳陽師范學院（自然科學版），2000，13（1）：93-96.

[3] 陳彤彤.農村電網線損計算分析與降損措施研究[D].濟南：山東大學碩，2006.

[4] 陳文彬.電力系統無功優化與電壓調整[M].北京：中國電力出版社，2003.

[5] 程浩忠，吳浩.電力系統無功電壓穩定[M].北京：中國電力出版社，2004.

[6] 馮昕鑫.中低壓配電網理論線損計算與分析方法的研究[J].湖州師范學院學報，2005（5）：14-17.

[7] 高慧.配電網的網損計算與降損措施分析[J].安徽電力，2005，22（1）：53-56.

摘要：為快速確定低電壓產生的原因，根據低電壓現象的特點，開發低電壓在線監測與綜合分析系統。以某低電壓嚴重臺區為例，探討具體改造方案，分析臺區改造后的經濟效益及社會效益，為有效消除低電壓現象提供技術方案。

關鍵詞：低電壓；在線監測；綜合分析；通訊系統；效益

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）07-0054-03

1 低電壓在線監測與綜合分析的重要性

低電壓問題不是一個單一的問題，具體到一個臺區、一個用戶，可能是一個方面、兩個方面的問題同時存在，甚至是一系列的、綜合性問題共同存在。只有分析清楚導致低電壓問題的主要原因，才能制定有效的解決方案。

低電壓的情況比較復雜、數量較大且隨時變化，僅依靠人工分析獲得正確的結論和解決辦法不現實。只有依靠計算機管理信息系統，才能迅速完成低電壓的數據監測、統計和分析等工作，并依靠專家的經驗快速形成解決方案。

目前，單個低電壓在線監測系統或低電壓分析系統不能滿足要求，需要建立集低壓臺區及用戶低電壓在線監測、臺區側設備運行狀態在線監測以及低壓地理信息系統（低壓GIS）為一體、對各種監測數據進行關聯統計、綜合分析的大型系統。在此情況下，建立基于低壓GIS的“低電壓”在線監測與綜合分析管理系統尤為重要。

2 低電壓在線監測管理的實現

2.1 監測設備選型

低電壓在線監測要求覆蓋率高，且每家每戶都安裝獨立電表，因此采取在智能表上開發低電壓監測功能的措施，既監測又計量，讓每一塊電表都擁有一雙監視“低電壓”的“眼睛”。在造價比較低廉的基礎上，實現臺區用戶處低電壓監測100%覆蓋，實現資金、效果雙豐收。

2.2 通訊系統建設

低壓載波通訊。利用現有電力導線進行通訊，不增加額外投資，但該通訊方式存在不能跨越臺區傳輸的缺點，因此只在用戶子表與臺區集中器之間采取該種通訊方式。

已實現光纖到戶的臺區，可通過現有光纖通道將臺區的數據傳回數據中心；沒有光纖通道的臺區，則采用GPRS無線通訊方式。通過協調各個設備廠商開發統一的GPRS通訊通道——“電力數傳終端”將臺區設備上的數據統一上傳到數據中心。

3 低電壓在線監測與綜合分析系統應用實例

以某低電壓嚴重臺區為例，參考系統監測數據及分析結果進行低電壓改造分析。臺區地理信息分布圖1如示。

3.1 臺區改造前情況

臺區改造前完成低電壓在線監測與綜合分析系統的建設工作，經過一段時間的監測、計算及分析，獲得以下臺區改造前運行數據：1） 負荷高峰時段，變臺二次側輸出電壓一般為A相218.5 V、B相222.3 V、C相219.7 V。2） 線路末端用戶電壓白天一般在155～189 V之間波動，用電高峰時段最低只有155.0 V。用電高峰時段電壓不合格用戶占該臺區所有用戶的18.5%。3） 臺區無功嚴重不足，日均功率因數約0.56。4） 變壓器日均負載率74.4%，高峰時段負載率高達122.1%。5） 臺區三相不平衡度嚴重，變壓器二次側及三相四線制桿塔處三相不平衡度多在15%～25%之間。6） 平均統計線損率高達12.05%。

臺區線路情況為：臺區配電變壓器容量50 kVA，低壓主干線導線型號JKLV-35；三相四線制供電線路長272 m；分支線路導線型號JKLV-25；單相兩線制供電線路長9 098 m。

臺區用戶及負荷情況：臺區共有用戶189戶，月均用電量約15 000 kWh。其中三相動力戶1戶、單相動力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶57戶、B相居民照明戶69戶、C相居民照明戶58戶。

3.2 系統分析建設方案

系統分析建設具體措施如下：1） 將配變由S7-50改造為S11-100。2） 對該臺區所在變電站、10 kV線路及臺區進行無功建設，變電站采用容量為3 000 kVar的MCR無功補償裝置，在10 kV線路上安裝一臺容量為100+200 kVar的自動無功補償裝置，在臺區變壓器二次側安裝容量為5+10+20 kVar的無功補償裝置。3） 將0101045#—0101050#桿塔之間的主干線路由單相兩線制改造成三相四線制，并在對所有用戶月均用電量及用電同時性進行長期分析基礎上，對部分負荷進行用電相別調整，具體調整情況如下表1所示。

改造后的用戶及負荷情況為：在189戶用戶中，三相動力戶1戶、單相動力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶52戶、B相居民照明戶76戶、C相居民照明戶56戶。

改造后的系統監測及分析數據顯示，實際改造效果與系統預期計算結果相當。系統的模擬計算功能有助于獲取更準確的改造方案。通過系統的模擬計算，避免了以往改造過程中出現的實際效果不理想、線路改造反復進行的問題，減少了資金浪費及用戶停電時間，提高了供電可靠率。

3.3 改造前后數據對比

線路改造后，臺區線損率由12.05%下降到8.53%，下降了3.52個百分點；臺區不能正常使用大功率家用電器的35戶用戶家恢復正常。改造前，線路末端用戶白天電壓在155～189 V之間波動，即臺區最低電壓在160 V左右，改造后臺區日最低電壓數據。臺區三相不平衡度改造前后的情況見表2。改造前后臺區功率因數曲線見圖2和圖3。

4 低電壓在線監測與綜合分析系統效益分析

在低電壓在線監測與綜合分析系統的實時監測、計算、分析及輔助決策下，通過對臺區進行實際改造，實現了經濟效益和社會效益雙豐收。

4.1 經濟效益

1） 臺區平均線損率下降了3.52個百分點。按臺區平均月供電量為15 000 kWh計算，月均減少線損電量528 kWh，若電費按0.5元/kWh計，則降低購電成本264.0元/月。

2） 增加用電負荷約35 kW，月增加用電量約35×130=1 050（kW·h）。電費按0.5元/kWh計，則增加售電費用525.0元/月。

4.2 社會效益

通過改造，臺區電壓質量大大提高，廣大用戶的正常用電得到了保障，用戶滿意度大幅增加，為企業帶來顯著的社會效益。

5 結語

低電壓在線監測管理實現了精確到戶的低電壓100%在線監控和報警，建立了一個與線路結構相對應的監控網，并結合低壓數字化描述庫、電壓、電流、無功等各類實時監控數據，有利于綜合確定低電壓源頭及產生原因，實際作用及指導意義重大。

參考文獻

[1] 陳珩.電力系統穩態分析[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 曹斯曼.農村低壓電網線損現狀及降損措施探討[J].岳陽師范學院（自然科學版），2000，13（1）：93-96.

[3] 陳彤彤.農村電網線損計算分析與降損措施研究[D].濟南：山東大學碩，2006.

[4] 陳文彬.電力系統無功優化與電壓調整[M].北京：中國電力出版社，2003.

[5] 程浩忠，吳浩.電力系統無功電壓穩定[M].北京：中國電力出版社，2004.

[6] 馮昕鑫.中低壓配電網理論線損計算與分析方法的研究[J].湖州師范學院學報，2005（5）：14-17.

[7] 高慧.配電網的網損計算與降損措施分析[J].安徽電力，2005，22（1）：53-56.