線路末端低電壓治理方案及技術(shù)要點研究

摘 要：基于電網(wǎng)線路末端電壓低、供電能力不足的問題，采取有效的方案和技術(shù)對低電壓線路進(jìn)行治理改進(jìn)，對治理方案和改進(jìn)技術(shù)進(jìn)行分析，研究這類技術(shù)在改善電網(wǎng)線路末端低電壓，提升電力線路供電效率方面所取得的實際效果，為低電壓末端線路的治理提出有效的解決途徑。

關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓器；分布式電源；低電壓線路調(diào)壓器；末端電壓自動補償裝置

配電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)電能質(zhì)量指標(biāo)中要求低壓用戶電壓允許偏差+7%至-10%，但在商洛地區(qū)配電網(wǎng)的建設(shè)比較薄弱，由于地處秦嶺南麓山大溝深，電網(wǎng)線路的末端電壓低、供電能力不足的問題在農(nóng)村地區(qū)比較普遍。線路末端電壓低的問題屬于比較嚴(yán)重的問題，農(nóng)村電網(wǎng)的負(fù)荷比較低，電力傳輸?shù)木嚯x比較遠(yuǎn)，超過了配電網(wǎng)供電線路的供電半徑，造成的線路的電力損耗比較大，末端供電能力不足，對用戶質(zhì)量用電造成了很大的影響。文章針對線路末端電壓低的問題進(jìn)行研究，提出了相應(yīng)的治理方案和技術(shù)方法，可以有效地解決該問題。

1 產(chǎn)生線路末端低電壓問題的主要原因

造成配電網(wǎng)線路末端低電壓問題的主要原因有電源布點不足、負(fù)荷分散供電線路較長供電半徑大、供電線路的線徑不足、電力線路攜帶的負(fù)荷較大、峰谷波動較大等幾個原因。隨著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展用電負(fù)荷的突增，導(dǎo)致原本線路的供電能力不足以滿足現(xiàn)有的用電設(shè)施功率，加之商洛地區(qū)配網(wǎng)線路的現(xiàn)狀問題大部分農(nóng)網(wǎng)線路的供電半徑已經(jīng)超過了配電變壓器的變壓范圍，而負(fù)荷分散不能進(jìn)行有效的就地補償，線路末端的功率因數(shù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，使得低電壓問題凸顯，用戶用電質(zhì)量難以保障。想要解決線路末端低電壓問題，就要對配電網(wǎng)進(jìn)行充分的負(fù)荷側(cè)調(diào)查，掌握電力用戶的用電性質(zhì)，及時調(diào)整電力線路中的不平衡狀態(tài)，對相應(yīng)的電力線路進(jìn)行電壓補償，并加強研究電力使用高峰時段的均衡用電措施，根據(jù)各種類型分別有針對性的治理。

2 電力線路末端低電壓治理方案和技術(shù)要點

2.1 在電力線路末端安裝變壓器

對于距離電力線路配電變壓器較遠(yuǎn)的電力用戶，可以單獨在線路末端安裝變壓器，利用變壓器來對線路末端的電壓進(jìn)行增壓處理，這樣可以有效的解決線路末端低電壓問題。如圖1所示。

這種方法雖然可以有效的解決線路末端低電壓問題，但是需要的經(jīng)濟投入比較大，性價比非常低，根據(jù)工程測算10公里電力線路的末端增加變壓器，并對相應(yīng)的電力線路進(jìn)行完善，所有的費用加在一起超過了20萬元。而農(nóng)網(wǎng)地區(qū)基本屬于生活用電，在全壽命周期內(nèi)不能回收投資，所以這種方法不能普及，只適合線路末端電力負(fù)荷較大的區(qū)域。

2.2 對變壓器分支出的線路進(jìn)行改造

對主變壓器分支出的線路進(jìn)行改造需要增加線路的線徑，這種方法可以對線路末端低電壓的問題進(jìn)行改善，但如果用電負(fù)荷距離主變壓器的距離非常遠(yuǎn)，線路改造的成本就會增加，因為電力負(fù)荷的距離越遠(yuǎn)，需要增加的線徑也就越大，所以這種方法的經(jīng)濟性也比較差，只有對某些重要用電負(fù)荷進(jìn)行專線供電時才可以采取此方法。

2.3 提高配電網(wǎng)低電壓線路一端母線的總電壓

如果在用電高峰時段出現(xiàn)線路末端低電壓問題，可以適當(dāng)?shù)奶嵘碗妷壕€路一端母線的總電壓，這種方法可以有效的環(huán)節(jié)低電壓一端的用電壓力，是一種有效的低電壓補償措施。但是在應(yīng)用該方法時，僅適用于于負(fù)荷波動較小、負(fù)荷特性明顯的用電負(fù)荷，不需要頻繁的調(diào)整變壓器分接頭，而且調(diào)整范圍有限，電氣設(shè)備長期處于電壓上限也會降低使用壽命，故利用這種方法需要根據(jù)負(fù)荷特性選取使用[1]。

2.4 采用直配變降低電壓降

商洛地區(qū)電網(wǎng)的電壓序列為110/35/10/0.4kV，而農(nóng)村地區(qū)用電電壓為0.4kV，有效地提高輸電線路的電壓等級對于改善電壓效果明顯，在商洛地區(qū)主要方法為在部分農(nóng)網(wǎng)地區(qū)采用35kV直配變，電壓序列為35/0.4kV，根據(jù)電壓降計算公式△U=（PR+QX）/U，可以使供電半徑提高三倍以上，有效的解決了供電半徑較大問題，也切合負(fù)荷側(cè)用戶，缺點為受點端采用0.4kV電壓等級，電力輻射范圍減小。

2.5 在線路末端安裝風(fēng)光電互補的分布式發(fā)電系統(tǒng)

風(fēng)光電互補的分布式發(fā)電系統(tǒng)是指在線路末端安裝風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)，利用這兩種系統(tǒng)實現(xiàn)對配電網(wǎng)線路電壓的補償，只要將配電網(wǎng)線路進(jìn)行合理的設(shè)置，就可以有效的將這兩種發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電力能源加入到配電網(wǎng)線路中，實現(xiàn)電網(wǎng)線路的低電壓補償，這兩種發(fā)電系統(tǒng)屬于清潔能源發(fā)電，不僅可以解決低電壓問題，還能有效地降低發(fā)電成本。在用電高峰期時利用存儲的電能對低電壓進(jìn)行補償，有效地解決線路末端低電壓問題。這種方法目前需要區(qū)域具備風(fēng)光發(fā)電的條件[2]。

2.6 在線路末端串聯(lián)低電壓的自動補償裝置

在線路末端串聯(lián)低電壓自動補償裝置，可以讓末端線路在電壓不足時實現(xiàn)自動補償，即末端電路在電壓不足時，自動進(jìn)行補償裝置投切，在電壓調(diào)整至導(dǎo)則范圍內(nèi)，使用戶用電裝置的電容量減小，使相關(guān)用電裝置的電力使用更加穩(wěn)定。該方案的另一優(yōu)點為適時的為電網(wǎng)提供了無功缺額，比其他方法直接抬高電源側(cè)電壓比較，保證電壓處于一種穩(wěn)定狀態(tài)，不會將無功缺額轉(zhuǎn)嫁至主網(wǎng)，保證主網(wǎng)的無功額度，不會造成上級電網(wǎng)的電壓崩潰。該方法在一條20公里用電負(fù)荷達(dá)到20千瓦的線路末端串聯(lián)此裝置僅需約4萬元的費用，調(diào)整電壓10%范圍，使該條線路末端所有的電力用戶全部解決低電壓問題，所以該方法的性價比比較高。

3 在線路末端串聯(lián)自動補償裝置時的注意事項

文章主要推薦串補方式進(jìn)行低電壓治理，但需注意因為線路末端低電壓問題大多存在于農(nóng)村電網(wǎng)中，農(nóng)村電網(wǎng)中的電力負(fù)荷大部分為單相負(fù)荷，經(jīng)常會出現(xiàn)三相不平衡的狀況，線路的電力損耗比較大，線路末端串聯(lián)的自動補償裝置就是有效控制線路末端的線損，提升農(nóng)村電網(wǎng)的供電電壓，保證電網(wǎng)供電的供電效率[3]。雖然該裝置可以有效的對三相電進(jìn)行電力補償和電力平衡，但是需要保證提升電壓的質(zhì)量，避免提升電壓的質(zhì)量不過關(guān)。在應(yīng)用末端自動補償裝置時，需要保證調(diào)整之后的負(fù)載功率不能超過線路本身的最大功率，如果超出了最大功率，就需要對末端線路進(jìn)行改造，加大電力線路的線徑，避免串聯(lián)自動補償裝置后，不能有效的對低電壓進(jìn)行補償。

4 結(jié)束語

綜上所述，造成線路末端低電壓的原因多種多樣，在進(jìn)行治理時，需要對供電半徑、線徑、負(fù)荷分布綜合考慮，并采用均衡用電措施，文章選取線路末端串聯(lián)自動補償裝置有效解決末端線路低電壓問題，投資性價比也較高，并且提供了其余五種治理方案，根據(jù)實際問題適當(dāng)選取，文中方案在對商洛寺耳鎮(zhèn)、高耀浮選廠等試點采用，效果明顯，有效解決了區(qū)域、用戶低電壓問題。

參考文獻(xiàn)

[1]楊昀，王慶斌.新型低壓線路調(diào)壓器在“低電壓治理”中的應(yīng)用及降損效果分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，7：103-104.

[2]王佳穎，李蒙，馮利民，等.利用分布式風(fēng)電并網(wǎng)改善配電線路末端電壓[J].電力系統(tǒng)自動化，2015，9：145-149+155.

[3]徐振，譚甜源，樂健，等.農(nóng)網(wǎng)末端低電壓問題補償方案研究[J].電氣應(yīng)用，2013，9：50-53.