配電臺(tái)區(qū)低電壓計(jì)算與措施分析

曹杰

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力行業(yè)發(fā)展迅速，配電臺(tái)區(qū)低電壓?jiǎn)栴}為湖北省內(nèi)配網(wǎng)重點(diǎn)需解決的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)配電變壓器到用戶端的各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算分析，得出配電臺(tái)區(qū)低電壓治理的合理有效措施。

關(guān)鍵詞：配電臺(tái)區(qū);低電壓計(jì)算;措施

引言

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村居民的消費(fèi)水平不斷提升，在家電數(shù)量及家電種類快速增長(zhǎng)的同時(shí)，開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用到的電力器具的數(shù)量也越來(lái)越多，這就使得農(nóng)村地區(qū)的耗電量明顯增大，尤其是在農(nóng)忙季節(jié)，處于用電高峰期的電壓過(guò)低現(xiàn)象比較普遍，積極開展這方面的分析研究，有效改善農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)低電壓現(xiàn)象是非常必要的。

1配電臺(tái)區(qū)低電壓的成因分析

首先，雖然我國(guó)近年來(lái)電網(wǎng)擴(kuò)建進(jìn)程在不斷加快，但是與當(dāng)今的用電負(fù)荷增長(zhǎng)情況相比，我國(guó)在電網(wǎng)的普遍性規(guī)劃以及建設(shè)方面依然有著明顯的滯后性特征，同時(shí)，現(xiàn)有的電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)方面也比較薄弱，并有著較長(zhǎng)的供電距離和很多的分支線。所以，在用電負(fù)荷很大的情況下，臺(tái)區(qū)末端就會(huì)出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象，對(duì)用戶正常的用電需求造成影響。其次，電力系統(tǒng)在日常的運(yùn)行與維護(hù)之中也有著一定的問(wèn)題存在，不能按照負(fù)荷的實(shí)際情況來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)配變抽頭檔位的動(dòng)態(tài)調(diào)整，這就使得供配電變壓器的檔位和實(shí)際的負(fù)載需求不符。相關(guān)部門對(duì)于供電方案也沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格審核，并未深入考慮線路設(shè)備的負(fù)載能力。再次，因?yàn)楣╇娋€路的變壓器臺(tái)區(qū)位于末端，這樣也就很容易導(dǎo)致臺(tái)區(qū)末端的低電壓現(xiàn)象出現(xiàn)。變壓器的臺(tái)區(qū)的設(shè)備設(shè)置也不夠科學(xué)合理，臺(tái)區(qū)的線徑比較小，供電的半徑比較大，接線也不夠合理，這些問(wèn)題也將導(dǎo)致臺(tái)區(qū)低電壓現(xiàn)象的產(chǎn)生。最后，在對(duì)臺(tái)區(qū)的負(fù)荷進(jìn)行測(cè)試時(shí)，由于相關(guān)工作的不到位，讓三相負(fù)荷不平衡問(wèn)題發(fā)生，臺(tái)區(qū)電壓無(wú)功控制的分析方式也得不到有效改善。加之沒(méi)有足夠的自動(dòng)化水平，使得低電壓的治理沒(méi)有足夠的技術(shù)支撐，進(jìn)而讓低電壓?jiǎn)栴}長(zhǎng)期以來(lái)都得不到有效解決。

2配電臺(tái)區(qū)低電壓計(jì)算與措施分析

2.1配電變壓器電壓損失計(jì)算

10kV配電變壓器的電壓損失計(jì)算如式（1）所示。

式中，SrT變壓器的額定容量kVA，ua變壓器阻抗電壓的有功分量%，ur變壓器阻抗電壓的無(wú)功分量%，uT變壓器的阻抗電壓%，ΔPT變壓器的短路損耗kW，β變壓器的負(fù)荷率（實(shí)際負(fù)荷與額定容量SrT的比值），cosφ負(fù)荷的功率因數(shù)，P三相負(fù)荷有功功率kW，Q三相負(fù)荷無(wú)功功率kvar。S11型配電變壓器取功率因數(shù)cosφ=0.9，不同容量變壓器的電壓損失如圖2所示。從圖2中可以看出，變壓器電壓損失在某一特定功率因數(shù)下可以達(dá)到最低值，并非變壓器容量越大，電壓損失越小。

取變壓器容量為400kVA，在不同功率因數(shù)條件下變壓器的電壓損失如圖3所示。從圖3中可以看出，在變壓器容量一定時(shí)，變壓器電壓損失隨功率因數(shù)的增大而減小，功率因數(shù)的理想情況下變壓器電壓損失最小。

2.2加大臺(tái)區(qū)的改造力度

第一是加大居住區(qū)分散街道低電壓?jiǎn)栴}的改造，通過(guò)小容量、多布點(diǎn)的方法實(shí)現(xiàn)高壓的延伸和低壓的縮短，并實(shí)現(xiàn)絕緣化的低壓改造。在居民密集的老街道或者老居民區(qū)的低壓改造之中，應(yīng)加大力度對(duì)低壓主干線與接戶線進(jìn)行改造，通過(guò)增加導(dǎo)線的橫截面積，讓用電秩序得以進(jìn)一步規(guī)范。這樣就可以實(shí)現(xiàn)改造力度的增加，讓低電壓?jiǎn)栴}得以良好解決。第二就是對(duì)用電負(fù)荷相對(duì)集中、并有著季節(jié)性特征的臺(tái)區(qū)進(jìn)行改造，通過(guò)有載調(diào)壓的變壓器來(lái)改善低電壓情況，滿足用戶正常的用電需求。第三是在對(duì)用電負(fù)荷比較大的臺(tái)區(qū)進(jìn)行改造的過(guò)程中，可以通過(guò)配電臺(tái)區(qū)的增加或配電變壓器的增容來(lái)解決臺(tái)區(qū)的低電壓?jiǎn)栴}，讓臺(tái)區(qū)電壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而讓用戶的用電需求得以良好滿足。第四是通過(guò)新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備來(lái)解決臺(tái)區(qū)低電壓的問(wèn)題，保障臺(tái)區(qū)電壓正常。第五是加大力度對(duì)接戶線以及互連線進(jìn)行改造，可以將供電的半徑進(jìn)一步縮短，并增加導(dǎo)線的橫截面積，讓臺(tái)區(qū)低電壓?jiǎn)栴}得以有效解決，讓用戶正常的用電需求得以滿足。

2.3保證配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行維護(hù)管理工作的規(guī)范性

在農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)的供電管理工作中，做好各方面的管理工作，保證運(yùn)行維護(hù)工作的規(guī)范性是非常必要的。在此過(guò)程中，應(yīng)該注意下列問(wèn)題：①?gòu)?qiáng)化配電變壓器的日常運(yùn)行維護(hù)管理工作，依據(jù)相關(guān)規(guī)定定期開展負(fù)荷測(cè)量、溫度測(cè)量及相關(guān)的巡視檢查工作，并針對(duì)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)存在問(wèn)題的設(shè)備及時(shí)報(bào)修或者進(jìn)行改造;②依據(jù)配電變壓器實(shí)際的負(fù)荷運(yùn)行情況，確定低壓擴(kuò)裝容量，配電變壓器的開放容量值為變壓器額定容量的80%減去近期12個(gè)月內(nèi)的持續(xù)最高負(fù)荷值，依據(jù)臺(tái)區(qū)中的供電負(fù)荷密度值，上報(bào)配電變壓器增容或者是新增布點(diǎn)計(jì)劃，在負(fù)荷調(diào)整之后，重新辦理新裝業(yè)擴(kuò)業(yè)務(wù)，并將超出規(guī)定范圍所辦理的新增業(yè)擴(kuò)行為納入到公司的業(yè)績(jī)考核工作中;③依據(jù)不同時(shí)段、不同季節(jié)中農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)供電的電壓曲線與負(fù)荷曲線，及時(shí)開展電壓無(wú)功設(shè)備的投退;④建立完善的電壓無(wú)功設(shè)備臺(tái)賬，并制定出完善的無(wú)功設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理制度，強(qiáng)化供電設(shè)備的運(yùn)行管理工作，對(duì)電壓無(wú)功設(shè)備中存在的問(wèn)題要及時(shí)予以處理，有效提升設(shè)備的完好率;⑤建立低電壓配電臺(tái)區(qū)臺(tái)賬，并結(jié)合配電變壓器的停電檢修計(jì)劃，在負(fù)荷高峰來(lái)臨前對(duì)配電變壓器分頭實(shí)施調(diào)整。

2.4縮短低壓線路供電半徑

相同線徑條件下，220V進(jìn)戶線的單位功率長(zhǎng)度的電壓損失百分?jǐn)?shù)約為380V線路的6倍，380V線路單位功率長(zhǎng)度電壓損失百分?jǐn)?shù)約為10kV線路的600倍。當(dāng)供電區(qū)域負(fù)荷較大時(shí)，縮短380V線路長(zhǎng)度，將10kV線路直接引入負(fù)荷中心將能有效減小用戶端的電壓損失。對(duì)于單相負(fù)荷集中的區(qū)域可直接使用單相變壓器，最大限度縮短低壓配電線路和進(jìn)戶線長(zhǎng)度。

2.5強(qiáng)化低壓用戶負(fù)荷需求管理工作

在低電壓用戶負(fù)荷需求管理工作中，應(yīng)做好下列管理工作：①積極開展公用配電臺(tái)區(qū)用戶錯(cuò)峰用電管理工作，了解公用配電臺(tái)區(qū)的用電負(fù)荷情況，積極采取峰谷電價(jià)等管理措施，鼓勵(lì)一些大負(fù)荷用戶能夠錯(cuò)峰用電;②在強(qiáng)化低壓用戶負(fù)荷需求管理工作中，需要結(jié)合集抄系統(tǒng)的建設(shè)工作，對(duì)配電變壓器及低壓用戶的用電負(fù)荷情況進(jìn)行收集，并積極開展特性分析，以便為低壓用戶的運(yùn)行管理及規(guī)劃建設(shè)提供有力依據(jù);③強(qiáng)化低壓用戶報(bào)裝接電管理工作，制定出低壓用戶報(bào)裝接電管理辦法與審批流程，嚴(yán)格控制其裝接容量，單個(gè)用戶的用電設(shè)備容量處于100kW以下或者是變壓器容量在50kVA以下的，可以應(yīng)用低壓三相四線制進(jìn)行供電，對(duì)于裝接容量超出上述標(biāo)準(zhǔn)的用戶，需要辦理高壓報(bào)裝手續(xù)，這對(duì)于低壓用戶負(fù)荷需求管理工作管理質(zhì)量的提升具有積極的作用。

2.6增容10kV配電變壓器

當(dāng)?shù)蛪簜?cè)功率因數(shù)一定時(shí)，增容配電變壓器容量可以降低變壓器的電壓損失。但當(dāng)配電變壓器容量過(guò)大時(shí)，電壓損失將增加。且配電變壓器容量往往根據(jù)臺(tái)區(qū)負(fù)荷大小確定，但為減小電壓損失而增加配電變壓器容量勢(shì)必造成容量浪費(fèi)。

2.7合理分配10kV線路負(fù)荷

10kV線路存在較多分支線路時(shí)將加大線路末端的電壓損失。通過(guò)合理分配線路負(fù)荷，減小重載線路潮流，將能有效降低10kV線路末端的電壓損失。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)配電臺(tái)區(qū)至用戶端的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析可知，治理低電壓的措施主要有增容10kV高壓配電線路、增容配電變壓器、縮短380V線路供電半徑。其中最有效的措施是縮短380V線路供電半徑或推廣使用單相配電變壓器，將10kV線路直接引入負(fù)荷中心，達(dá)到有效減小用戶端電壓損失的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]張泉，劉強(qiáng)，王在林.談農(nóng)村配網(wǎng)低電壓產(chǎn)生的原因及技術(shù)治理措施[J].通訊世界，2015（22）：185.

[2]潘朝毅.針對(duì)如何解決農(nóng)村配網(wǎng)低電壓?jiǎn)栴}的探討[J].廣東科技，2011，20（24）：159-160.

[3]徐田磊，趙瑜杰，張懿.“低電壓”問(wèn)題產(chǎn)生機(jī)理及其治理思路探析[J].四川電力技術(shù)，2017，40（03）：48-51+65.