低壓配網供電電壓質量分析和提升措施研究

根據國家和電力行業標準，在系統正常狀況下電網企業供到客戶受電端380V三相供電電壓允許偏差為標稱電壓的±7%，220V 單相供電電壓允許偏差為標稱電壓的7%、-10%；城市居民用戶受電端電壓合格率不低于95%，農村居民用戶受電端電壓合格率不低于94%。當電壓過低時，將使電動機繞組電流增大,降低電動機的效率和使用壽命，電動機轉速下降,影響用戶的產品質量和產量；使發電廠風機、水泵設備的出力下降,直接影響鍋爐汽機的出力；還使電爐等電熱設備的出力降低，白熾燈發光效率降低，各種電子設備不能正常工作。當電壓過高時,電氣設備的絕緣會加速老化、增加了電能損耗、增加了電費支出。所以,保證電壓質量的合格對于減少工業廢品、提高用電設備的效率、延長用電設備的使用壽命都有顯著的作用。

1 影響供電電壓質量的因素

電網規劃、改造相對滯后。隨著社會經濟的發展，用戶的用電設備激增，負荷增長非常快。由于電網規劃、建設相對滯后，線路、臺區配套不到位，出現配變重過載、線路重過載、線路殘舊、臺區供電半徑較長、導線線徑偏小等情況，造成線路的電壓降較大，用戶端電壓質量較差。

用戶負荷影響。用戶負荷的種類繁多，特別是大功率電動機、電弧爐、供氧機、整流器等負荷，這些負荷會對電網產生無功沖擊、多次諧波、負序等干擾性的負面影響，并且這些負面影響還可以經過電網線路連接點影響其他用戶，給用戶帶來沖擊性的電壓干擾。

配變的峰谷差過大。用戶負荷會隨用戶生產流程與晝夜、季節的變化而改變，導致配變的峰谷差過大。用電負荷越低電壓越高，用電負荷越高電壓越低，導致不同季節、不同時間中用電量峰谷負荷的懸殊，從而引起電壓波動較大，不能夠提供穩定的運行電壓。

三相不平衡。由于用戶負荷大小不同和用電時間的差異，低壓配電網中存在三相負荷不平衡的現象，中性點電壓發生偏移，導致三相電壓不平衡，重負荷所在相電壓降低，輕負荷所在相電壓升高。嚴重時會使中性線電流過大，變壓器運行溫度過高，更嚴重時將變壓器損壞。因此，當出現三相不平衡時應盡快將負荷平衡，以提高電壓質量，降低損耗。

配變分接開關設置不合理。部分電網企業由于對配變運維不到位，導致配變的分接開關設置不合理，或者未及時進行調整，導致臺區的電壓整體偏高或偏低。

無功補償投入不到位。配電網供電負荷的多樣性會導致臺區無功消耗過大，配電網諧波含量增加，電壓發生畸變，電壓合格率低。如果無功補償容量不足或者投入不到位，容易使臺區用戶供電電壓處于持續偏低的情況。

2 提升供電電壓質量措施

2.1 抓好基礎管理

利用調度自動化系統、計量自動化系統和電能質量監測系統的電壓質量監測功能，進一步拓展電壓質量監測點覆蓋范圍，規范和完善電壓監測點設置，提高電壓質量監測點的代表性和統計數據的準確性。電網企業應結合臺區負荷情況，采取電壓監測儀裝置或計量自動化裝置每月定期抄錄電壓數據，每半年對所有臺區開展一次電壓普測，并形成臺區電壓管理檔案或記錄，全面掌握臺區的電壓情況。

2.2 加快電網改造

首先，優化配電網網架結構，及時掌握負荷情況，梳理重過載的線路和配變，優先采取新出線路、新增配變的方式對原有重過載線路、配變進行改造，割接負荷，降低線路和配變的負載率。若受條件限制也可以增容更換的方式解決；其次，要逐步淘汰運行年限長、老化殘舊的線路，提高線路的健康度，減少線路的電壓降；再次，要科學新增電源布點，合理調整電源布點，通過負荷割接縮短臺區的供電半徑，臺區的供電半徑一般不能超過400米；最后，要根據臺區的負荷情況對線徑較小的導線進行更換，科學計算選用導線的截面，并留有一定的裕度，能滿足用戶正常使用家用電器的需求。

2.3 提升運行管理

加強配變調壓分接開關檔位的運行管理。對于供電半徑控制在400米范圍內且低壓線徑滿足負荷需求的配電臺區整體存在電壓偏高或偏低情況，通過調整變壓器的分接開關，將配變分接開關置于合理的位置，使配變輸出電壓保持在正常合理范圍。配變分接開關調整前后，需對其低壓出口和所供的首、末端低壓用戶電壓進行現場實測，對實測和用電信息采集系統電壓超出國標誤差范圍的情況，及時整改。配變分接開關調整后需進行配變的直流電阻測試，合格后才能投入運行，確保安全。同時要分析配電變壓器調擋后其低壓出口及所供臺區各低壓用戶的電壓合格率提升效果，總結經驗，便于指導下一步配電變壓器調擋工作。

加強配網無功補償設備的運行管理。低壓無功補償具有降低臺區有功損耗，提升臺區電壓質量的重要作用。加強低壓配網無功補償設備巡視和維護，及時消缺，提高配變無功補償設備的可用率，對于提高電壓質量和電網經濟運行水平具有重要意義。另外，要嚴格執行對用戶的功率因數進行電費考核的有關規定，確保用戶所配置電容器合理投退，設備故障及時處理。

及時調整三相不平衡。利用計量自動化系統、現場負荷鉗測等手段對配變三相負荷分布情況進行檢測，及時調整負荷達到基本平衡。同時為了遏制中性點偏移，在臺區的部分低壓桿塔加裝重復接地裝置，采用TN-C的方式，防止臺區重負荷所在相電壓降低，輕負荷所在相電壓升高，影響電壓質量和配變經濟運行。因此開展負荷三相不平衡治理對提升電壓質量，提高配變經濟運行具有重要的意義。

2.4 優化無功補償

加強臺區無功補償管理，應結合臺區配變容量、負荷性質，合理配置無功補償容量，一般按照不低于配變容量30%進行配置，容量過大可能導致過補償。根據臺區三相負荷不平衡情況，選擇合理的三相共補和三相分補容量；其次，要選用智能型無功補償裝置，能根據設定的無功補償投退定值，自動根據臺區的無功需求自動投切。

2.5 加強發電調度管理

加強發電廠調度運行管理，確保發電廠上網電壓符合電網安全、經濟運行要求。在負荷低谷期，系統電壓偏高時，調度部門應采取調整發電機無功出力、進相運行等措施來降低系統電壓。加強小水電上網監管力度，完善小水電上網協議，明確小水電上網電壓上限、功率因數要求。對小水電下達上網電壓曲線，嚴格控制小水電上網電壓越限。同時應調度小水電錯峰上網，避免小水電無序上網導致系統電壓偏高。

2.6 應用新技術

應用有載調壓配電變壓器。部分配電變壓器臺區電壓波動幅度大，存在短時間內配電變壓器臺區電壓越上限與越下限并存現象，低壓無功補償裝置不能有效改善電壓水平的情況下，通過加裝有載調壓配電變壓器，合理設置調壓策略，利用自動化信息通道上傳運行信息，及時掌控設備狀況，可解決部分臺區由于負荷電壓波動造成的短時電壓越限情況。

應用配網AVQC系統。結合配電自動化建設，充分利用配電自動化系統通信通道和測控設備，建設配電網AVQC系統調節有載配電變壓器、低壓無功補償裝置、線路調壓器等，實現動態調節配電網電壓和功率因數，優化調整配網AVQC系統控制策略。

應用低壓配網電壓無功統一調節器。在臺區末端電壓偏低的地方加裝無功統一調節器，可就地實時實現無功補償，更加有效地提升電壓質量。