配電網低電壓成因分析及治理措施

李海平

摘要：電壓是衡量電能質量的關鍵指標之一，也是影響電氣設備正常工作發揮效能的關鍵性因素。由于用戶使用的各類電氣設備對電壓水平要求較高，而配電網中的低電壓問題將導致電氣設備無法正常使用，從而給用戶生產生活帶來極大不便。根據這些問題，本文決定在電力系統中配電網低電壓問題進行研究討論，使這種情況不再發生，有效提升供電可靠性。

關鍵詞：電力系統;配電網;低電壓;問題;措施

隨著近幾年用電負荷的急劇增長，配電網作為電網的重要組成部分，在電能質量方面的問題越來越凸顯，尤其是大負荷運行狀態下“低電壓”問題尤為突出。如何科學治理配電網“低電壓”問題，從根本上解決電壓質量問題是當前電力企業亟需研究的課題。

1低電壓成因分析

1.1無功補償不合理

與城鎮相比，農村電網無功電源建設相對滯后，在老舊的配電變壓器中，存在無功補償容量不合理或沒有配備無功補償裝置等現象，導致用戶消耗無功較多時出現線路過載情況，致使線路末端用戶出現低電壓問題。由于農村用電負荷具有季節性和時段性波動特性，在高峰負荷時配電變壓器接近滿載，而低谷負荷時則出現輕載甚至空載，在一定程度上增加了無功補償配置的難度。另外，部分供電局采用電容器補償無功負荷，存在補償不到位、線路內基本無局部分散補償現象，也是導致低電壓問題頻繁發生的原因。

1.2低壓供電半徑過長

低壓供電半徑過長是引起配電網低電壓問題的主要原因之一。由于農村配電網分布范圍廣且較為分散，低電壓問題在配電網中并不具有整體性，只是配電網中一個或幾個較遠分支用戶出現低電壓，且隨著供電距離的增加，線路耗損問題也越來越嚴重，電壓降明顯，低電壓問題就越突出。

1.3低壓三相負載不平衡

在農村配電網中，由于存在低壓三相負載不平衡，導致出現低電壓現象，也是引起農村配電網低電壓問題的主要原因。在農村低壓配電系統中一般采用TT或TN-C三相四線的供電方式，但是在實際接線中，接線員通常會忽視綜合考慮負載平衡問題，而是隨機選取其中兩相（如A、C相）進行連接，當該區域出現大功率負荷，A、C相電流就會大于B相電流，隨著A、C相電流越高線路末端的電壓越低，低壓三相負載出現不平衡，直接導致A、C相所帶的用戶出現低電壓現象。

1.4線路末端電壓低

在農村配電網系統中，受上級電源點配置不足的影響，不僅增加了10kV線路供電半徑，同時還會引起10kV線路末端電壓低。據該局相關數據統計，10kV中壓線路共347條，所涉線路的平均長度為6.02km，比中壓線路的規定供電半徑還要長1.02km，直接引起的后果就是，線路末端或分支上的配變電壓過低，影響供電質量。

1.5季節性負荷變化

在電網建設中，供電局已經提高了對農村電網電壓低問題的重視，但是由于負荷增長過快，尤其是季節性負荷變化較大，對低電壓問題的產生也起著很大的影響。尤其是在春節、春耕、夏季空調、抽水抗旱、冬季取暖等，用電量大，負荷陡增，電壓下降更為明顯。

2配電網低電壓治理措施

2.1加強配電網的統一規劃

根據不同地區用電負荷的大小，進行不同的電網規劃。相關電力部門人員應該對電網進行加強管理。電在生活中是必不可少的，也是引發災難的一項重大原因，倘若使用不當也會引發火災，如果發生就會有很大的隱患。所以電力部門人員應該要求用戶在用電的時候應該嚴謹對待，告訴用戶們新裝容量上限，才能同時讓這些電氣設備正常運行起來。因為某些用戶的供電線路比較復雜，導線截面面積比較小，所以就會出現超負荷的低電壓問題。根據這個問題可以對線路網架結構進行調整，更換大截面導線，進而能夠有效避免出現低電壓現象。同時，對于那些線路高負荷的山區來說，在所配置的配電網中加上一些線路的調壓器，對可能出現的高電壓或者低電壓情況進行調配控制，可有效保證配電網的供電可靠性。

2.2加強監測管理

電力工作人員為千家萬戶安裝了配電網，但電力人員也應該對配電網做好監管督查指導的工作，告誡用戶們在使用電氣設備時，應根據配電網上的電容量要求，使用相應的電氣設備，工作人員應該采取相應的措施去應對低電壓高電壓的問題。現在社會當中電和火是引發災難的重大原因之一，如果電力的使用情況不當，將會導致人類生活的安全健康問題。所以工作人員不僅要對配電網進行監督，勘察，而且也要對用戶電氣設備使用情況和消耗電量的大小，包括高壓和低壓的配置，對這些方面進行一定的管理和計劃正確的實施方案。以保證用戶們可以安全放心地使用電器設備，讓人們在使用電器設備的同時，不再擔心自身的安全問題。

2.3調整配電網電容量

由于電氣設備電功率大小的不一樣，它們所需的電壓高低也會有所不同。在少數地區，他們電線電路分布的特點相對于我們這些平原地區，使用電荷量會很少。根據不同地區用電負荷的大小，進行不同的電網規劃。所以根據這一特點，給那些區域搭配不同的配電網，配電網可以檢測在使用電量時電壓的變化情況。也有根據季節不同的情況來定，在冬天和夏天這兩個溫度相差很大的季節中，人們在使用電氣設備也會有所差別。冬天和夏天的時候，人們使用的電器設備頻率比較多，所以消耗電量也會變多，夏天的時候空調風扇，電冰箱各種家用電器使用頻率會變多，冬天的時候電暖空調地暖的使用頻率會變多，也根據這些特點對配電網的電容量要規劃清楚。配電網使用規范可以很大程度上的提升配電網的使用質量，不能做到超負荷，也不能因為低壓影響配電網的使用壽命，所以電容量也是非常重要的。

2.4加裝無功補償裝置

在低電壓治理過程中，部分區域可能無法實現電壓優化控制時，用戶所需的無功必須由系統中的某個地方獲得，發電機可以為用戶提供所需無功，但是發電機會造成系統電流增加，電壓降落加劇，對電壓設備的損耗增大，因此需在配變側加裝無功補償裝置，以提高系統運行的經濟性，為用戶端電壓的穩定提供保障。同時還應根據實際需求合理配置無功補償容量，避免出現容性無功補償裝制單組容量過大而引起“低電壓”的現象，影響電壓電能質量。

2.5加強三相不平衡管控

三相負荷平衡與否將直接影響配電網的運行質量及供電安全。從供電安全層面來看，如三相負荷無法穩定保持為平衡狀態會降低變壓器與線路供電效率，使得中性點電位偏移，有可能出現某相導線燒斷與變壓器單相燒毀等安全事故。而從節能層面來看，在三相負荷不平衡情況下將會持續產生不平衡電壓，進而增加中性線電流與電壓偏移量，加大線路損耗。根據相關調查結果顯示，在配電網處于三相負荷不平衡狀態時，線路損耗率將會提高2～10%左右。為解決這一問題，應分析配電網運行負荷情況，準確掌握配電規律，合理采取三相負荷不平衡治理措施。例如，可選擇在配電網中設置補償裝置，在配電網運行期間，補償裝置可以有效調節負荷不平衡，穩定保持三相負荷的平衡狀態。以三相半橋功率調節器為例，這類裝置同時具備有功補償及無功補償使用功能，通過SPC有源型換流器發揮相間轉移有功功率以及治理無功功率的作用。此外，配電網電能計量工作質量與配電網節能效果密切相關，當前在部分配電網項目中，由于計量工作開展不到位，偶爾出現電能表抄錄不全問題，使得配電網所顯示用電量與實際用電量不一致，未得到統計的缺漏電能值被歸納至配電網能耗量，在客觀層面上降低了配電網節能屬性。因此需做好電量數據統計計量工作，或在配電網中設置若干數量的感應器，裝置自動對實時用電量進行監測計算，保證電能計量數據結果真實準確。在配電網運行期間，受環境與人為因素影響線路運行質量與輸電質量存在不確定性，偶爾出現竊電現象或線路老化破損現象，不但加大了電能損耗量還存在安全風險隱患，可能出現人員觸電等安全事故。因此在配電網運行期間須做好線路維護保養工作，加大線路安全巡查力度，及時更換老化破損嚴重的線路設備，重點檢查是否存在竊電漏電現象并采取解決措施。

2.6末端的低壓治理

1）提高電網鋪設和更新的速度。當10kV末端出現低電壓時，應根據不同區域對電網的規劃及用電需求，有針對性地提高電網鋪設和更新的速度，如在山區和農村，用戶較為分散，可以使用較低電壓的35kV配電站，在電網建設成本允許的情況下對電網進行鋪設和更新。2）當超供電半徑線路（功率因數小于0.9）出現低電壓問題，應根據具體需要補償容量加裝中壓線路并聯無功補償裝置，一般補償容量為線路總容量的7%～10%。3）配置調壓器。當超供電半徑線路的首末端電壓低于20%時應配置單向調壓器，并根據具體安裝點的用電負荷設置相應的容量。當超供電半徑屬于自帶分布式電源、負荷波動較大，且線路首末端電壓低于20%時應配置雙向調壓器，其容量同樣是根據具體安裝點的用電負荷進行設置。

3結語

電壓質量直接影響著供電水平，解決低電壓對于提高用電質量、減少損耗有著十分重要的作用。通過對配電網低電壓成因進行分析，發現其成因較為復雜，因此在治理過程中應結合具體問題對癥下藥，采取相應的治理措施才能更好地解決問題，進一步提升末端用戶電能質量和用電體驗。

參考文獻

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