配網低電壓原因分析及解決對策研究

熊金山 何芳

摘 要：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的“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。筆者根據配網運行工作實踐，對配電網低電壓成因進行總結分析，并結合運行分析及需求分析結果，通過提高運維管控力度、工程治理等措施，有效解決配電網“低電壓”問題，以提高供電質量。

關鍵詞：配電網;低電壓;電壓質量;運維管控

中圖分類號：TM744 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）10--02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.061

供電電壓質量的優劣，直接關系到客戶的用電安全，也影響著供電公司的企業形象。配電網直接面向用戶供電，提供合格的電壓質量顯得尤為重要。隨著社會經濟的不斷發展進步，用戶對供電電壓質量的要求也越來越高，設備對電壓質量的敏感性逐漸增強，尤其是一些生產過程或產品具有“高、精、尖”特征的用戶[1]。

近年來，隨著新農村及農村城鎮化的發展，用電負荷增長迅速，供電設備過負荷現象嚴重。為有效協調解決“低電壓”問題，以下對配電網低電壓治理策略進行了深入探討。

1 配電網低電壓存在的原因分析

1.1 無功補償不合理

與城鎮相比，農村電網的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。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問題。根據《DL/T 686-2018 電力網電能損耗計算導則》指出，隨著供電距離的增加，線路損耗問題也越來越嚴重，電壓降低越明顯，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負載平衡問題，而是隨機選取其中的兩相（如A相、C相）進行連接。當該區域出現大功率負荷時，A相、C相電流就會大于B相電流;隨著A相、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相、C相所帶的用戶出現低電壓現象。

1.4 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、夏季制冷、抽水抗旱、冬季取暖等節點，用電量大，負荷陡增，電壓下降更為明顯。如某局B類地區城鎮部分農村配電變壓器，在春節期間負荷高達96%，平時負荷基本維持在20%左右，季節性負荷變化較為明顯。

2 加強配網低電壓治理的有效措施

電壓質量直接影響著供電水平，解決低電壓問題對于提高用電質量、減少損耗具有十分重要的作用。筆者結合配電網運行狀況及農村用電需求情況進行分析，在了解問題與明確治理目標的前提下，通過技術和管理兩個方面的措施，對配電網低電壓進行治理，以提高供電水平[2]。

2.1 技術措施

2.1.1 加裝無功補償裝置

在低電壓治理過程中，發電機可以為用戶提供所需的無功，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，以免影響電壓電能質量。

2.1.2 配變臺地區的低壓治理

增加配變布點。在實際治理工作中，應綜合考慮各因素影響，在基于“小容量、密布點、短半徑”的原則上，增加布點數量，以縮短低壓供電半徑。此外，還應結合農村電網的實際情況，認真測算出低壓線路的供電距離，確定合理的配變布點。通過科學設置配變布點，可以有效解決10 kV線路過長造成的末端“低電壓”問題。

有載調壓配變。有載調壓裝置一般有調節變壓器分接頭和加裝線路調壓器兩種。常用的是調節變壓器分接頭，通過切換配變分接頭調節配變，提高電源側電壓。但由于分接頭切換過程中容易出現電弧現象，降低了絕緣油的絕緣強度，一般采用有濾油功能的有載調壓裝置，用以解決季節性配變出現短時嚴重過載的“季節性”低電壓問題，即平均負載率低于25%且電壓波動較大的問題。同時，也能通過不停電方式進行有載調壓控制電壓大小，而不至于出現用戶停電現象。

單相配電供電技術。一般在電壓高負荷密度區域、用戶分散以及三相配變難以進入的負荷區域，可以采用該技術解決低電壓問題。

SVG無功補償裝置。在無功補償治理效果不顯著的區域，一般可以采用SVG無功補償裝置來消除低壓諧波、電壓閃變和無功補償容量不足等帶來的“低電壓”問題。SVG無功補償裝置可以處理容量大于50kVA的配變，其容量是配變容量的10%～30%。

三相不平衡自動調節裝置。主要是通過外接電流互感器實時監測系統電流，將監測的電流情況發送至SVG自動調節裝置。裝置根據三相平衡所需電流值進行自動轉換，并通過IGBT動作，將不平衡電流由大相向小相進行轉移。如當A相、C相電流大于B相電流時，就會通過IGBT動作，將A相、C相電流轉移至B相，以實現三相電流平衡。

2.1.3 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。

2.1.4 關注低電壓治理前沿技術

低電壓產生的原因主要有供電半徑過長、線徑偏小、變壓器運行檔位不合理、負載率過重、無功不足、三相不平衡等。對于不同類型的低電壓客戶堅持分類處理，從源頭防治，采取差異化管控措施，提高當前優質服務水平。針對低電壓客戶投訴傾向大，無法通過三相負荷調整與兩線改四線，且短期內無法通過網改立項實施的低電壓臺區，選擇低壓線路調壓器（LVR），以有效提升線路電壓，縮短建設周期，避免投訴發生。

2.2 管理措施

加強配電設備的巡視及檢修。依靠周期性的巡視，運維人員可以及時發現配電網中嚴重超載的線路和配電設備，以及不符合《配電網規劃設計技術導則》的線路，如供電半徑、導線截面等。在巡視過程中，要對配電設備進行帶電檢查，若發現接頭過熱、導線破損等問題，應在用電低峰期對其進行維修或者更換，以及時消除設備缺陷。

加強對功率因素的管控。在部分不具備AVC（VQC）的變電站中，不僅要提升母線電壓，同時還應加強對功率因素的管控。優化和加強電網“逆調壓”的及時性，確保在電壓負荷低峰期低位或高峰期高位上，10 kV母線都能安全穩定地運行。此外，在對功率因素的管控中，還應確保無功設備和調壓主變都能安全可靠地運行，并盡可能減少無功設備投切和調壓主變有載分接開關動作的次數。

優化調整變壓器分接頭。在低電壓治理過程中，需對變電站母線的電壓、配變位置等進行全面思考，以分區段的方式確定配變的初始檔位。線路距離為0～15 km，配變的分接頭檔位為10.5 kV;線路距離在15 km～30 km內，配變的分接頭檔位為10 kV;線路距離超過30 km的配變分接頭檔位為9.5 kV，如表1所示。此外，還應根據季節變化對分接頭的檔位進行調整。

表1 變壓器分接頭初始檔位劃分

完善管理手段，加強系統監測。充分利用配網大數據平臺與用電信息采集系統，實現對低電壓情況的動態掌控，提升業擴報裝查勘準確性，平衡臺區三相負荷，防止低電壓問題發生;在新裝客戶業擴報裝查勘環節，必須結合用電信息采集系統，查看新裝客戶所屬臺區的三相電流曲線，確定客戶接戶線所接相線，降低因三相不平衡導致線路產生低電壓的問題;制定配電臺區負荷平衡度考核辦法，改善配變經濟運行水平，降低損耗，改善電壓質量。

3 結語

綜上所述，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、減少損耗具有十分重要的作用。低電壓綜合治理工作是一項較為復雜的系統工作，具有一定的季節性和時段性等特點，在實際工作中容易出現反復治理的情況。為進一步改變用電難問題，充分滿足人民追求美好生活的電力需要，筆者對配電網低電壓成因進行了分析，發現其成因較為復雜。因此，在治理過程中應對癥下藥，只有采取相應的治理措施才能更好地解決問題，有效控制“低電壓”所造成的影響，進一步提升末端用戶電能質量和用電體驗。

參考文獻

[1] 張向榮.試析農村“低電壓”問題及解決措施[J].科技風，2020（8）：143.

[2] 王金麗.配電網低電壓產生原因與綜合治理措施[J].供用電，2016（7）：8-12.