低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量問題分析及其優(yōu)化措施研究

蔣勰

摘要：優(yōu)化低壓配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，對(duì)于低壓配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有極為重要的意義。但低壓配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量問題牽涉到低壓配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、改造和運(yùn)行的方方面面，必須結(jié)合低壓配電網(wǎng)的實(shí)際情況才能制定出最為合理的優(yōu)化方案，因此需要具體問題具體分析，切不可胡亂套用。

關(guān)鍵詞：低壓配電網(wǎng);電壓質(zhì)量;現(xiàn)狀;問題;優(yōu)化

一、低壓配電網(wǎng)相關(guān)的質(zhì)量問題反映

低壓配電網(wǎng)當(dāng)中的三相負(fù)荷系統(tǒng)，電阻電力和電壓是相同的，三相電壓的方根值也一樣，三相電壓之間的相互相位差距不是很大。如果三相負(fù)荷失去了平衡，那么三相電壓當(dāng)中的相位就會(huì)發(fā)生一系列的變化，三相電壓最終會(huì)保持不了平衡。在這種系統(tǒng)當(dāng)中，如果有一個(gè)方位的負(fù)荷較大，這個(gè)相位的電壓就會(huì)降低，如果負(fù)荷過小，那么電壓就會(huì)升高，這種情況的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致一些低壓電力用戶在使用的時(shí)候，用電量會(huì)整體下降，例如，電燈的整體亮度不夠高、電壓太大電器被損壞等。在一些管理部門的數(shù)據(jù)中可以了解到三相負(fù)荷如果出現(xiàn)了不平衡，就會(huì)出現(xiàn)三相電壓不平衡以及線損增加這些問題。由于重視的程度不夠，對(duì)三相負(fù)荷調(diào)整的經(jīng)驗(yàn)不足，實(shí)施的方案不夠健全，導(dǎo)致了三相電壓不平衡問題沒有從根本上解決，嚴(yán)重影響低壓配電網(wǎng)的質(zhì)量。在電網(wǎng)改造之后，電力企業(yè)開始對(duì)這些問題重視了起來，但很多影響三相負(fù)荷不平衡因素還是存在，且沒有辦法去解決和控制，理想的效果沒有辦法實(shí)現(xiàn)。

二、低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的優(yōu)化措施

2.1做好三相負(fù)荷平衡工作

為了做好三相負(fù)荷平衡工作，要以最基本的電力用戶為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶的實(shí)際用電情況來接入低壓配電網(wǎng)，盡量做到就地平衡，確保三相負(fù)荷在大部分時(shí)間內(nèi)都能保持一致。

2.2增加無功補(bǔ)償容量

要對(duì)低壓配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償進(jìn)行全面、系統(tǒng)的規(guī)劃和改造，使無功補(bǔ)償?shù)玫胶侠聿季郑M量做到就地平衡和分散補(bǔ)償。要將集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償、高壓補(bǔ)償和低壓補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和靜態(tài)補(bǔ)償很好地結(jié)合起來，對(duì)于那些功率因數(shù)較低的低壓電力用戶，要督促其就地進(jìn)行無功補(bǔ)償。

2.3改變10kV配變的變比

可通過調(diào)整10kV配變的變比來得到很好的電壓質(zhì)量?jī)?yōu)化效果。但值得注意的是，改變10kV配變的變比將會(huì)對(duì)整個(gè)臺(tái)區(qū)的電壓水平造成影響，因此對(duì)其優(yōu)化效果必須適當(dāng)加以限制。此外，若電壓偏移額定電壓的幅度過大，已經(jīng)超出了10kV配變分接頭的調(diào)節(jié)范圍，則這種電壓質(zhì)量?jī)?yōu)化措施就會(huì)失效。

2.4更換低壓配電線路的導(dǎo)線

更換低壓配電線路的導(dǎo)線是相對(duì)較為簡(jiǎn)易的一種優(yōu)化措施，但需要注意以下2點(diǎn)：

（1）要考慮好導(dǎo)線截面的配合問題，距離電源點(diǎn)近的支線線路的導(dǎo)線截面要大于距離電源點(diǎn)遠(yuǎn)的支線線路的導(dǎo)線截面。

（2）要綜合考慮更換導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)性，若投資過大，則應(yīng)采取性價(jià)比更高的優(yōu)化措施。

三、實(shí)例分析

3.1電壓質(zhì)量偏移情況

某地區(qū)配電網(wǎng)10kV饋線A的2號(hào)低壓臺(tái)區(qū)檢測(cè)到電壓偏低情況，其中電壓最低點(diǎn)的電壓偏移量已經(jīng)達(dá)到-8.5%，不滿足380V低壓配電網(wǎng)電壓偏移量在-7%～7%之間的要求。

3.2電壓質(zhì)量偏移解決措施

（1）加設(shè)無功補(bǔ)償裝置。通過無功優(yōu)化計(jì)算，可以在10kV饋線A的沿線各點(diǎn)加設(shè)一定容量的無功補(bǔ)償裝置，即可有效解決2號(hào)低壓臺(tái)區(qū)的電壓偏低問題。具體補(bǔ)償點(diǎn)及補(bǔ)償容量如表1所示，按無功補(bǔ)償裝置投資為125元/kvar計(jì)算，補(bǔ)償總?cè)萘繛?40kvar，共需投資1.75萬元。加設(shè)無功補(bǔ)償裝置后，10kV饋線A的2號(hào)低壓臺(tái)區(qū)電壓最低點(diǎn)電壓偏移量為-3.75%，滿足380V低壓配電網(wǎng)電壓偏移量在-7%～7%之間的要求，有效解決了電壓偏低問題。

（2）調(diào)整10kV配變分接頭。對(duì)10kV饋線A的2號(hào)低壓臺(tái)區(qū)中10kV配變的分接頭位置進(jìn)行調(diào)整，也可達(dá)到較為理想的電壓質(zhì)量?jī)?yōu)化效果。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，2號(hào)低壓臺(tái)區(qū)的10kV配變高壓側(cè)分接頭檔位在10kV處，將其調(diào)至9.75kV處時(shí)，2號(hào)低壓臺(tái)區(qū)電壓最低點(diǎn)的電壓偏移量已降至-5.74.2%，進(jìn)一步將分接頭檔位調(diào)整至9.5kV處時(shí)，電壓最低點(diǎn)的電壓偏移量降至-3.1405%，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)電壓質(zhì)量的優(yōu)化。

（3）更換低壓配電網(wǎng)導(dǎo)線。經(jīng)過細(xì)致分析后發(fā)現(xiàn)，2號(hào)低壓臺(tái)區(qū)10kV配變的低壓側(cè)出口處電壓偏移量為-2.96%，但低壓配電線路沿線電壓偏移量分別達(dá)到了-5.98%、-7.23%、-8.5%，所以可以考慮采用更換低壓配電網(wǎng)導(dǎo)線的措施來改善電壓質(zhì)量。通過將原導(dǎo)線更換為70mm2截面的導(dǎo)線后發(fā)現(xiàn)，2號(hào)低壓臺(tái)區(qū)電壓最低點(diǎn)的電壓偏移量降至-7.08%，雖然有了顯著的改善，但仍不滿足規(guī)范中對(duì)電壓質(zhì)量的要求。因此，更換導(dǎo)線截面雖然可以有效改善低壓配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，但其改善效果呈慢慢減弱趨勢(shì)，即改善到一定程度后，即使繼續(xù)增加導(dǎo)線截面，仍不會(huì)對(duì)電壓質(zhì)量有更為明顯的改善效果。

3.3效果分析

本實(shí)例中分別采取了加設(shè)無功補(bǔ)償裝置、調(diào)整10kV配變分接頭和更換低壓配電網(wǎng)導(dǎo)線3種措施。其中，調(diào)整10kV配變分接頭取得的電壓質(zhì)量?jī)?yōu)化效果最好，將電壓偏移從-8.5%降至-3.1405%，而且這種優(yōu)化措施無需增加新的電氣設(shè)備，是利用10kV配變自身的調(diào)節(jié)手段。但這種優(yōu)化措施僅在配電網(wǎng)中無功較為充足，且最低點(diǎn)電壓偏移量相對(duì)不大的情況下才能取得較好的效果，同時(shí)還要求10kV配變的分接頭檔位有足夠?qū)挼恼{(diào)節(jié)范圍。加設(shè)無功補(bǔ)償裝置是對(duì)配電網(wǎng)的無功進(jìn)行優(yōu)化，能夠?qū)﹄妷嘿|(zhì)量起到最為直接的優(yōu)化作用，效果也較為明顯，而且加設(shè)無功補(bǔ)償裝置的總投資僅為1.75萬元，性價(jià)比較為合理。由于2號(hào)低壓臺(tái)區(qū)10kV配變的低壓側(cè)出口處電壓已經(jīng)偏低，因此更換低壓配電網(wǎng)導(dǎo)線難以起到本質(zhì)性的作用，只能將電壓最低點(diǎn)的電壓偏移量從-8.5%降至-7.08%，還是無法滿足規(guī)范中對(duì)電壓質(zhì)量的要求，所以不推薦采取該種措施來優(yōu)化電壓質(zhì)量。

四、結(jié)束語

總之，在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，影響電壓質(zhì)量的因素很多，特別是由于輸配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成各異使這些影響因素有時(shí)會(huì)千變?nèi)f化。這就要求我們?cè)谌粘５墓ぷ髦袘?yīng)全面了解產(chǎn)生低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量問題的原因，并熟練掌握處理電壓質(zhì)量問題的方法，同時(shí)不斷進(jìn)行低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量?jī)?yōu)化方面的研究，保質(zhì)保量的完成低壓配電網(wǎng)的供電工作。

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（作者單位：深圳新能電力開發(fā)設(shè)計(jì)院有限公司）