線路末端低電壓治理方案及技術(shù)要點探析

陳友偉

摘要：當前，在我國配電網(wǎng)中，末端低電壓對于電網(wǎng)穩(wěn)定性與可靠性造成的影響較為嚴重，電氣設備主要基于額定電壓工作，難以有效發(fā)揮設備性能，進而無法保證民眾用電需求得到充分滿足，對用戶的用電體驗產(chǎn)生較大影響。另外，末端低電壓無法順利達成電力公司預期經(jīng)濟目標，電力企業(yè)需要提高自身認識。對此，本文分析了線路末端低電壓問題發(fā)生原因，并提出低電壓處理方案和技術(shù)以及新型設備。

關(guān)鍵詞：線路末端;低電壓問題;解決方案

前言：在我國農(nóng)村地區(qū)，安全、穩(wěn)定電力供應對于農(nóng)村民眾的安全用電和正常用電有著直接影響。然而，因為農(nóng)村配電網(wǎng)線路較長，另外，農(nóng)村客戶是我國電網(wǎng)的供電末端，并且農(nóng)村電網(wǎng)改造時間長，所以導致線路末端的老化現(xiàn)象較為嚴重，同時并未及時更換變壓器，變壓器容量不足[1]。

一、線路末端低電壓問題發(fā)生原因

對于現(xiàn)階段供電系統(tǒng)而言，其線路末端的低電壓原因在于：電荷峰谷高、線路過長、供電線路的直徑較小、電源分布缺乏廣泛性以及線路具有較大負荷等因素。對于低水平經(jīng)濟地區(qū)，家家戶戶也開始使用家用電器，所以使得此部分地區(qū)的用電需求得到進一步提升，同時結(jié)合供應電壓不足，并不能夠充分保障農(nóng)村居民用電質(zhì)量。要想充分緩解現(xiàn)階段末端電壓缺乏有效性的問題，應該將補償設備安裝在電力末端，以充分提升電壓穩(wěn)定性，同時合理調(diào)整電力傳輸環(huán)節(jié)中電力均衡性，進而才能夠末端低電壓現(xiàn)象得到有效治理。

二、低電壓處理方案和技術(shù)

在供電質(zhì)量方面，供電電壓合格性屬于基本要求，配電網(wǎng)電壓國家標準要求，電壓合格率規(guī)范：逾下限應該低于10%，逾上限應該低于7%。農(nóng)村電網(wǎng)主要特點是無功不足、季節(jié)性強、線路長、面廣、點多以及負荷率低等特點，所以農(nóng)村線路線損較大，在高峰負荷條件下，線路末端出現(xiàn)電壓低問題。另外，電壓過低、過高等偏離現(xiàn)象，還會對用電設備運行效率以及使用壽命產(chǎn)生嚴重影響，進而對線損問題造成影響。

現(xiàn)階段，農(nóng)村主要通過以下方法調(diào)節(jié)電壓：第一，電網(wǎng)改造。該方法需要投入大量資金，在負荷率較大電網(wǎng)中具有良好適用性。第二，將變電站母線作為基準，對主變壓器的分接開關(guān)進行調(diào)整，然而該方法并不能夠有效提高線路電壓穩(wěn)定性。第三，基于感性負荷比較大情況下，借助投切電容器降低由無功電流造成的電壓降，然而調(diào)壓范圍比較少[2]。

按照實際情況，科學選擇解決方法。見下圖。

①將供電線路縮短，增設配電變壓器。②對供電線纜進行更換，降低線路損耗。③增設SVG有功功率的平衡裝置，或是對三相負荷進行動態(tài)分配。④借助末端電壓治理設備提高末端電壓穩(wěn)定性。⑤進行濾波裝置增設。⑤增加功率因素。提高線路的無功補償能力。

三、新型末端電壓穩(wěn)定裝置

該裝置選擇數(shù)字化處理器，實時檢測電流有效值與電壓有效值，輸出根據(jù)特點順序?qū)^電器的過零通斷進行控制，對補償電壓極性以及大小進行調(diào)整。對變壓器正弦波、同相、同頻進行疊加補償，以充分提高輸出電壓穩(wěn)定性。

選擇LCD液晶屏設置人機界面，借助LCD屏幕可以將無功功率、有功功率、進線電流、進線電壓以及其他參數(shù)進行直觀顯示。

使用場所主要是對于末端電壓逾限用戶集中在電壓波動與計量表箱較大條件，更換線路或是增設配電變壓器缺乏良好經(jīng)濟性。特別在農(nóng)網(wǎng)中，供電線路長用戶分散以及負荷變化大等場合中，性價比較為突出。借助將穩(wěn)壓裝置安裝在線路末端，可以充分促使末端電壓完全滿足規(guī)定要求，相比于更換線路或是增加配變器具有良好經(jīng)濟效益，同時便于實施、施工周期較短。

3.1基本原理

將電壓源動態(tài)地接在線路末端中，其和線路電壓相位相同，可以自動調(diào)節(jié)幅度，有效保證輸出電壓始終保持在規(guī)定范圍內(nèi)。提升電壓之后，客戶負載獲得功率隨之增加。對于增加的客戶負載功率，主要是通過裝置對有功功率進行電壓轉(zhuǎn)化來完成的，其中裝置本身無法形成電能。該裝置可以充分強化末端電壓，以實質(zhì)角度分析，主要是提高配電網(wǎng)有效功率的輸出情況。

3.2裝置結(jié)構(gòu)

新型穩(wěn)壓裝置的構(gòu)件主要涵蓋旁路開關(guān)、智能電容與模塊、保護模塊、采集模塊、柜體、主控模塊、人機界面以及功率耦合設備等。

3.3裝置特點

（1）電壓規(guī)定范圍具有可調(diào)性。在出廠過程中，該設備的電壓合格范圍設計為：202V—231V，客戶能夠自行設定。在-20%—+10%范圍內(nèi)能夠自動進行調(diào)整，用戶可以對調(diào)整范圍進行定制。

（2）液晶顯示。選擇液晶顯示屏設置，能夠?qū)σ曉诠β?、出現(xiàn)電流、進線電壓以及電流畸變率等工作狀態(tài)進行動態(tài)顯示。

（3）產(chǎn)品特性。穩(wěn)壓速度能夠達到0.05s，該設備具有良好抗干擾速度，沒有碳刷磨損以及機械故障等問題，無需進行維護。調(diào)壓活動具有獨立性，有效提高輸出電壓的均衡性，促使精密儀器的用電安全得到充分保障。

（4）遠程通信。設備能夠進行GPRS遠程通信，可以對設備運行狀態(tài)進行遠程監(jiān)測，比如電流、歷史數(shù)據(jù)以及電壓合格率等，并對工作參數(shù)、工作模式等進行遠程設置。

（5）承載能力突出。在負載短路以及短時超載情況下，并不會影響變壓器性能，防止因為短路而造成線圈起火問題。在負荷電流大于預設電流最大值情況下，設備能夠自動轉(zhuǎn)為旁路狀態(tài)，進而充分保證其過載能力[3]。

（6）可靠性突出。設備的設計較為可靠，能夠?qū)Σ煌K運行情況進行自動判斷，發(fā)生異常問題之后，即轉(zhuǎn)為保護旁路狀態(tài)，保證供電活動持續(xù)性。

（7）自動與手動模式。系統(tǒng)的預設狀態(tài)是自動模式，將市電接入設備之后，轉(zhuǎn)為自動調(diào)壓模式?？梢詫υO備進行手動模式調(diào)整，此狀態(tài)下可以對降壓、升壓狀態(tài)進行手動測試。

結(jié)語：綜上所述，對于農(nóng)村配單網(wǎng)來講，末端低電壓問題始終是影響電網(wǎng)穩(wěn)定性的主要問題。對此應該積極借助相關(guān)治理技術(shù)、設備以及方案等進行有效處理，促使配電網(wǎng)現(xiàn)狀得到有效轉(zhuǎn)變，進而為農(nóng)村居民的用電質(zhì)量提供良好保障。

參考文獻：

[1]張興， 田冰， 魏延迪，等. 供電臺區(qū)低電壓應急治理方案研究[J]. 中國設備工程， 2018， 393（08）：186-187.

[2]辛業(yè)春， 張弛， 于溫方，等. 配網(wǎng)末端低電壓串聯(lián)補償控制方法及裝置設計[J]. 電測與儀表， 2020， 57（07）：126-133.

[3]陳榮林. 淺談公用配電變壓器臺區(qū)線路末端低電壓整改[J]. 農(nóng)村電工， 2020， 323（03）：44-45.