農(nóng)村配電網(wǎng)低電壓的原因與應(yīng)對(duì)措施分析

肖奮

摘要：農(nóng)村電網(wǎng)作為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要組成部分，在全面完成中華民族偉大復(fù)興夢的過程中，肩負(fù)著十分重要的職責(zé)。近些年來，我們國家在各個(gè)領(lǐng)域都取得了極大的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展也在一定程度上帶動(dòng)了農(nóng)村的建設(shè)，農(nóng)民的生活水平和生活質(zhì)量也有了極大的提高，各類大功率的家用電器已成為農(nóng)村居民家中的必備設(shè)施，由此也產(chǎn)生了一個(gè)重要問題，那就是部分地區(qū)低電壓現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，農(nóng)村居民對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高。如何解決這一供需矛盾，已成為目前擺在供電企業(yè)面前的一道難題。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村;配電網(wǎng);低電壓;原因;應(yīng)對(duì)措施

為客戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能是電力企業(yè)的使命與責(zé)任，低電壓問題嚴(yán)重影響著供電企業(yè)的電壓合格率和優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，要從根本上改變農(nóng)村居民用電狀況，解決農(nóng)村用電問題。只有通過科學(xué)有效的技術(shù)措施和堅(jiān)強(qiáng)有力的管理措施，才能從根本上解決農(nóng)村低電壓問題，才能促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)。

一、目標(biāo)及原則

管理措施和技術(shù)措施雙管齊下。建立先進(jìn)科學(xué)合理的管理方法和手段，從上到下重視加強(qiáng)配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行和線路的維護(hù)。引入通信、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)相結(jié)合的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)配電系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測和控制。通過臺(tái)區(qū)的負(fù)荷監(jiān)測和電壓采集，嚴(yán)格控制三相不平衡，積極引導(dǎo)農(nóng)村居民錯(cuò)開高峰時(shí)段用電，通過技術(shù)手段從本質(zhì)上解決低電壓問題。

堅(jiān)持多措并舉、統(tǒng)籌治理。深入分析低電壓產(chǎn)生原因，按照“先管理、后工程”、“一臺(tái)區(qū)、一方案”的要求，通過綜合治理基建、技改、大修等多種手段，科學(xué)制定治理方案。加強(qiáng)與電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃和地區(qū)發(fā)展規(guī)劃銜接，根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃落實(shí)進(jìn)度、城區(qū)或村鎮(zhèn)搬遷情況及低電壓程度，區(qū)分輕重緩急優(yōu)化項(xiàng)目立項(xiàng)，提高治理有效性，防止低效、無效投入。加強(qiáng)治理工程標(biāo)準(zhǔn)化管理、全面應(yīng)用公司配網(wǎng)典型設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)物料、通用造價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)工藝等標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)成果，推廣先進(jìn)適用技術(shù)，提高技術(shù)措施的先進(jìn)性和規(guī)范性。

堅(jiān)持以農(nóng)村電網(wǎng)升級(jí)改造為重點(diǎn)。結(jié)合近期與遠(yuǎn)期發(fā)展需求，改善結(jié)構(gòu)，優(yōu)化布局，提升農(nóng)村電網(wǎng)調(diào)壓能力，提高供電能力。堅(jiān)持以精益化運(yùn)行及營銷管理為基礎(chǔ)，強(qiáng)化用電營業(yè)數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用，提高營銷與生產(chǎn)管理協(xié)同性，加強(qiáng)農(nóng)村配網(wǎng)運(yùn)行管理，完善電壓質(zhì)量監(jiān)測手段，提升電壓質(zhì)量保障能力。堅(jiān)持以基礎(chǔ)研究為依托、以科技與信息技術(shù)為支撐，加強(qiáng)農(nóng)村用電負(fù)荷特性分析，開展適合農(nóng)村特點(diǎn)供電方式、綜合調(diào)壓方案和配變應(yīng)對(duì)日負(fù)荷波動(dòng)能力研究與應(yīng)用，增強(qiáng)對(duì)農(nóng)村用電負(fù)荷的適應(yīng)能力。

二、配電臺(tái)區(qū)低電壓的主要原因

（一）無功補(bǔ)償不足問題

現(xiàn)階段，農(nóng)村配電網(wǎng)運(yùn)行過程中配電變壓器、異步電動(dòng)機(jī)等普遍存在“大馬拉小車”問題，無功負(fù)荷損耗嚴(yán)重。1/3的農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)并未科學(xué)配置無功補(bǔ)償裝置，如缺乏設(shè)計(jì)，無功補(bǔ)償裝置與功率因數(shù)不匹配;恣意設(shè)置，無功補(bǔ)償裝置安裝不合理;規(guī)劃混亂，分級(jí)補(bǔ)償不到位等，致使配電臺(tái)區(qū)輕載或空載問題嚴(yán)峻，無功損耗超過總無功負(fù)荷的60%以上。

尤其是在補(bǔ)償方式選擇上，我國農(nóng)村配電網(wǎng)低壓臺(tái)區(qū)往往將重點(diǎn)放在裝置補(bǔ)償和線路補(bǔ)償上，主要通過分散補(bǔ)償?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)空載下的自動(dòng)投切，以減少重點(diǎn)設(shè)備、關(guān)鍵線路的無功損耗。這種方式雖然能夠在一定程度上緩解無功負(fù)荷引起的低電壓問題，但處理效果并不顯著。

（二）三相負(fù)荷不平衡嚴(yán)重

隨著農(nóng)村大量單相電動(dòng)機(jī)的普及應(yīng)用，用電負(fù)荷劇增的同時(shí)，也造成了低壓電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡的情況。此外，一些供電所業(yè)擴(kuò)報(bào)裝時(shí)，居民用戶電能表隨意接在三相中的一相，也會(huì)造成低壓三相不平衡。配電網(wǎng)中三相負(fù)荷不平衡會(huì)造成配電變壓器與線路的損耗增加，降低配電變壓器的出力，造成用戶端電壓質(zhì)量下降。電網(wǎng)損耗與電流的平方成正比例關(guān)系，當(dāng)三相負(fù)荷平衡時(shí)，系統(tǒng)的損耗最小。三相負(fù)荷不平衡會(huì)引起三相電壓不平衡，重負(fù)荷相的電壓損失較大，供電電壓質(zhì)量較差，所以三相不平衡也是農(nóng)村低電壓的主要因素之一。

（三）用電時(shí)段影響

通過對(duì)各類應(yīng)用系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)及現(xiàn)場負(fù)荷實(shí)測對(duì)比發(fā)現(xiàn)，低電壓發(fā)生時(shí)段通常是每日的午高峰及晚高峰時(shí)段，即每日12：00～14：00和18：00～21：00，這段時(shí)間為每天的就餐時(shí)間，隨著農(nóng)村居民生活水平的不斷提高，大多家庭都采用電磁爐、電飯鍋等電器進(jìn)行做飯，既環(huán)保又高效。這一時(shí)段用戶炊烹電器幾乎全部處于運(yùn)行狀態(tài)，且在晚飯后，居民大多都開始使用電視機(jī)等影音電器，容易造成線路低電壓。

（四）線路供電半徑過長、線徑偏小問題

根據(jù)壓降公式： ，可知電阻R越大，電壓降越大，導(dǎo)致末端電壓越低。而電阻R，主要取決于線路長度和線徑，線路越長，線徑越小，R就越大。原則上農(nóng)村地區(qū)配變供電半徑不宜超過500m，但受農(nóng)村用戶居住相對(duì)分散，存在一臺(tái)配變同時(shí)為幾個(gè)自然村供電的現(xiàn)象，供電半徑容易超出規(guī)范要求，加上一些新報(bào)裝用戶沒有經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)算評(píng)估允許其就近接入，進(jìn)一步增長了原配變臺(tái)區(qū)的供電半徑。另外，一些老舊線路線徑較小，運(yùn)行年限長，線路本身的阻抗偏大，這些都直接導(dǎo)致末端用戶出現(xiàn)電壓偏低。

三、配電臺(tái)區(qū)低電壓問題治理技術(shù)方案

（一）總體方案

農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)低電壓問題處理過程中應(yīng)按照安全性、可靠性和有效性原則做好總體規(guī)劃和部署，針對(duì)無功補(bǔ)償問題、線路現(xiàn)狀問題、低壓管理問題等做好裝置設(shè)置、結(jié)構(gòu)調(diào)整、管理優(yōu)化，利用智能電網(wǎng)裝置做好負(fù)荷監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)早部署、細(xì)安排、強(qiáng)運(yùn)檢、優(yōu)質(zhì)量，多措并舉，從根本上解決低電壓問題，推進(jìn)農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展進(jìn)程。

（二）變電站低電壓治理

對(duì)于變電站主變壓器容量過小導(dǎo)致的低電壓問題，需要更換更大容量的主變壓器。對(duì)于主變壓器容量充裕，但無功補(bǔ)償不當(dāng)導(dǎo)致的低電壓問題，則需要根據(jù)無功補(bǔ)償?shù)膶?shí)際情況進(jìn)行治理。針對(duì)變電站側(cè)10kV母線低電壓，首先考慮調(diào)節(jié)主變壓器調(diào)壓分接開關(guān)，當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)壓分接開關(guān)無法改變低電壓問題時(shí)，須投運(yùn)站內(nèi)并聯(lián)電容器。此時(shí)，如果站內(nèi)總無功補(bǔ)償容量不足，則需對(duì)輸變電設(shè)備技術(shù)改造，增加無功補(bǔ)償裝置，包括更換容量合適的站內(nèi)集中式無功補(bǔ)償電容器以及增加智能投切裝置，用以提高變電站中壓母線電壓質(zhì)量。如果站內(nèi)無功補(bǔ)償容量充裕，則最可能的原因是電容器控制策略存在不足，必要時(shí)安裝無功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)統(tǒng)一管理調(diào)配站內(nèi)無功資源。

（三）加強(qiáng)三相不平衡管控

定期開展三相負(fù)荷測量，及時(shí)對(duì)配變?nèi)嗖黄胶庳?fù)荷進(jìn)行調(diào)整，測量工作不僅簡單地測量配變低壓側(cè)A、B、C三相引出線的相電流，還要測量零線上的電流。通過定期檢測配變中性線、接地電阻運(yùn)行工況，全面、完整地分析三相電壓不平衡情況。定期對(duì)配電臺(tái)區(qū)負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)測，負(fù)荷不平衡度大于15%的配電臺(tái)區(qū)，依據(jù)計(jì)量點(diǎn)平衡、各支路平衡、主干線平衡和變壓器低壓出口側(cè)平衡的“四平衡”原則實(shí)施負(fù)荷調(diào)整。在迎峰度夏、春節(jié)等重要節(jié)假日高峰用電期間，開展專項(xiàng)監(jiān)測，增加實(shí)測的次數(shù)，通過及時(shí)、準(zhǔn)確的測量配變低壓出線和客戶側(cè)電流，用數(shù)據(jù)支撐農(nóng)村低壓用電需求側(cè)管理，宣傳引導(dǎo)動(dòng)力負(fù)荷客戶錯(cuò)（避）峰用電，推行公變低壓客戶錯(cuò)（避）峰管理屬地責(zé)任制，鼓勵(lì)村委會(huì)自發(fā)組織成立低壓負(fù)荷錯(cuò)峰用電管理領(lǐng)導(dǎo)小組，調(diào)動(dòng)客戶錯(cuò)峰用電積極性，開展移動(dòng)式生產(chǎn)加工類負(fù)荷集中加工點(diǎn)建設(shè)，降低負(fù)荷高峰時(shí)段動(dòng)力用電負(fù)荷，起到削峰填谷作用，提高供電電壓質(zhì)量，滿足農(nóng)村客戶正常生產(chǎn)生活用電需求。

（四）優(yōu)化管理手段，多措并舉治理低電壓

對(duì)于變壓器檔位不合理、三相不平衡等原因造成的低電壓可優(yōu)先采用跳檔及調(diào)整接入負(fù)荷方式進(jìn)行治理，也可以配合安裝自動(dòng)有載調(diào)壓器和SVG裝置進(jìn)行治理。新增配變布點(diǎn)規(guī)劃時(shí)合理設(shè)置配變位置，以接近負(fù)荷中心為宜，盡量保證分區(qū)的科學(xué)性、規(guī)范性和經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)檔位情況、負(fù)荷狀況等做好智能電力數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測。

（五）提升臺(tái)區(qū)供電能力

首先解決偏遠(yuǎn)地區(qū)及居住分散的用戶低電壓問題，對(duì)低壓線路供電半徑過長、線路線徑過小、臺(tái)區(qū)長期存在重過載現(xiàn)象的，優(yōu)先采取新建、分拆臺(tái)區(qū)、加大低壓導(dǎo)線線徑等方式進(jìn)行改造。對(duì)接戶線線徑過小、老化等原因?qū)е掠脩舻碗妷簡栴}的，要協(xié)助用戶進(jìn)行線路更換、改造，做好用電宣傳解讀工作，減少不必要的投訴。對(duì)居住相對(duì)集中的街道居民區(qū)，低電壓問題整改的重點(diǎn)是低壓主干線和接戶線，改造標(biāo)準(zhǔn)以縮短低壓供電半徑、提高供電能力和提升供電質(zhì)量為目標(biāo)。因季節(jié)性短時(shí)負(fù)荷和用電負(fù)荷波動(dòng)較大造成過載的配電臺(tái)區(qū)，宜采用增容的方式進(jìn)行改造，確保變壓器容量充足，從首端上消除低電壓情況的發(fā)生，根據(jù)用電負(fù)荷增長要采取適度超前的方式進(jìn)行改造。

（六）無功補(bǔ)償裝置改造

無功補(bǔ)償配置應(yīng)按照電源補(bǔ)償、電網(wǎng)補(bǔ)償及用戶補(bǔ)償相結(jié)合的方式推進(jìn)，這是因?yàn)樵诘蛪狠斔瓦^程中，由于在輸送期間會(huì)浪費(fèi)部分電量，因此會(huì)導(dǎo)致電壓出現(xiàn)不穩(wěn)現(xiàn)象，針對(duì)這一現(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行無功補(bǔ)償配置的改造，這樣才能及時(shí)將電壓進(jìn)行回轉(zhuǎn)，其本質(zhì)就是通過變壓器將電壓進(jìn)行穩(wěn)定化處理。就目前的實(shí)際情況而言，我國變壓器的生產(chǎn)效率乃至科技水平含量是相對(duì)較高的，目前為止我國已實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器的獨(dú)立自主制造，在性能和質(zhì)量方面也取得了舉世矚目的成就，因此我國的變壓器質(zhì)量比較好，價(jià)格也比較實(shí)惠。在對(duì)相關(guān)設(shè)施進(jìn)行改造的過程中所投入的資金是相對(duì)較小的，且由于變壓器安裝相對(duì)簡單，因此在人工成本投入方面也是相對(duì)較低的，但變壓器具有相對(duì)易損壞性，在運(yùn)輸過程中應(yīng)對(duì)變壓器進(jìn)行妥善的安全處置，這樣才能保證變壓器在運(yùn)輸過程中不會(huì)發(fā)生損壞。

四、結(jié)論

低電壓問題是當(dāng)前新農(nóng)村建設(shè)面臨的一個(gè)大問題，是一個(gè)長期的、動(dòng)態(tài)的問題，它直接關(guān)系到廣大農(nóng)民的美好生活。我們必須積極重視低電壓問題，深入分析產(chǎn)生的原因，剖析出現(xiàn)“低電壓”問題的關(guān)鍵因素，加強(qiáng)農(nóng)村配電網(wǎng)運(yùn)行管理。要從無功補(bǔ)償裝置、線路半徑改造、負(fù)荷管理優(yōu)化三個(gè)方面出發(fā)，在農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃及當(dāng)?shù)貙?shí)際情況基礎(chǔ)上，做好配電臺(tái)區(qū)布局優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化及電能優(yōu)化，從根本上提升用戶用電質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]呂志來，沈春雷，徐杰彥，等.節(jié)能模式下的低電壓治理方案比選研究[J].供用電，2019，32（11）：43-47.

[2]黃玉龍，劉彤華，劉晶，等.低壓臺(tái)區(qū)長期高損問題淺析[J].農(nóng)村電工，2019，27（3）：53-54.

[3]何奕楓，郭琳，黃鑫，等.低壓配網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡危害研究[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào)（工程技術(shù)版），2019，32（2）：67-75.

[4]方建亮，鄭建鋒，謝穎捷，等.配電網(wǎng)低電壓治理方案優(yōu)選模型研究及應(yīng)用[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（3）：145-148.

[5]張建軍，程大印，韓丹，等.混合智能無功補(bǔ)償在低壓臺(tái)區(qū)的應(yīng)用[J].電力電容器與無功補(bǔ)償，2019，37（3）：1-4.