配電網(wǎng)低電壓成因分析及治理措施

李豐慶 孫海兵

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

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);配電網(wǎng);低電壓;問題;措施

1低電壓成因分析

1.1無功補償不合理

與城鎮(zhèn)相比，農(nóng)村電網(wǎng)無功電源建設(shè)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(xiàn)象，導(dǎo)致用戶消耗無功較多時出現(xiàn)線路過載情況，致使線路末端用戶出現(xiàn)低電壓問題。由于農(nóng)村用電負荷具有季節(jié)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(xiàn)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(nèi)基本無局部分散補償現(xiàn)象，也是導(dǎo)致低電壓問題頻繁發(fā)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(wǎng)低電壓問題的主要原因之一。由于農(nóng)村配電網(wǎng)分布范圍廣且較為分散，低電壓問題在配電網(wǎng)中并不具有整體性，只是配電網(wǎng)中一個或幾個較遠分支用戶出現(xiàn)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(nóng)村配電網(wǎng)中，由于存在低壓三相負載不平衡，導(dǎo)致出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象，也是引起農(nóng)村配電網(wǎng)低電壓問題的主要原因。在農(nóng)村低壓配電系統(tǒng)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(dāng)該區(qū)域出現(xiàn)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(xiàn)不平衡，直接導(dǎo)致A、C相所帶的用戶出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象。

2配電網(wǎng)低電壓治理措施

2.1加強配電網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃

根據(jù)不同地區(qū)用電負荷的大小，進行不同的電網(wǎng)規(guī)劃。相關(guān)電力部門人員應(yīng)該對電網(wǎng)進行加強管理。電在生活中是必不可少的，也是引發(fā)災(zāi)難的一項重大原因，倘若使用不當(dāng)也會引發(fā)火災(zāi)，如果發(fā)生就會有很大的隱患。所以電力部門人員應(yīng)該要求用戶在用電的時候應(yīng)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(shè)備正常運行起來。因為某些用戶的供電線路比較復(fù)雜，導(dǎo)線截面面積比較小，所以就會出現(xiàn)超負荷的低電壓問題。根據(jù)這個問題可以對線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，更換大截面導(dǎo)線，進而能夠有效避免出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象。同時，對于那些線路高負荷的山區(qū)來說，在所配置的配電網(wǎng)中加上一些線路的調(diào)壓器，對可能出現(xiàn)的高電壓或者低電壓情況進行調(diào)配控制，可有效保證配電網(wǎng)的供電可靠性。

2.2調(diào)整配電網(wǎng)電容量

由于電氣設(shè)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(shù)地區(qū)，他們電線電路分布的特點相對于我們這些平原地區(qū)，使用電荷量會很少。根據(jù)不同地區(qū)用電負荷的大小，進行不同的電網(wǎng)規(guī)劃。所以根據(jù)這一特點，給那些區(qū)域搭配不同的配電網(wǎng)，配電網(wǎng)可以檢測在使用電量時電壓的變化情況。也有根據(jù)季節(jié)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(jié)中，人們在使用電氣設(shè)備也會有所差別。冬天和夏天的時候，人們使用的電器設(shè)備頻率比較多，所以消耗電量也會變多，夏天的時候空調(diào)風(fēng)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(diào)地暖的使用頻率會變多，也根據(jù)這些特點對配電網(wǎng)的電容量要規(guī)劃清楚。配電網(wǎng)使用規(guī)范可以很大程度上的提升配電網(wǎng)的使用質(zhì)量，不能做到超負荷，也不能因為低壓影響配電網(wǎng)的使用壽命，所以電容量也是非常重要的。

2.3加裝無功補償裝置

在低電壓治理過程中，部分區(qū)域可能無法實現(xiàn)電壓優(yōu)化控制時，用戶所需的無功必須由系統(tǒng)中的某個地方獲得，發(fā)電機可以為用戶提供所需無功，但是發(fā)電機會造成系統(tǒng)電流增加，電壓降落加劇，對電壓設(shè)備的損耗增大，因此需在配變側(cè)加裝無功補償裝置，以提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，為用戶端電壓的穩(wěn)定提供保障。同時還應(yīng)根據(jù)實際需求合理配置無功補償容量，避免出現(xiàn)容性無功補償裝制單組容量過大而引起“低電壓”的現(xiàn)象，影響電壓電能質(zhì)量。

2.4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(wǎng)的運行質(zhì)量及供電安全。從供電安全層面來看，如三相負荷無法穩(wěn)定保持為平衡狀態(tài)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(xiàn)某相導(dǎo)線燒斷與變壓器單相燒毀等安全事故。而從節(jié)能層面來看，在三相負荷不平衡情況下將會持續(xù)產(chǎn)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(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，在配電網(wǎng)處于三相負荷不平衡狀態(tài)時，線路損耗率將會提高2～10%左右。為解決這一問題，應(yīng)分析配電網(wǎng)運行負荷情況，準(zhǔn)確掌握配電規(guī)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(wǎng)中設(shè)置補償裝置，在配電網(wǎng)運行期間，補償裝置可以有效調(diào)節(jié)負荷不平衡，穩(wěn)定保持三相負荷的平衡狀態(tài)。以三相半橋功率調(diào)節(jié)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(fā)揮相間轉(zhuǎn)移有功功率以及治理無功功率的作用。此外，配電網(wǎng)電能計量工作質(zhì)量與配電網(wǎng)節(jié)能效果密切相關(guān)，當(dāng)前在部分配電網(wǎng)項目中，由于計量工作開展不到位，偶爾出現(xiàn)電能表抄錄不全問題，使得配電網(wǎng)所顯示用電量與實際用電量不一致，未得到統(tǒng)計的缺漏電能值被歸納至配電網(wǎng)能耗量，在客觀層面上降低了配電網(wǎng)節(jié)能屬性。因此需做好電量數(shù)據(jù)統(tǒng)計計量工作，或在配電網(wǎng)中設(shè)置若干數(shù)量的感應(yīng)器，裝置自動對實時用電量進行監(jiān)測計算，保證電能計量數(shù)據(jù)結(jié)果真實準(zhǔn)確。在配電網(wǎng)運行期間，受環(huán)境與人為因素影響線路運行質(zhì)量與輸電質(zhì)量存在不確定性，偶爾出現(xiàn)竊電現(xiàn)象或線路老化破損現(xiàn)象，不但加大了電能損耗量還存在安全風(fēng)險隱患，可能出現(xiàn)人員觸電等安全事故。因此在配電網(wǎng)運行期間須做好線路維護保養(yǎng)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(shè)備，重點檢查是否存在竊電漏電現(xiàn)象并采取解決措施。

2.5末端的低壓治理

1）提高電網(wǎng)鋪設(shè)和更新的速度。當(dāng)10kV末端出現(xiàn)低電壓時，應(yīng)根據(jù)不同區(qū)域?qū)﹄娋W(wǎng)的規(guī)劃及用電需求，有針對性地提高電網(wǎng)鋪設(shè)和更新的速度，如在山區(qū)和農(nóng)村，用戶較為分散，可以使用較低電壓的35kV配電站，在電網(wǎng)建設(shè)成本允許的情況下對電網(wǎng)進行鋪設(shè)和更新。2）當(dāng)超供電半徑線路（功率因數(shù)小于0.9）出現(xiàn)低電壓問題，應(yīng)根據(jù)具體需要補償容量加裝中壓線路并聯(lián)無功補償裝置，一般補償容量為線路總?cè)萘康?%～10%。3）配置調(diào)壓器。當(dāng)超供電半徑線路的首末端電壓低于20%時應(yīng)配置單向調(diào)壓器，并根據(jù)具體安裝點的用電負荷設(shè)置相應(yīng)的容量。當(dāng)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(yīng)配置雙向調(diào)壓器，其容量同樣是根據(jù)具體安裝點的用電負荷進行設(shè)置。

3結(jié)語

電壓質(zhì)量直接影響著供電水平，解決低電壓對于提高用電質(zhì)量、減少損耗有著十分重要的作用。通過對配電網(wǎng)低電壓成因進行分析，發(fā)現(xiàn)其成因較為復(fù)雜，因此在治理過程中應(yīng)結(jié)合具體問題對癥下藥，采取相應(yīng)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(zhì)量和用電體驗。

參考文獻：

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