配電網(wǎng)低電壓成因分析及治理措施

曾小剛，歐陽安妮

（國網(wǎng)長沙供電公司，湖南 長沙 410000）

隨著人們生活水平不斷改善和提升，各類用電設(shè)備數(shù)量出現(xiàn)較大幅度增加，直接造成各地區(qū)用電負(fù)荷迅速增長，超過配電網(wǎng)的安全供電能力，以致出現(xiàn)低電壓的情況，造成供電質(zhì)量不良，不僅影響到人們正常用電，而且對相關(guān)用電設(shè)備的使用壽命造成較大的不良影響[1]。為有效降低配電網(wǎng)低電壓的發(fā)生概率，全面提升配電網(wǎng)的供電質(zhì)量，當(dāng)前應(yīng)加強(qiáng)對配電網(wǎng)低電壓引起原因的分析，并基于實(shí)際情況提出有效的治理措施，使配電網(wǎng)供電質(zhì)量滿足當(dāng)前人們的用電需求。

1 配電網(wǎng)低電壓成因

電壓屬于衡量電能供應(yīng)質(zhì)量的關(guān)鍵性指標(biāo)，當(dāng)其呈現(xiàn)出低電壓狀態(tài)時，不僅會增大配電網(wǎng)的供電損耗，而且影響到用電設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。對配電網(wǎng)低電壓出現(xiàn)的具體原因展開分析，其主要包括兩方面的原因：配電網(wǎng)管理層面的原因和配電網(wǎng)供電技術(shù)方面的原因，下面對相關(guān)原因做具體分析。

1.1 配電網(wǎng)管理層面的原因

配電網(wǎng)在供電的過程中，一旦配電管理不到位，那么將會對供電質(zhì)量造成影響，進(jìn)而出現(xiàn)低電壓的情況。管理方面問題主要包括以下幾點(diǎn)。

1.1.1 關(guān)于供配電設(shè)施的運(yùn)維管理過于粗放

供配電設(shè)施的運(yùn)行質(zhì)量對配電網(wǎng)供電質(zhì)量有著較大的影響，為保證供配電設(shè)施高效可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)，需在其日常運(yùn)轉(zhuǎn)工作中做好運(yùn)維管理。但是當(dāng)前部分供電部門在針對供配電設(shè)施的運(yùn)維管理上卻顯得較為粗放，以致供配電設(shè)施運(yùn)行效率受到影響。如，在供電營銷、配電調(diào)度數(shù)、據(jù)信息等方面未實(shí)現(xiàn)有效共享，以致配電網(wǎng)供電未與低壓用戶實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在出現(xiàn)季節(jié)性高用電負(fù)荷、個別時段高用電負(fù)荷時，未能及時完成無功補(bǔ)償設(shè)備的偷竊操作，進(jìn)而造成低電壓出現(xiàn)[2]。此外，還有許多供配電設(shè)施管理人員在日常運(yùn)維管理中未及時發(fā)現(xiàn)供電設(shè)施、設(shè)備的故障或缺陷，以致在需要應(yīng)用時無法正常投入工作，這也是造成配電網(wǎng)低電壓的主要因素之一。

1.1.2 配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測存在不足

在配電網(wǎng)供電管理工作中，存在電壓監(jiān)測點(diǎn)配置不足的現(xiàn)象，以致在實(shí)際供配電管理中不能及時發(fā)現(xiàn)低電壓供電的情況。如，部分農(nóng)村配電網(wǎng)管理中，按照每百臺配變設(shè)置1個電壓監(jiān)測點(diǎn)的方式進(jìn)行管理；部分城市配電網(wǎng)管理中，按照每百臺配變設(shè)置2個電壓監(jiān)測點(diǎn)的方式進(jìn)行管理。而這種電壓監(jiān)測點(diǎn)配置方式明顯不夠全面，難以真實(shí)有效的掌握區(qū)域內(nèi)的電壓情況[3]。例如：農(nóng)村地區(qū)用電需求通常顯得較為分散，選擇個別點(diǎn)位進(jìn)行監(jiān)測，所獲取到的監(jiān)測電壓數(shù)據(jù)很難反映區(qū)域內(nèi)所有的供電情況，以致在電壓處理方面不能及時采取有效措施，進(jìn)而造成低電壓情況出現(xiàn)。

1.1.3 配電網(wǎng)低壓需求側(cè)的管理存在不到位

低壓需求側(cè)管理方面存在不到位主要表現(xiàn)為：第一，未深入掌握各區(qū)域用戶的用電性質(zhì)，以致在臺區(qū)負(fù)荷的預(yù)見性方面顯得不足，在面對用電高峰需求時，未及時采取有效的調(diào)配措施，進(jìn)而造成臺區(qū)配變超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況。第二，農(nóng)村地區(qū)由于農(nóng)作生產(chǎn)需要，在農(nóng)忙季節(jié)屬于用電高峰，此時區(qū)域內(nèi)的用電負(fù)荷通常較高，在供配電管理中通常需要采取調(diào)峰措施，但由于配電網(wǎng)管理中缺乏對低壓需求側(cè)的用電預(yù)估，未進(jìn)行相應(yīng)調(diào)峰管理，進(jìn)而出現(xiàn)低電壓情況[4]。如，農(nóng)村地區(qū)在1-3月，6-9月通常屬于農(nóng)忙時段，對各類機(jī)電設(shè)備的運(yùn)用較多，此時用電負(fù)荷高峰表現(xiàn)見表1。但值得注意的是，由于各地區(qū)農(nóng)作物生產(chǎn)差異，在農(nóng)忙時間段上存在著不同，管理時應(yīng)結(jié)合地區(qū)具體情況展開調(diào)查，以此才能更好地保障供配電質(zhì)量。第三，區(qū)域內(nèi)存在用電大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工作的情況，未進(jìn)行必要的錯峰用電宣傳，造成集中供電負(fù)荷過大，進(jìn)而引發(fā)低電壓供電現(xiàn)象。

表1 農(nóng)村地區(qū)用電負(fù)荷高峰

1.2 配電網(wǎng)供電技術(shù)方面的原因

配電網(wǎng)所采用的供電技術(shù)也是影響供電電壓質(zhì)量的重要因素，如，電壓調(diào)控能力、無功補(bǔ)償配置、配變設(shè)備布置等，這些技術(shù)方面的原因都可能造成配電網(wǎng)低電壓供電的情況發(fā)生。

1.2.1 配電網(wǎng)的供配電能力達(dá)不到要求

配電網(wǎng)的供配電能力主要受到變壓器的布置影響，由于在設(shè)計建設(shè)的初始階段，缺乏對配電變壓器布點(diǎn)的科學(xué)考慮，對區(qū)域內(nèi)的電壓降未進(jìn)行有效的校核，使得建設(shè)完成后的配電臺區(qū)未達(dá)到合理的供電半徑要求。且在實(shí)際的配電變壓器布點(diǎn)建設(shè)中，還存在著選址較為困難、施工受阻礙因素較多等情況，這也對配電變壓器布點(diǎn)的科學(xué)性造成影響，使得許多建成后的臺區(qū)，在供電半徑方面顯得過大。

1.2.2 配電網(wǎng)的電壓調(diào)控能力不足

配電網(wǎng)電壓調(diào)控能力不足多表現(xiàn)在農(nóng)村地區(qū)，由于當(dāng)前在針對農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)改造建設(shè)中，對原有的無載調(diào)壓主變壓器未做出更換，這種變壓器仍占據(jù)著一定的比例。其在實(shí)際運(yùn)行工作的過程中，調(diào)壓的范圍主要處于±2.5%或±5%范圍內(nèi)，當(dāng)超出該范圍時難以做出正常調(diào)壓，以致出現(xiàn)低電壓的情況[5]。尤其在日用電負(fù)荷波動較大的情況下，無載調(diào)壓主變壓器難以滿足電壓調(diào)控的實(shí)際需求。同時，在面對季節(jié)性負(fù)荷變化時，也需要提前根據(jù)負(fù)荷需求停電做調(diào)壓處理，調(diào)壓操作表現(xiàn)出較多不便之處。

1.2.3 無功補(bǔ)償能力不足

配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償能力不足主要體現(xiàn)在兩方面。第一，變電站側(cè)無功補(bǔ)償所配置的容量存在不合理，以致其在集中性無功補(bǔ)償方面的能力未得到有效的發(fā)揮。同時，還存在一些與變電站并聯(lián)的電容，在投入上表現(xiàn)出過補(bǔ)、欠補(bǔ)的現(xiàn)象，使得其調(diào)壓能力未能達(dá)到要求。第二，配變側(cè)無功補(bǔ)償能力未達(dá)到要求。由于受到多方面因素的影響，在一些相對老舊的配電變壓器設(shè)備中，通常表現(xiàn)出未配置無功補(bǔ)償裝置或所配裝置的容量較低的現(xiàn)象，以致在實(shí)際供配電的過程中出現(xiàn)線路輸送大量無功的情況，進(jìn)而引起線路過載、電壓降低，造成線路末端用戶的供配電設(shè)備出現(xiàn)低電壓情況[6]。此外，雖然一些新建的變壓器設(shè)備安裝有對應(yīng)的無功補(bǔ)償裝置，但是由于運(yùn)維管理方面不到位，在投入設(shè)置方面采用手動投入模式，使得其在運(yùn)轉(zhuǎn)工作過程中不能根據(jù)配網(wǎng)電壓情況做出動態(tài)性補(bǔ)償，影響到裝置的電壓實(shí)際補(bǔ)償能力。

2 配電網(wǎng)低電壓治理措施

面對當(dāng)前配電網(wǎng)中表現(xiàn)出來的低電壓問題，在進(jìn)行治理時關(guān)鍵應(yīng)明確配電網(wǎng)供電存在的不足之處，然后在配電網(wǎng)管理和配電網(wǎng)供電技術(shù)兩個方面做出改進(jìn)，從而全面提升配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償能力、電壓調(diào)控能力，形成對供電電壓的動態(tài)調(diào)整，使之維持供電平衡。從具體來看，主要可采用以下一些治理措施。

2.1 從管理著手——制定綜合管理治理措施

在對配電網(wǎng)低電壓的治理中，應(yīng)從管理方面加強(qiáng)，對可能影響配電網(wǎng)供電電壓穩(wěn)定性的相關(guān)因素加強(qiáng)管理控制。

2.1.1 重視對配電網(wǎng)供電范圍內(nèi)低壓負(fù)荷需求的調(diào)查分析

在對配電網(wǎng)進(jìn)行管理的過程中，首先應(yīng)重視收集低壓用戶的報裝接電信息和區(qū)域內(nèi)供電營銷數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)信息展開分析，有效確定區(qū)域內(nèi)用戶負(fù)荷的裝接容量，同時根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計單相用戶數(shù)據(jù)信息，及時對單相用戶所接相別做出調(diào)整，避免出現(xiàn)配電網(wǎng)三相供電負(fù)荷不均衡的情況。其次，根據(jù)采集到的低壓負(fù)荷需求，分析現(xiàn)有配電網(wǎng)供電承受能力，為新的低壓配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持，避免出現(xiàn)超負(fù)荷供電的情況[7]。此外，對部分無法新建配電網(wǎng)的區(qū)域，可采取用戶錯峰供電的方式，尤其針對區(qū)域內(nèi)用電需求較大的一些小型加工企業(yè)，可鼓勵其錯峰用電。

2.1.2 加強(qiáng)對低壓配電設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)

在配電網(wǎng)管理中，應(yīng)重視對低壓配電設(shè)施臺賬信息的建立與完善，尤其關(guān)注電壓無功補(bǔ)償設(shè)備裝置的運(yùn)行管理，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中存在的缺陷和問題，并對其采取有效的維護(hù)管理措施，提升電壓無功補(bǔ)償設(shè)備裝置的運(yùn)行可靠性。此外，在對低壓配電設(shè)施進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)的過程中，還應(yīng)重視季節(jié)性、時段性因素帶來的負(fù)荷變化，然后結(jié)合實(shí)際所需制定對應(yīng)的配變分接方案，實(shí)現(xiàn)對電壓無功補(bǔ)償設(shè)備的科學(xué)投退管理。

2.1.3 構(gòu)建完善的低電壓監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

對于尚未構(gòu)建智能配電臺區(qū)的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)管理中，為形成對低電壓的有效管理，關(guān)鍵應(yīng)構(gòu)建完善的低電壓監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，在供配電區(qū)域內(nèi)適當(dāng)增加電壓監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置數(shù)量，形成更為完善的監(jiān)控，以便及時發(fā)現(xiàn)低電壓問題并進(jìn)行跟蹤處理。此外，在低電壓監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，還應(yīng)重視對監(jiān)測儀器設(shè)備的日常維護(hù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備存在異常時，及時進(jìn)行維修處理。

2.2 從技術(shù)著手——加強(qiáng)治理技術(shù)創(chuàng)新

在新時代背景下，配電網(wǎng)在供電技術(shù)上也應(yīng)當(dāng)重視改革創(chuàng)新，提升供配電的智能性，合理配置無功補(bǔ)償裝置，如，國家電網(wǎng)頒布《關(guān)于應(yīng)用用電信息采集系統(tǒng)開展用戶電壓數(shù)據(jù)采集的指導(dǎo)意見》，在該意見指出地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)加強(qiáng)用電信息采集工作，并對采集到的數(shù)據(jù)信息做出分析，然后對現(xiàn)有配電網(wǎng)做出改造和建設(shè)，提升其適應(yīng)性。在技術(shù)方面加強(qiáng)低壓治理主要可從以下幾方面進(jìn)行。

2.2.1 在控制技術(shù)方面展開優(yōu)化

在控制技術(shù)優(yōu)化方面，首先，可基于現(xiàn)代信息技術(shù)、自動控制技術(shù)，在有效預(yù)測和掌握負(fù)荷裝態(tài)的情況下，實(shí)現(xiàn)對不同層的多級電壓和同層的多項電壓展開無功協(xié)調(diào)控制，在該項控制技術(shù)的有效應(yīng)用下，能夠有效降低配電網(wǎng)供電的損耗量，從而促進(jìn)電壓合格率提升。其次，科學(xué)應(yīng)用自適應(yīng)負(fù)荷有載調(diào)壓技術(shù)。在配電網(wǎng)中，所應(yīng)用到的有載調(diào)壓技術(shù)主要包括有載調(diào)壓主變壓器、中壓饋線自動調(diào)壓器以及低電壓補(bǔ)償設(shè)施。為實(shí)現(xiàn)對電壓的高效控制，可基于智能控制構(gòu)建自適應(yīng)負(fù)荷有載調(diào)壓技術(shù)，通過自動判斷輸出電壓與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)電壓之間的偏差，然后對相應(yīng)的有載調(diào)壓裝置做出控制，進(jìn)而達(dá)到對輸出電壓的有效控制[8]。如，經(jīng)自動跟蹤檢測發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)存在低壓供電問題，可調(diào)節(jié)控制低電壓補(bǔ)償設(shè)施，保證電壓配送質(zhì)量。

2.2.2 配電網(wǎng)建設(shè)模式優(yōu)化

在配電網(wǎng)供配電建設(shè)中，可改變以往單一的供電模式，將單相供電和三相供電進(jìn)行混合，形成單三相混合供電模式。如，在進(jìn)行配電網(wǎng)建設(shè)時，應(yīng)考慮到區(qū)域內(nèi)不同用戶的用電量大小、用電性質(zhì)以及用戶的分布情況等，然后構(gòu)建單三相混合供電的模式，以此將中壓線路引入到對用電負(fù)荷的管理中，降低低壓線路供電的損耗量，提升供配電穩(wěn)定性，從而避免出現(xiàn)低電壓的問題。此外，應(yīng)深入推廣和發(fā)展智能配電臺區(qū)，在整個供配電過程中，對智能配變終端、智能電能表等智能化設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)供用電信息的實(shí)時采集與監(jiān)控，提升配電網(wǎng)供電的智能化屬性，以此能夠?yàn)殡娏φ{(diào)配工作提供依據(jù)，避免配電網(wǎng)供電出現(xiàn)低壓現(xiàn)象。

2.2.3 配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃

在搭設(shè)配電網(wǎng)網(wǎng)架的過程中，應(yīng)對現(xiàn)有運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計，并做好負(fù)荷增長預(yù)測工作，然后進(jìn)行科學(xué)的配電網(wǎng)建設(shè)，對設(shè)備選型、容量配置、接線模式等進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，構(gòu)建出科學(xué)合理的配電網(wǎng)建設(shè)方案。此外，如果涉及到配電網(wǎng)改造建設(shè)，也需要依照此步驟來展開，并綜合考慮后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、投資建設(shè)費(fèi)用，以保證供電電壓作為首要目標(biāo)，選擇最為適宜的改造方案。

3 結(jié)束語

綜上所述，在配電網(wǎng)供電中，低電壓屬于較為常見的問題，但其較容易影響到用戶的正常用電，甚至對用戶的用電設(shè)備造成損害，且從當(dāng)前該問題的表現(xiàn)來看，多發(fā)生在農(nóng)村地區(qū)。面對這種問題，當(dāng)前在配電網(wǎng)建設(shè)與規(guī)劃中，應(yīng)對之引起充分的重視，采取科學(xué)有效的措施來進(jìn)行治理，從管理和技術(shù)兩方面入手分析該問題引起的具體原因，并提出對應(yīng)的控制措施，希望能夠促進(jìn)配電網(wǎng)低壓問題的改善，降低這種供電質(zhì)量問題的出現(xiàn)概率。