400V配网电能质量管理探讨

王军

摘要：随着经济社会的发展，用户对电压质量的要求越来越高。特别在居民聚集的村镇，小区，用户反映电能质量不合格的情况比较多。针对这一情况，供电企业做了很多的工作，但是，也局限在粗放式的管理中。为准确诊断低压配网运行情况，低压系统也有必要进行参数监测。建立监控系统，科学的指导低压配网的管理工作。

关键字：低压配网电压质量 管理 监控

中图分类号：C93文献标识码： A

0引言

随着经济社会的发展，大量的家用电器及电子产品的普及，客户侧的电能质量要求呈现越来越高的趋势，在县级电网中客户反映强烈的以及投诉比较多的因素就是电压质量不够合格。同时，保障电压质量的合格也是供电企业的一项重要指标。近年来各供电企业也加大力气整治。投入了大量的人力、无力、财力对电网及设备进行改造，取得了一些成效。但是，没有能够有根本的改变。甚至出现部分供电单位对客户侧电压质量部合格的情况素手无策。我认为，随着社会的发展，以及企业内部管理的需求。客户侧的电压质量管理应该得到更多的重视。供电企业应该转变视觉在关心高压的同时，对低压配网做一些工作。只有努力为用户提供了优质的电能供应，用户满意度才会有根本的提升。在提升电能质量的同时，一定程度的改变了电气参量，也对降损增效起到了很大的促进作用。对电力企业来说，是个多重受益的措施。而目前，很多地方对低压配网的电压质量管理还在是头疼医头、脚疼医脚的粗放式管理，无法对症下药。如何利用有限的投资来从根本上解决这个问题，找出办法是关键。结合某电网现状，对此问题展开讨论。

1 400V配网现状及管理情况分析

1.110kV配电网，以某县级电网为例，该电网以110kV网架覆盖全县，并以35kV变电站辐射到每个乡镇负荷中心点，10kV线路有少部分较长且不超过20km，其余均在15km左右。10kV母线电压合格率年统计为99%以上，且没有由于导线截面限制导致输送功率的够的情况，从对线路末端的电压监测来看，电压的谷值出现在早晚炊煮时段。因为近年来笔者所在地区村村寨寨都用电炉烤烟，在烤烟期间也会大大的拉低10kV线路的功率因素。

1.2 10kV配变，由于供电企业对电压质量管理的要求一直比较严格，随着社会的发展，各供电企业结合电网改造、淘汰高耗能变压器等大量的工作，对所管辖电网中的10kV配变进行更新换代，对不满足容量需求的变压器及时换新，或者增加变台数量，保证各负荷点配电变压器容量满足需求。并专门针对改善客户侧电压质量这个问题，在每一台配变低压侧都配置了带无功补偿装置的JP柜，改造后，低压线路电压有了较大提升，但是仍然存在无法过早晚峰的情况。

1.3管理因素，通过对各供电所所长及部分班组长的访谈，了解到，用户反映电压质量不合格（过低）的情况，基本上发生在中午10:30-11:40，下午16:30-17:40这两段时间。供电所相关人员有针对性的在这段时间分别对10kV配变低压侧进行电压测量，测得电压在合格范围内，JP柜中无功补偿装置一直在投入状态。而相距变台仅100米左右的用户，却反映电压过低，电磁炉不启动，电饭锅煮饭不熟，而变压器容载比约为1.7左右。由于各户用户使用的电气设备功率大小差异，存在三相负荷不平衡的现象。并且发现越是反映电压不合格情况多的台区，线损也越大，并且找不到原因。

1.4用户因素，笔者了解到，反映电压低的用户多为居民用户，居住在比较聚集的村寨，反映电压低的时间段也正是早晚炊煮时间。经对用户家庭电器使用情况进行调查，每家每户必备的电器就是电饭煲、电磁炉和电视机，部分用户还有电冰箱、饮水机或电茶壶，少部分用户使用电炒锅、电炉和电动机。用户的电冰箱是24小时通电，电视机使用时间也比较分散。而电饭煲和电磁炉几乎每家每户都在炊煮时段同时使用。用户认为是变压器容量过小所导致。

2、查找存在问题，探究可行办法

2.1电烤炉、电炒锅、电炉、电磁炉等均属于感性设备，为吸收无功的设备，据同济大学电子与信息工程学院的韩永霞、张敏做的《电磁炉的加热性能仿真研究》一文中的研究结果表明日常使用的电磁炉在有效值为20A，工作频率为30kHz40KHz的正弦交流电激励下的功率因素分别为0.34和0.32。且存在热效率越高功率因素越低的趋势。仅目前各居民用户的电磁炉保有量就对低压配电线路功率因素产生很大影响。通过对前述述因素的分析，笔者初步认为，该区域内用户电压质量不合格的原因有以下几点：一是三相负荷不平衡导致电压偏移；二是用户侧功率因素过低；三是线路无功传输过大。

2.2以上三个原因，虽然看似简单，确是难以着手来做的一个事情。由于居民负荷的同时率等原因，无法准确掌握负荷调整，没有明确的方向。用户侧功率因素过低，一个解决办法就是，电气设备的生产厂家要保证电器的功率因素合格，或者限制功率因素不合格的用户入网，另一个办法就是从电网供电的角度来满足用户的需求。当然，作为服务行业的电力企业，唯一的选择就是通过自己的努力，满足用户的需求。这就要求我们，有一个周全的办法，可以掌握低压配电线路的运行参数，然后根据运行参数来进行根治，彻底的告别“见子打子”的工作方式，提出基于低压配电系统参数检测的电压质量管理这一方法，来破解难题。

3、基于低压配电系统参数检测的电能质量管理

3.1我国经济社会发展的迅猛，电网取得了飞速的发展，但是一直以来，电网的发展主要围绕着坚强网架结构的架设，这从一定程度上加强了电力供应的保障，却没特别的顾及到低压配电网的电压质量管理上。今年来随着居民生活水平的提高和社会公民素质的提升，逐渐的推高了用户对电能质量的需求，特别是电压质量之一关键指标。在电网的运行中，为降低网损，实行了无功功率的分层分区、就地补偿，装设有载调压变压器等措施，取得了很好的效果。但这些工作多数围绕在10kV及以上网络开展，形成了“重高压，轻低压”的局面，对400V配网的关注，是从近几年开始，首先是更换低容载比变压器，增大配变容量，然后是装设带无功补偿装置的JP柜，用户电压合格率有了明显的改观。但是，这些装置的配置，几乎没有基于电网运行参数的设计和考量，包括JP柜的配置都是按变台容量进行配置，不能发挥出更好的效果。

3.2目前，几乎每个供电企业，都有10kV及以上网络的实时监控平台，却没有400V的监控措施。而现在很多供电所的配网参数还是采取实测的方法来进行测量，极大的耗费人力物力，还不能保证参数的有效性。现在市场上已经有比较成熟的配网参数监测设备，并且其接线简单，价格也不算昂贵。据笔者调查，大约在300-600元人民币之间每台，且接线方便，体积较小，可以实时检测配电线路的相电压，相电流，电流、电压的不平衡度，各相的有功功率，无功、视在功率，总有功功率、无功功率、视在功率，功率因素，谐波电压，谐波电流，电能计量，费率统计等功能。且具备了RS-485通信口。可以将一个电力系统内或者一个管区内的监测汇总到一个管理系统内通过PC进行分析，以便采取有针对性的解决措施，实现台区监管智能化，避免猜着做、估着做的工作方法。

图1.监控系统示例简图

3.3 建设低压配网监控系统，是供电企业发展之需，优质服务之需，客户之需。有了基于监控系统的低压配网监测系统后，可以直接监测到负荷变化情况，在参数监控系统建立起来的基础上，进一步的分析低压配网的薄弱环节，制定运行维护策略，如：采用多组线路电容器补偿、分相补偿等方法。有针对性的，合理的对低压配电线路进行运行维护。减少三相负荷不平衡等情况，以及无功补偿不合理的情况，提升电压质量。

3.4 在管理的比较好的电网企业里，网损的管理基本上接近理论线损，没有太大的提升空间。但综合线损仍然有较大提升空间，据统计，偏离理论线损较大的线损，往往是低压配电线路。比方说抄表时间不统一、户表故障监测不到、线路结构不合理、三相负荷不平等。其中一个重要因素就是无功的大量远距离输送，运行功率因素差。通过系统的对低压配网线路进行运行监视管理，可以方便的结合电能表集抄系统进行线损分析等对低压系统的运行进行问题诊断，对症下药。

4、结束语

目前，大部分地区还没有真正的关注到400V配网线路的精益化管理，随着用户需求的提升以及电网企业内部提升的需要。十分有必要开展立足于运行数据分析的低压配网运行参数监视工作以及基于参数分析开展对低压配网的运维工作。通过监测系统的建设，我们可以将电网看成一个针对用户供电的模型。通过内部系统的高效运转，满足每个用户接口的供电需求。切实提高电网的可靠性，运行管理水平，加强电能质量管理，降低线损。向客户提供安全、优质的电能供应。提升客户满意度。

参考文献

[1]韩永霞，张敏.电磁炉的加热性能仿真研究.机电一体化，2010，16（9）:44～47