配网低电压治理探讨

金超 陆争荣 陈志华 杜建明 周舒婷

【摘要】电能质量是对评价供电企业的重要依据，电压又是电能质量的重要指标，电压的稳定直接关系到配网安全稳定运行和电气设备使用寿命。日益复杂的配网结构、日益剧增的配网设备，对配网电压质量控制提出了更高的要求。本文详细分析了配网低电压原因，并提出了几种有效的治理方法，梳理出低电压治理流程，从根源治理低电压，提高电能质量。

【关键词】低电压治理；配电网；电能质量；无功补偿

引言

随着经济社会高速发展，用电需求快速增长，作为与用户直接接触的电网末端10kV及以下配电网正面临巨大的供电压力。通过低电压数据的收集、分析、对低电压进行整治，着力解决设备老化、设备过负荷、线径过细、供电容量不足等容易导致低电压的突出问题，大幅度提升辖区供电可靠性和电压质量，保障社会安全可靠用电。

中华人民共和国国家标准《电能质量 供电电压偏差》（GB/T 12325-2008）明确要求：（1）10kV及以下三相供电系统电压允许偏差不超过额定电压的±7%；（2）220V单相供电时电压允许偏差不超过额定电压的+7%与-10%。综上所述：配网低电压现象指10kV供电时低于9.3kV；380V三相供电时低于353.4V；220V单相供电时低于198V。

1、“低电压”产生的原因及分析

1.1配網产生低电压的主要原因 （1）供电半径大。10kV配电线路存在迂回线路，供电半径过大，线路阻抗增加，导致压降增大，最终使10kV线路的末端电压偏低，从而造成配电变压器出线侧电压低。低压配电台区供电半径大，低压线路压降增大，导致低压线路的末端电压低。（2）配电设备重载过载。配电线路设备重载过载会引起线路电流增大，从而造成线路压降增大，进而导致线路末端电压降低，最终引起低电压问题。（3）导线、电缆截面积小。10kV线路导线越细，阻抗越大，线路压降越大，导致线路末端电压越低，最终造成配电变压器出线侧电压越低。此外因为接户线、进户线等低压线路配置不合理，存在线径较细，再加上用户生活水平提高，各种电器逐步增加，容易出现“卡脖子”现象，造成用户末端电压低。（4）无功功率补偿不足。配网中有大量异步电动机和配电变压器，当负载率不高以及感性负荷设备较多时，无功负荷相对比较高，需要无功功率进行补偿。当补偿并联电容器存在投运不及时或容量不满足要求时，线路需要输送大量无功功率，导致电压损耗过多，最终引起电压偏低。（5）配变低压侧三相负荷不平衡。三相负荷不平衡会引起中性线产生较大的电流，从而导致中性点电压出现偏移，因为变压器绕组各有不同，所以输出的电压也不一定相同，此时电压质量就无法保证符合要求。因此，严重三相不平衡的低压线路发生低电压的可能性较高。根据国家电网公司《配电网运维规程》（Q/GDW 1519—2014）要求，配电变压器的三相负荷应尽量平衡，不平衡度不应超过15%，单相负荷不高的三相变压器，零线电流不应大于额定电流的25%。（6）日常运维管理工作不到位。当前，配网无功功率补偿普遍选择在配电变压器低压侧就地补偿，但存在无功补偿装置破旧、长期无人维护、容量配备不合理等现象。另外，随着配网自动化的普及，大部分的台区都已装有智能监测终端，通过现场公变终端，系统能实时上送公变运行基础数据。但部分一线生产人员对配变智能监测系统并不熟悉，依然习惯于以往的凭经验“抢修”低电压。

1.2 配网低电压原因分析流程

由于配网产生低电压的原因较多且不尽相同，故在进行低电压治理之前应对各低电压台区进行科学的诊断和分析，找准具体原因，才能做到有的放矢。对于存在低电压的配变台区，主要有以下两个方面问题。（1）配变出线侧首端电压不合格。对于首端电压不合格情况首先判断配变高压侧电压是否合格，若10kV侧电压不合格，则应先解决10kV线路侧低电压问题；如果配变高压侧电压合格则继续分析台区侧功率因数是否偏低，若配变低压侧功率因数偏低则分析无功补偿设备运行是否正常、容量是否充足；如果配变低压侧功率因数正常，则继续分析配电变压器分接开关设置是否合理，运行是否正常。（2）配变台区首端电压合格但是末端电压不合格。依次分析配变低压侧三相是否平衡，配电变压器是否存在重载过载，导线线径是否偏细，供电半径是否不合理等。

2、“低电压”治理常用措施探讨

2.1台区首端低电压的治理与优化措施 （1）在10kV侧优先考虑运行管理手段，调控变电站10kV母线电压，优化高压侧无功补偿，在满足电压允许偏差为额定值的±7%的要求下，适当提高10kV线路首端电压，在确保10kV线路末端电压合格的同时也为配网低压侧的电压调控留出更多裕度。（2）10kV线路使用馈线调压器。配网10kV线路存在供电半径大导致压降大的情况，为了提高10kV线路的调压能力，可在线路中后段安装使用馈线调压器提升10kV线路末端的电压水平，如图1所示[1]。（3）完善电网结构，新建110kV变电站，通过合理增加电源布点，缩短10kV线路供电长度；改造不合理的接线方式，如迂回线路、卡脖子线路；增加并列线路运行，更换并增大线路的导线截面，降损并提高送电能力，从而解决10kV线路末端电压偏低问题。

2.2台区末端低电压的治理与优化措施 （1）充分利用用电信息采集系统、智能公用配变监测终端、电压监测仪、调度自动化系统，提高智能监测终端的覆盖率和完好率，对电网运行参数和用户电压质量进行实时监测，切实掌控低电压发生、发展变化情况，改以往的凭经验“抢修”低电压为现在的靠数据“管理”低电压，力求用最小的投入实现台区低电压治理工作效果的最大化。（2）加强配电变压器档位调节管理。调整变压器分接头简单易行，在平常低电压治理工作中被使用最多。在无功容量充裕并且无功基本平衡的电力系统中，改变变压器分接开关具有不错的效果，应首先采用，对这部分无功容量充足的“低电压”台区，可以采取调节档位，有效解决低电压状况[2]。（3）加强无功补偿装置的管理，合理配置低压无功补偿容量，更换台区内落后、破旧的无功补偿装置，确保无功补偿装置的有效使用，解决功率因数较低问题。一般情况下，将功率因数提高到0.95就认为是合理补偿[3]。（4）对于负荷密集，配电设施容量过载或重载的台区应首先且加强负荷三相不平衡管理和负荷调整。优先采取将较大负荷转移到其它负载较小线路的方式进行改造。对于负荷难以转移的配变台区，可考虑直接进行变压器增容，或新增台区布点来解决配电变压器重载过载问题。（5）绘制台区改造进度表，并在改造后分析效果，针对台区各分支线、分接箱箱和进户、接户线进行定期检查、不定时抽查，确认是否存在“卡脖子”现象，防止主干线电压质量合格，但部分进户线“卡脖子”原因导致电压低的问题，同时及时对这部分台区进行整改督办，解决低电压问题。

2.3 配电网电压无功三级联调 传统现安装的电压无功调控设备的调控判据仅依据安装点的测量值进行“各自为政”式的独立控制，电网各级调压与补偿设备的全网协调性不够，往往出现上级电网电压处于合格区间范围、下级电网调节手段已用尽而用户电压仍超限的情况，此时需依赖上级电网充分挖掘调节能力，实施上级电网与下级电网的自动协助调整，通过全网调节使末端电网调压能力得到有力的补充与提升，由此进一步挖掘电网运行控制的潜力，实现变电站（主变、主变低压侧无功补偿装置）、线路（线路无功补偿装置、线路调压器）和配变（配变、配变低压侧无功補偿装置）三级直接的协调控制，以达到最优控制[4]。

3、“低电压”治理流程

根据之前对配网低电压的原因分析和治理措施，结合现有的配变智能终端、用电采集系统等提供的遥测信息，分别对台区低压侧和10kV侧梳理低电压治理流程。台区侧低电压治理流程如图2；10kV侧低电压治理流程如图3；低电压治理总流程如图4。

4、总结

“低电压”治理是一项需要长期努力的工作，一方面充分利用各种新技术、新手段，排查、整理低电压状况，通过对配变在线监测等系统的应用，按10kV线路、配变负载率、变压器低压侧电压值、三相不平衡率等条件对线路、配变进行筛选，针对不同情况开展整改工作；建立负载率75%以上配变台帐负面清单，合理安排整改计划，按时通报迎峰度夏工程及低电压改造工程建设进度。另一方面大力推进配网改造，通过增加电网投资，合理规划，建设坚强的配网电力网络，完成低电压台区和老旧设备的改造工作，更好的为用户提供电能质量符合要求且稳定的电力资源。

参考文献

[1]王涛，李艳龙，梁鹏.刘春亮.低电压综合治理及优化方法研究[J].安徽农业科学，2013，41（16）：7358-7360.

[2]陈珩.电力系统稳态分析[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]陈文彬.电力系统无功优化与电压调整[M].北京：中国电力出版社，2003.

[4]路宁.配电网电压无功三级联调控制研究[D].西安科技大学，2010.

作者简介

金超（1990-），男，汉族，浙江金华，本科学历，助理工程师，毕业于福州大学，就职于国网金华供电公司，从事配网运维检修工作。

陆争荣（1969-），男，汉族，浙江金华，本科学历，助理工程师，毕业于上海电力学院，就职于国网金华供电公司，从事配网运维检修工作。

陈志华（1987-），男，汉族，浙江金华，硕士学历，工程师，毕业于上海电力学院，就职于国网金华供电公司，从事配网运维检修工作。

杜建明（1972-），男，汉族，浙江东阳，本科学历，助理工程师，毕业于浙江大学，就职于国网金华供电公司，从事配网运维检修工作。

周舒婷（1990-），女，汉族，浙江诸暨，本科学历，助理工程师，毕业于三峡大学，就职于国网金华供电公司，从事配网运维检修工作。