配网低电压原因分析及解决对策研究

熊金山 何芳

摘 要：随着近几年用电负荷的急剧增长，配电网作为电网的重要组成部分，在电能质量方面的问题越来越凸显，尤其是大负荷运行状态下的“低电压”问题尤为突出。如何科学治理配电网“低电压”问题，从根本上解决电压质量问题，是当前电力企业亟需研究的课题。笔者根据配网运行工作实践，对配电网低电压成因进行总结分析，并结合运行分析及需求分析结果，通过提高运维管控力度、工程治理等措施，有效解决配电网“低电压”问题，以提高供电质量。

关键词：配电网;低电压;电压质量;运维管控

中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）10--02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.061

供电电压质量的优劣，直接关系到客户的用电安全，也影响着供电公司的企业形象。配电网直接面向用户供电，提供合格的电压质量显得尤为重要。随着社会经济的不断发展进步，用户对供电电压质量的要求也越来越高，设备对电压质量的敏感性逐渐增强，尤其是一些生产过程或产品具有“高、精、尖”特征的用户[1]。

近年来，随着新农村及农村城镇化的发展，用电负荷增长迅速，供电设备过负荷现象严重。为有效协调解决“低电压”问题，以下对配电网低电压治理策略进行了深入探讨。

1 配电网低电压存在的原因分析

1.1 无功补偿不合理

与城镇相比，农村电网的无功电源建设相对滞后，在老旧的配电变压器中，存在无功补偿容量不合理或没有配备无功补偿装置等现象，导致用户消耗无功较多时出现线路过载情况，致使线路末端用户出现低电压问题。另外，部分供电局采用电容器补偿无功负荷，存在补偿不到位、线路内基本无局部分散补偿现象，也是导致低电压问题频繁发生的原因。

1.2 低压供电半径过长

低压供电半径过长是引起配电网低电压问题的主要原因之一。由于农村配电网分布范围广且较为分散，低电压问题在配电网中并不具有整体性，只是配电网中一个或几个较远分支用户出现低电压问题。根据《DL/T 686-2018 电力网电能损耗计算导则》指出，随着供电距离的增加，线路损耗问题也越来越严重，电压降低越明显，低电压问题就越突出。

1.3 低压三相负载不平衡

在农村配电网中，由于存在低压三相负载不平衡，导致出现低电压现象，也是引起农村配电网低电压问题的主要原因。在农村低压配电系统中，一般采用TT或TN-C三相四线的供电方式。但是在实际接线中，接线员通常会忽视综合负载平衡问题，而是随机选取其中的两相（如A相、C相）进行连接。当该区域出现大功率负荷时，A相、C相电流就会大于B相电流;随着A相、C相电流越高，线路末端的电压越低，低压三相负载出现不平衡，直接导致A相、C相所带的用户出现低电压现象。

1.4 季节性负荷变化

在电网建设中，供电局已经提高了对农村电网电压低问题的重视，但是由于负荷增长过快，尤其是季节性负荷变化较大，对低电压问题的产生也起着很大的影响。尤其是在春节、春耕、夏季制冷、抽水抗旱、冬季取暖等节点，用电量大，负荷陡增，电压下降更为明显。如某局B类地区城镇部分农村配电变压器，在春节期间负荷高达96%，平时负荷基本维持在20%左右，季节性负荷变化较为明显。

2 加强配网低电压治理的有效措施

电压质量直接影响着供电水平，解决低电压问题对于提高用电质量、减少损耗具有十分重要的作用。笔者结合配电网运行状况及农村用电需求情况进行分析，在了解问题与明确治理目标的前提下，通过技术和管理两个方面的措施，对配電网低电压进行治理，以提高供电水平[2]。

2.1 技术措施

2.1.1 加装无功补偿装置

在低电压治理过程中，发电机可以为用户提供所需的无功，但是发电机会造成系统电流增加，电压降落加剧，对电压设备的损耗增大，因此需在配变侧加装无功补偿装置，以提高系统运行的经济性，为用户端电压的稳定提供保障。同时，还应根据实际需求合理配置无功补偿容量，以免影响电压电能质量。

2.1.2 配变台地区的低压治理

增加配变布点。在实际治理工作中，应综合考虑各因素影响，在基于“小容量、密布点、短半径”的原则上，增加布点数量，以缩短低压供电半径。此外，还应结合农村电网的实际情况，认真测算出低压线路的供电距离，确定合理的配变布点。通过科学设置配变布点，可以有效解决10 kV线路过长造成的末端“低电压”问题。

有载调压配变。有载调压装置一般有调节变压器分接头和加装线路调压器两种。常用的是调节变压器分接头，通过切换配变分接头调节配变，提高电源侧电压。但由于分接头切换过程中容易出现电弧现象，降低了绝缘油的绝缘强度，一般采用有滤油功能的有载调压装置，用以解决季节性配变出现短时严重过载的“季节性”低电压问题，即平均负载率低于25%且电压波动较大的问题。同时，也能通过不停电方式进行有载调压控制电压大小，而不至于出现用户停电现象。

单相配电供电技术。一般在电压高负荷密度区域、用户分散以及三相配变难以进入的负荷区域，可以采用该技术解决低电压问题。

SVG无功补偿装置。在无功补偿治理效果不显著的区域，一般可以采用SVG无功补偿装置来消除低压谐波、电压闪变和无功补偿容量不足等带来的“低电压”问题。SVG无功补偿装置可以处理容量大于50kVA的配变，其容量是配变容量的10%～30%。

三相不平衡自动调节装置。主要是通过外接电流互感器实时监测系统电流，将监测的电流情况发送至SVG自动调节装置。装置根据三相平衡所需电流值进行自动转换，并通过IGBT动作，将不平衡电流由大相向小相进行转移。如当A相、C相电流大于B相电流时，就会通过IGBT动作，将A相、C相电流转移至B相，以实现三相电流平衡。

2.1.3 配置调压器

当超供电半径线路的首末端电压低于20%时，应配置单向调压器，并根据具体安装点的用电负荷设置相应的容量。当超供电半径属于自带分布式电源、负荷波动较大，且线路首末端电压低于20%时，应配置双向调压器，其容量同样是根据具体安装点的用电负荷进行设置。

2.1.4 关注低电压治理前沿技术

低电压产生的原因主要有供电半径过长、线径偏小、变压器运行档位不合理、负载率过重、无功不足、三相不平衡等。对于不同类型的低电压客户坚持分类处理，从源头防治，采取差异化管控措施，提高当前优质服务水平。针对低电压客户投诉倾向大，无法通过三相负荷调整与两线改四线，且短期内无法通过网改立项实施的低电压台区，选择低压线路调压器（LVR），以有效提升线路电压，缩短建设周期，避免投诉发生。

2.2 管理措施

加强配电设备的巡視及检修。依靠周期性的巡视，运维人员可以及时发现配电网中严重超载的线路和配电设备，以及不符合《配电网规划设计技术导则》的线路，如供电半径、导线截面等。在巡视过程中，要对配电设备进行带电检查，若发现接头过热、导线破损等问题，应在用电低峰期对其进行维修或者更换，以及时消除设备缺陷。

加强对功率因素的管控。在部分不具备AVC（VQC）的变电站中，不仅要提升母线电压，同时还应加强对功率因素的管控。优化和加强电网“逆调压”的及时性，确保在电压负荷低峰期低位或高峰期高位上，10 kV母线都能安全稳定地运行。此外，在对功率因素的管控中，还应确保无功设备和调压主变都能安全可靠地运行，并尽可能减少无功设备投切和调压主变有载分接开关动作的次数。

优化调整变压器分接头。在低电压治理过程中，需对变电站母线的电压、配变位置等进行全面思考，以分区段的方式确定配变的初始档位。线路距离为0～15 km，配变的分接头档位为10.5 kV;线路距离在15 km～30 km内，配变的分接头档位为10 kV;线路距离超过30 km的配变分接头档位为9.5 kV，如表1所示。此外，还应根据季节变化对分接头的档位进行调整。

表1 变压器分接头初始档位划分

完善管理手段，加强系统监测。充分利用配网大数据平台与用电信息采集系统，实现对低电压情况的动态掌控，提升业扩报装查勘准确性，平衡台区三相负荷，防止低电压问题发生;在新装客户业扩报装查勘环节，必须结合用电信息采集系统，查看新装客户所属台区的三相电流曲线，确定客户接户线所接相线，降低因三相不平衡导致线路产生低电压的问题;制定配电台区负荷平衡度考核办法，改善配变经济运行水平，降低损耗，改善电压质量。

3 结语

综上所述，电压质量直接影响着供电水平，解决低电压对于提高用电质量、减少损耗具有十分重要的作用。低电压综合治理工作是一项较为复杂的系统工作，具有一定的季节性和时段性等特点，在实际工作中容易出现反复治理的情况。为进一步改变用电难问题，充分满足人民追求美好生活的电力需要，笔者对配电网低电压成因进行了分析，发现其成因较为复杂。因此，在治理过程中应对症下药，只有采取相应的治理措施才能更好地解决问题，有效控制“低电压”所造成的影响，进一步提升末端用户电能质量和用电体验。

参考文献

[1] 张向荣.试析农村“低电压”问题及解决措施[J].科技风，2020（8）：143.

[2] 王金丽.配电网低电压产生原因与综合治理措施[J].供用电，2016（7）：8-12.