浅谈配电网用户端电压低原因及技术措施
  摘要: 文章根据实际运行经验总结居民各户端低电压的原因，提出了解决电压低的技术措施，从而提高供电可靠性，提升供电公司优质服务水平。
        关键词:配网；用户；电压低;措施
        引言
        随着经济发展及用电负荷的高速增长,部分配电变压器台区的用户端电压质量不能满足要求,影响了供电企业优质服务水平的提高。尤其在夏季高温期间,随着空调负荷急剧增加,电压低问题尤为突出,严重影响了工农业生产和城乡居民日常生活。长期以来,供电企业很重视解决如何提高用户端电压质量、有效解决电压低的问题。
        1 电压低产生的原因分析
        近年来,通过对大量电压质量不满足要求的配电变压器台区开展调研,发现产生电压低的原因主有以下6个方面:
        1.1  10kV母线电压不合格。
        作为配电网电源点，1 0kV母线电压不稳定或者负荷高峰期低位运行会影响其供电的所有配电线路，压缩下游配电线路电压调节空间，波及面较大。
        1.2重过负荷运行
        中低压线路和配电变压器的电压降与负载成正比，重过负荷运行时线路和配电变压器压降容易超过规定值。若中压线路重过负荷运行，其末端配电变压器高压侧电压偏低，该处配电变压器供电客户容易出现低电压;若配电变压器重过负荷运行，则该配电变压器范围内容易出现低电压。
        1.3线路供电半径长、线径细。
        供电半径长、线径细，线路阻抗越大，中低压线路的电压降与线路阻抗成正比，若线路规划设计不合理，线路末端容易出现低电压问题。
        1.4无功补偿设置不合理。
        中低压线路、配电变压器电压降均与输送无功功率有关，若配电网中无功补偿设置不合理或运行管理不到位，线路上输送无功功率较大，甚至出现无功功率穿越时，居民客户端可能会出现低电压。
        1.5配电变压器分接头位置小台适。
        配电变压器分接头位置会影响配电变压器低压侧电压，分接头位置不合适，低压侧电压可能会偏低，作为低压居民的电源点，其供电的居民客户端会出现低电压。
        1.6低压三相负载不平衡。
        之前所述均假设低压三相负荷平衡，若配电变压器三相总负荷不大，但低压三相负荷不平衡，某相负荷重、电流大，则该相供电的客户同样会出现低电压问题。
        2 解决电压低的技术措施
svg实例        根据上述所分析的低电压产生的原因，并结合实际居民客户端电压合格率管理经验，提出相应治理措施:
        2.1完善并加强电压监测系统。
        加强用电信息采集系统应用，强化负荷高峰中低压线路末端的电压采集分析。若出现低电压问题，首先排查监测点表计原因，保证用电信息采集系统实时准确，为选择处理措施创造条件提供依据。
        2.2改善主变压器10kV母线电压。
        10kV母线电压调节手段主要有调节主变压器分接头，自动电压控制(AVC)或电压无功控制(VQC)无功补偿。根据负荷曲线变化规律，优化无功控制策略，为配电网运行提供坚强稳定的平台。
        2.3 积极新增配电变压器布点、严格控制配电变压器增容改造
        压器增容改造有人认为只要将配电变压器容量换大,就能解决电压低的问题,实际上这种观点是片面、不合理的,配电变压器增容对改善电压质量的效果并不明显,还会造成配电网建设投资浪费。10 kV配电变压器T1容量为100 kV•A,负载损耗为2 kW,阻抗电压Ud=4%,实际负荷为额定负荷的1.5倍。对解决配电变压器过载的问题提出2个方案。以下对2种解决方案的电压改善质量的效果进行比较。
        1)方案一,将配电变压器增容改造为200kV•A配电变压器。改造后配电变压器负载率为
        75%,配电变压器负载损耗为3.5 kW,阻抗电压Ud=4%。由于线路段负荷潮流在配电变压器更换后不变,线路电压损耗与改造前电压损耗一样。经计算,改造后线路末端相电压仅上升6.9 V。
        2)方案二,新增一台100 kV•A配电变压器T2,将其安装在原变压器T1位置一侧线路段的
        负荷中心,将原配电变压器T1移至原位置另一侧线路段的负荷中心,让两台配电变压器各承担1/2的全负荷,配电变压器电压损耗为原来的1/2。由于配电变压器供电半径缩小到原来的1/2,且线路段负荷减少到原来的1/2,则线路电压损耗为原来的1/4,经计算,线路末端相电压比改造前上升34.3 V。
        从分析可知,配电变压器增容只能解决配电变压器过载问题,对改善电压质量的效果并不
理想,且会造成配电网建设投资浪费;通过新增配电变压器布点,不仅能解决配电变压器过载问题,而且能非常有效地改善电压质量。因此,在配电网建设与改造中,如果要解决台区电压低问题,应可能采用新增配电变压器布点方案,缩小供电半径。如果仅配电变压器过载,也应尽可能地采用新增配电变压器布点的方法解决,从而达到在解决配电变压器过载同时又提高供电质量的效果。
        2.4新分台区。
        针对措施2.3，若低压线路过负荷运行或供电半径过长导致低电压问题，周围又无邻近配电变压器，可新分台区。根据综合经济技术特性，新台区要按照“小容量、密布点、短半径”布置，同时新台区尽量设置在负荷中心，低压线路拓扑采用辐射式。
        2.5线路改造。
        对于卡脖子的中低压线路进行改造，对供电负荷进行分析和预测，按照《配电网规划设计技术导则》选择合适的导线，更换细线径线路。
        2.6优化无功配置。
        配电网中无功补偿形式主要有中压线路杆上补偿、配电变压器低压侧集中补偿、低压线路杆上补偿、用户分散补偿，根据低电压处线路现有无功配置情况，按照分层分区、就地补
偿的原则，合理配置无功补偿容量和位置，尽量减少配电线路上无功流动。选取先进的无功补偿装置，如静止无功发生器SVG,STATCOM等装置，实现无功补偿连续自动调节。
        2.7调节配电变压器分接头。
        根据负荷的季节性变化，对配电变压器分接头进调整。将三档位配电变压器更换为五档位配电变压器，优化电压调节连续性。若条件允许，将无载调压配电变压器更换为有载调压配电变压器，提高调压的灵话性，同时提高供电可靠性。
        2.8适当配置调压器。
        因配电线路阻抗比相对输电网阻抗比大，阻性压降的占比相应增大，在配电变压器分接头调节空间受限的情况下，可适当配置调压器，增加调压器后端线路电压变比的调节范围。
        2.9优化网络结构、平衡三相负荷。
        随着社会经济发展,单相负荷激增,造成了低压电网不平衡度增加。为了更有效开展负荷平衡调整,笔者从实践中总结了根据用户用电情况,优化网络结构、平衡三相负荷的方法。首先应收集居民用户用电负荷的资料,由于大部分居民用户用电负荷大体接近,且用电时段、功率因数基本相同,如炎热天气几乎同时开启空调,中午同时做饭等。因此应从低压线路段末端开始,将用电负荷相近(指家用空调、电饭锅、电水壶等家用电器容量大致相同)且相临近的用
户,依次按A、B、C的相序接入线路。根据用户的负荷合理调整优化低压电网结构,从而取得平衡三相负荷的最佳效果。下面以低压线路三相负荷调整平衡实例加以说明。某低压线路三相负荷调整平衡后见图1。
        图1  用户负荷相同情况下的三相负荷平衡示意图
        在图1中,12号杆为线路末端。11号杆接有3个居民用户,用电负荷基本相同,将其分别接入A、B、C三相,11号杆实现用电负荷就地平衡;10号杆接有4个居民用户,用电负荷基本相同,将其按A、B、C、A相次序分别接入,10号杆出现了与A相负荷相同的不平衡负荷,9号杆接有2个居民用户,用电负荷基本相同,将其按B、C相次序分别接入,9号杆B、C相负荷刚好平衡10号杆A相负荷。故图1所示的低压线路每一基杆不平衡负荷最小,达到了三相负荷全线均衡的效果。
        在实际中会有部分特殊用户与普通用户负荷不同的情况,可以通过接线合理调整,使各相接入的负荷量匹配均衡,达到三相负荷全线均衡。这个方法的前提是要对用户的用电情况认真调研、全面掌握。通过优化低压电网供电结构调整负荷,能够达到三相负荷全线均衡的目的,改善电压质量效果明显,且可使现有设备得到最充分利用,无需消耗材料、费用低,实施简单、调压效果好。
        2.10灵活运用仿真计算技术手段。
        结合监测的数据，建立低电压处配电网系统仿真模型，对该系统进行彷真计算分析，得到各种运行方式下的电压情况，并对低电压的情况选择合理经济简单的解决措施；同时为上述各种解决措施提供尽可能准备的量值，如无功补偿位置、补偿容量、配电变压器分接头档位、改造导线线径等。
        2.11重视配电网的规划设计。
        根据现有负荷密度、电源点分布及负荷预测合理规划配电网，对配电网规划设计项目进行全面可靠性研究和测算分析，保证重过负载时也不出现低电压问题。
        3、结束语
        综上所述，为有效提高电压质量,在配电网规划、建设时应积极新增配电变压器布点,缩短供电半径,将配电变压器延伸至负荷中心。而仅在新增布点困难、供电半径、电压质量满足要求的特定前提下,才能考虑采用配电变压器增容方案。本文提出的提高居民端电压质量的技术措施通过实际应用后,用户对电压低的投诉大大减少,改善电压低的成效十分显著,对解决电压低的问题具有指导作用。
        参考文献：
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