低電壓臺(tái)區(qū)原因分析及措施探討

低電壓臺(tái)區(qū)原因分析及措施探討程杰章【摘要】本文主要分為兩點(diǎn)來(lái)展開(kāi)，一是對(duì)臺(tái)區(qū)低電壓產(chǎn)生的原因及對(duì)這些可能的原因做分析；二是根據(jù)原因及分析對(duì)臺(tái)區(qū)低電壓進(jìn)行治理。在治理中又分為兩方面，一方面是在現(xiàn)有臺(tái)區(qū)低電壓的治理，提出臺(tái)區(qū)首端電壓偏低治理措施和臺(tái)區(qū)首端電壓合格末端電壓偏低治理措施；另一方面是對(duì)新建臺(tái)區(qū)進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，主要從配電變壓器的選址與容量選擇、導(dǎo)線的選擇、無(wú)功補(bǔ)償配置三點(diǎn)進(jìn)行探討?！酒诳Q(chēng)】《低碳世界》【年（卷），期】2015（000）003【總頁(yè)數(shù)】2頁(yè)（P42-43）【關(guān)鍵詞】低電壓;臺(tái)區(qū)治理;無(wú)功補(bǔ)償;首端電壓;配電變壓器【作者】程杰章【作者單位】重慶涪陵電力實(shí)業(yè)股份有限公司，重慶涪陵408000【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類(lèi)】TM711在電力系統(tǒng)中，臺(tái)區(qū)是指（一臺(tái)）變壓器的供電范圍或區(qū)域。低壓臺(tái)區(qū)就是指某臺(tái)變壓器低壓供電的區(qū)域。劃分低壓臺(tái)區(qū)，是為了用電管理的需要，在人員分工，設(shè)備維護(hù)、電量計(jì)算，線損統(tǒng)計(jì)等方面管理的更規(guī)范、科學(xué)。1.1臺(tái)區(qū)產(chǎn)生低電壓的原因（1）供電半徑大。中壓線路供電半徑過(guò)大，線路壓降增大，中壓線路的末端電壓偏低，進(jìn)而造成配電變壓器的出口電壓低。低壓配電臺(tái)區(qū)供電半徑大，低壓線路壓降增大，導(dǎo)致低壓線路的末端電壓低。（2）導(dǎo)線截面積小。中壓線路由于選型標(biāo)準(zhǔn)較低，導(dǎo)線線徑小，線路壓降大，引起線路的末端電壓偏低，進(jìn)而造成配電變壓器的出口電壓低。由于低壓線路、接戶(hù)線和進(jìn)戶(hù)線的選型標(biāo)準(zhǔn)較低，導(dǎo)線截面積相對(duì)較小，線路電壓損耗較大，造成線路末端電壓低。（3）存在設(shè)備老化現(xiàn)象。部分10kV線路、低壓線路、接戶(hù)線、進(jìn)戶(hù)線或客戶(hù)內(nèi)部線路由于運(yùn)行年限較長(zhǎng)，老化現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)線斷股或漏電，造成電壓損耗大，也會(huì)產(chǎn)生低電壓?jiǎn)栴}。（4）線路重載過(guò)載。中壓線路重載過(guò)載，也會(huì)造成線路壓降增大，導(dǎo)致線路末端電壓低，進(jìn)而引起低壓電網(wǎng)電壓低問(wèn)題。此外，配電變壓器重載過(guò)載，變壓器內(nèi)部電壓降增大，出口電壓偏低，也會(huì)造成線路末端電壓低。（5）配電變壓器調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)位置不合理。部分配電變壓器由于運(yùn)行管理原因，其調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)的位置不合理，如檔位過(guò)低，導(dǎo)致配電變壓器出口電壓偏低，進(jìn)而出現(xiàn)線路末端電壓低問(wèn)題。（6）低壓三相負(fù)荷不平衡。三相負(fù)荷的不平衡會(huì)在中性線中產(chǎn)生較大的電流，進(jìn)而引起中性點(diǎn)電壓偏移，三相電壓出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)，有的相電壓高，有的相電壓低，導(dǎo)致低電壓?jiǎn)栴}的出現(xiàn)。（7）無(wú)功補(bǔ)償容量配置不足。當(dāng)前，農(nóng)網(wǎng)普遍存在配電變壓器無(wú)功就地補(bǔ)償容量配置不足的問(wèn)題，甚至未配置無(wú)功補(bǔ)償裝置。對(duì)于無(wú)功功率需量較大的農(nóng)村綜合變壓器臺(tái)區(qū)，無(wú)功功率傳輸將造成中低壓線路較大的電壓降，進(jìn)而導(dǎo)致中低壓線路均會(huì)存在末端電壓低問(wèn)題。（8）客戶(hù)超容用電。部分客戶(hù)超過(guò)合同約定容量用電，超過(guò)線路、接戶(hù)線或進(jìn)戶(hù)線的限制電流，導(dǎo)線發(fā)熱，電壓降增大，也會(huì)出現(xiàn)電壓低問(wèn)題。1.2臺(tái)區(qū)低電壓原因分析思路由于產(chǎn)生臺(tái)區(qū)低電壓的原因有多種，故對(duì)于臺(tái)區(qū)低電壓原因的分析應(yīng)在科學(xué)診斷的基礎(chǔ)上，找準(zhǔn)具體原因，采取合適有效的措施，才能從根本上解決問(wèn)題。對(duì)于存在低電壓的臺(tái)區(qū)，主要有兩個(gè)方面原因：（1）臺(tái)區(qū)首端電壓不合格。首先判斷臺(tái)區(qū)首端電壓是否合格，對(duì)于首端電壓不合格情況則分析功率因數(shù)是否偏低，若偏低則分析無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量是否充足、運(yùn)行是否正常；若臺(tái)區(qū)功率因數(shù)正常，則依次分析配電變壓器分接開(kāi)關(guān)設(shè)置是否合理，10kV線路電壓是否合格。（2）首端電壓合格而末端電壓不合格。依次分析臺(tái)區(qū)負(fù)荷是否三相不平衡、配電變壓器是否重過(guò)載、導(dǎo)線線徑是否偏小、供電半徑是否超出合理范圍等。判斷是否為低電壓臺(tái)區(qū)的數(shù)據(jù)來(lái)源：①客戶(hù)投訴信息、電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、日常電壓測(cè)量記錄；②從計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)獲得的臺(tái)區(qū)首端電壓、功率因數(shù)及配電變壓器負(fù)荷數(shù)據(jù)。對(duì)臺(tái)區(qū)低電壓的治理可從兩個(gè)方面入手：①對(duì)已投入運(yùn)行的低電壓臺(tái)區(qū)采取措施提升電壓；②從源頭上對(duì)新建臺(tái)區(qū)進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，避免產(chǎn)生新的低電壓?jiǎn)栴}。通過(guò)上述對(duì)臺(tái)區(qū)低電壓的原因分析，根據(jù)實(shí)際情況確定解決措施。2.1現(xiàn)有臺(tái)區(qū)低電壓的治理2.1.1臺(tái)區(qū)首端電壓偏低治理措施（1）優(yōu)先考慮運(yùn)行管理手段，調(diào)控變電站10kV母線電壓、調(diào)整配電變壓器檔位。（2）合理配置低壓無(wú)功補(bǔ)償容量，解決臺(tái)區(qū)功率因數(shù)偏低問(wèn)題。通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補(bǔ)償。按提高功率因數(shù)確定補(bǔ)償容量，可根據(jù)下面公式計(jì)算：Q=P（tan中1-tan中2）式中：Q-無(wú)功補(bǔ)償容量，kVar;P-最大負(fù)荷的平均有功功率，kW;tan中1,tan^2-補(bǔ)償前后功率因數(shù)角的正切值。提升10kV線路調(diào)壓能力。對(duì)供電半徑大于15km,3年內(nèi)無(wú)新增變電站，合理供電半徑以后所帶配變數(shù)量超過(guò)20臺(tái)，所帶低壓用戶(hù)長(zhǎng)期存在〃低電壓”現(xiàn)象，且10kV線路電壓偏低時(shí)，可采用加裝線路自動(dòng)調(diào)壓器的方式進(jìn)行改造。提升10kV線路無(wú)功補(bǔ)償能力。在采取多項(xiàng)治理措施后，功率因數(shù)仍低于0.85的10kV線路，可安裝線路分散無(wú)功自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置。其中，最大無(wú)功總負(fù)荷Q可按下式近似確定：Q=(0.95~0.98)I0%Sex10-2式中：Q-最大無(wú)功總負(fù)荷，kVar;I0%-配電變壓器空載電流百分?jǐn)?shù)；一般取2~10%；Se-變壓器額定容量。10kV線路無(wú)功補(bǔ)償最佳安裝位置為2/3無(wú)功負(fù)荷分布處，補(bǔ)償容量為2/3Q。2.1.2臺(tái)區(qū)首端電壓合格末端電壓偏低治理措施(1)優(yōu)先考慮運(yùn)行管理手段，加強(qiáng)負(fù)荷三相不平衡管理和負(fù)荷調(diào)整。采用配電變壓器增容或新增臺(tái)區(qū)，解決配電變壓器重載過(guò)載問(wèn)題?？s短低壓線路供電半徑或者增大低壓線路導(dǎo)線截面積，將供電半徑控制在合理范圍內(nèi)。根據(jù)無(wú)功負(fù)荷的分布情況，在三相四線末端、主要分支線路處、重要用電設(shè)備旁邊加裝無(wú)功固定補(bǔ)償裝置，進(jìn)行分散無(wú)功補(bǔ)償。2.1.3其他治理措施合理安排變電站母線電壓運(yùn)行曲線，對(duì)供電半徑較長(zhǎng)的變電站，母線電壓應(yīng)靠上限運(yùn)行。加強(qiáng)配變分接頭管理，根據(jù)配變出口側(cè)電壓情況，合理調(diào)整配變分接頭，使配變二次側(cè)電壓靠上限運(yùn)行。開(kāi)展配變出口電壓和負(fù)荷的監(jiān)測(cè)，對(duì)負(fù)荷不平衡大于15%的配變臺(tái)區(qū)，及時(shí)調(diào)整低壓三相負(fù)荷。（4）加強(qiáng)簡(jiǎn)化型電壓監(jiān)測(cè)儀的運(yùn)維管理，及時(shí)掌握低電壓信息，主動(dòng)開(kāi)展治理，對(duì)電壓監(jiān)測(cè)合格的臺(tái)區(qū)應(yīng)及時(shí)更換安裝位置。（5）對(duì)居住分散的丘陵、山區(qū)農(nóng)戶(hù)在新增配電變壓器時(shí)，當(dāng)?shù)蛪河脩?hù)計(jì)算負(fù)荷小于30kW且無(wú)動(dòng)力負(fù)荷，需要延伸中壓線路距離較長(zhǎng)的特殊地區(qū)，可采用單相變壓器，縮短低壓供電半徑，提高供電能力。2.2對(duì)新建臺(tái)區(qū)進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)2.2.1配電變壓器的選址與容量選擇（1）配電變壓器的選址。在規(guī)劃初期，首先需考慮配電變壓器的布點(diǎn)，根據(jù)該片區(qū)負(fù)荷發(fā)展的需要，科學(xué)規(guī)劃電源點(diǎn)，遵循配電變壓器選址〃小容量、多布點(diǎn)”的原則，盡量選擇在負(fù)荷中心布點(diǎn)。但有些地方由于用地原因，選點(diǎn)并不理想，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離負(fù)荷中心，造成供電半徑超過(guò)允許范圍。這樣的布點(diǎn)顯然不合理，建成之后很容易產(chǎn)生低電壓?jiǎn)栴}。出現(xiàn)這種情況，建議供電企業(yè)與當(dāng)?shù)氐胤秸按寮?jí)組織協(xié)調(diào)溝通，分析利弊，另夕卜選取合理的臺(tái)區(qū)布點(diǎn)。（2）配電變壓器的容量選擇。配電變壓器是一個(gè)低壓網(wǎng)絡(luò)的核心，故選擇合適的容量非常重要。配電變壓器容量選擇得過(guò)大，會(huì)形成〃大馬拉小車(chē)”的現(xiàn)象，這樣不僅增加了銅損和鐵損，還會(huì)造成設(shè)備的浪費(fèi)和不合理使用；容量選擇得過(guò)小又會(huì)使其長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，或因負(fù)荷增大而燒毀變壓器，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，配電變壓器的選擇必須根據(jù)供電區(qū)域的用電負(fù)荷情況確定，科學(xué)預(yù)測(cè)負(fù)荷的發(fā)展趨勢(shì)，主要考慮滿足未來(lái)3~5年的負(fù)荷需求。由于配電變壓器的無(wú)功損耗構(gòu)成了配電網(wǎng)無(wú)功基本負(fù)荷，不容忽視。故在選擇配電變壓器的型號(hào)時(shí)，應(yīng)綜合考慮投資與降損效益比后盡量選擇高效節(jié)能的低損耗變壓器，如非晶合金變壓器等。2.2.2導(dǎo)線的選擇在選擇導(dǎo)線時(shí)，首先應(yīng)掌握該網(wǎng)絡(luò)下用電負(fù)荷的發(fā)展情況，主要考慮過(guò)去3~5年負(fù)荷的增減和現(xiàn)有負(fù)荷情況，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，正確預(yù)測(cè)和估算未來(lái)負(fù)荷發(fā)展空間。然后，根據(jù)規(guī)定的電壓損失，并且考慮未來(lái)負(fù)荷的增長(zhǎng)幅度確定導(dǎo)線的截面積。低壓線路在允許電壓損失情況下最大的傳輸距離可以根據(jù)有關(guān)公式自行計(jì)算，也可以查閱相關(guān)數(shù)據(jù)表。還應(yīng)根據(jù)選用的導(dǎo)線規(guī)格，結(jié)合負(fù)荷電流，對(duì)低壓線路的末端電壓進(jìn)行校核，確定合理的供電范圍。低壓主干線截面積的選擇還需考慮與配電變壓器饋線斷路器額定電流的匹配。配電變壓器出線回路數(shù)根據(jù)分區(qū)供電需要確定，一般控制在3~4回出線。根據(jù)負(fù)荷的分布情況，合理配置各主干線及分支線的路徑走向，使三相電流基本平衡，減少損耗。2.2.3無(wú)功補(bǔ)償配置無(wú)功補(bǔ)償可有效降低線路壓降，提高末端電壓。隨著用電負(fù)荷的增加，線路導(dǎo)線截面積不斷加大，線路阻抗相應(yīng)減小，而線路感抗基本不變，故線路電壓損失主要取決于無(wú)功功率的大小，無(wú)功補(bǔ)償在降損方面的作用將越來(lái)越重要。同時(shí)，恰當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償方法還可以調(diào)整三相不平衡電流。在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉(zhuǎn)移有功電流。因此，對(duì)于三相電流不平衡的系統(tǒng)，恰當(dāng)?shù)卦诟飨嗯c相之間以及各相與中性線之間接入不同容量的電容器，不但可以將各相的功率因數(shù)均補(bǔ)償至接近0.95，而且可以使各相的有功電流達(dá)到平衡狀態(tài)。無(wú)功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用選型需考慮以下因素：負(fù)荷類(lèi)型。配電系統(tǒng)線性負(fù)荷和非線性負(fù)荷占總負(fù)荷比例，根據(jù)比例確定補(bǔ)償方案。負(fù)荷變化情況。配電系統(tǒng)中若靜態(tài)負(fù)荷多，則采用靜態(tài)補(bǔ)償，若頻繁變化負(fù)荷多則以采用動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償為宜。三相平衡性。配電系統(tǒng)中若三相負(fù)荷平衡則采用三相共補(bǔ)，若三相負(fù)荷不平衡則