低壓配電網電壓質量問題分析及其優化措施研究

蔣勰

摘要：優化低壓配電網的電壓質量，對于低壓配電網安全、穩定、經濟運行具有極為重要的意義。但低壓配電網的電壓質量問題牽涉到低壓配電網規劃、建設、改造和運行的方方面面，必須結合低壓配電網的實際情況才能制定出最為合理的優化方案，因此需要具體問題具體分析，切不可胡亂套用。

關鍵詞：低壓配電網;電壓質量;現狀;問題;優化

一、低壓配電網相關的質量問題反映

低壓配電網當中的三相負荷系統，電阻電力和電壓是相同的，三相電壓的方根值也一樣，三相電壓之間的相互相位差距不是很大。如果三相負荷失去了平衡，那么三相電壓當中的相位就會發生一系列的變化，三相電壓最終會保持不了平衡。在這種系統當中，如果有一個方位的負荷較大，這個相位的電壓就會降低，如果負荷過小，那么電壓就會升高，這種情況的發生會導致一些低壓電力用戶在使用的時候，用電量會整體下降，例如，電燈的整體亮度不夠高、電壓太大電器被損壞等。在一些管理部門的數據中可以了解到三相負荷如果出現了不平衡，就會出現三相電壓不平衡以及線損增加這些問題。由于重視的程度不夠，對三相負荷調整的經驗不足，實施的方案不夠健全，導致了三相電壓不平衡問題沒有從根本上解決，嚴重影響低壓配電網的質量。在電網改造之后，電力企業開始對這些問題重視了起來，但很多影響三相負荷不平衡因素還是存在，且沒有辦法去解決和控制，理想的效果沒有辦法實現。

二、低壓配電網電壓質量的優化措施

2.1做好三相負荷平衡工作

為了做好三相負荷平衡工作，要以最基本的電力用戶為基礎，根據用戶的實際用電情況來接入低壓配電網，盡量做到就地平衡，確保三相負荷在大部分時間內都能保持一致。

2.2增加無功補償容量

要對低壓配電網的無功補償進行全面、系統的規劃和改造，使無功補償得到合理布局，盡量做到就地平衡和分散補償。要將集中補償和分散補償、高壓補償和低壓補償、動態補償和靜態補償很好地結合起來，對于那些功率因數較低的低壓電力用戶，要督促其就地進行無功補償。

2.3改變10kV配變的變比

可通過調整10kV配變的變比來得到很好的電壓質量優化效果。但值得注意的是，改變10kV配變的變比將會對整個臺區的電壓水平造成影響，因此對其優化效果必須適當加以限制。此外，若電壓偏移額定電壓的幅度過大，已經超出了10kV配變分接頭的調節范圍，則這種電壓質量優化措施就會失效。

2.4更換低壓配電線路的導線

更換低壓配電線路的導線是相對較為簡易的一種優化措施，但需要注意以下2點：

（1）要考慮好導線截面的配合問題，距離電源點近的支線線路的導線截面要大于距離電源點遠的支線線路的導線截面。

（2）要綜合考慮更換導線的經濟性，若投資過大，則應采取性價比更高的優化措施。

三、實例分析

3.1電壓質量偏移情況

某地區配電網10kV饋線A的2號低壓臺區檢測到電壓偏低情況，其中電壓最低點的電壓偏移量已經達到-8.5%，不滿足380V低壓配電網電壓偏移量在-7%～7%之間的要求。

3.2電壓質量偏移解決措施

（1）加設無功補償裝置。通過無功優化計算，可以在10kV饋線A的沿線各點加設一定容量的無功補償裝置，即可有效解決2號低壓臺區的電壓偏低問題。具體補償點及補償容量如表1所示，按無功補償裝置投資為125元/kvar計算，補償總容量為140kvar，共需投資1.75萬元。加設無功補償裝置后，10kV饋線A的2號低壓臺區電壓最低點電壓偏移量為-3.75%，滿足380V低壓配電網電壓偏移量在-7%～7%之間的要求，有效解決了電壓偏低問題。

（2）調整10kV配變分接頭。對10kV饋線A的2號低壓臺區中10kV配變的分接頭位置進行調整，也可達到較為理想的電壓質量優化效果。經檢查發現，2號低壓臺區的10kV配變高壓側分接頭檔位在10kV處，將其調至9.75kV處時，2號低壓臺區電壓最低點的電壓偏移量已降至-5.74.2%，進一步將分接頭檔位調整至9.5kV處時，電壓最低點的電壓偏移量降至-3.1405%，有效實現了對電壓質量的優化。

（3）更換低壓配電網導線。經過細致分析后發現，2號低壓臺區10kV配變的低壓側出口處電壓偏移量為-2.96%，但低壓配電線路沿線電壓偏移量分別達到了-5.98%、-7.23%、-8.5%，所以可以考慮采用更換低壓配電網導線的措施來改善電壓質量。通過將原導線更換為70mm2截面的導線后發現，2號低壓臺區電壓最低點的電壓偏移量降至-7.08%，雖然有了顯著的改善，但仍不滿足規范中對電壓質量的要求。因此，更換導線截面雖然可以有效改善低壓配電網的電壓質量，但其改善效果呈慢慢減弱趨勢，即改善到一定程度后，即使繼續增加導線截面，仍不會對電壓質量有更為明顯的改善效果。

3.3效果分析

本實例中分別采取了加設無功補償裝置、調整10kV配變分接頭和更換低壓配電網導線3種措施。其中，調整10kV配變分接頭取得的電壓質量優化效果最好，將電壓偏移從-8.5%降至-3.1405%，而且這種優化措施無需增加新的電氣設備，是利用10kV配變自身的調節手段。但這種優化措施僅在配電網中無功較為充足，且最低點電壓偏移量相對不大的情況下才能取得較好的效果，同時還要求10kV配變的分接頭檔位有足夠寬的調節范圍。加設無功補償裝置是對配電網的無功進行優化，能夠對電壓質量起到最為直接的優化作用，效果也較為明顯，而且加設無功補償裝置的總投資僅為1.75萬元，性價比較為合理。由于2號低壓臺區10kV配變的低壓側出口處電壓已經偏低，因此更換低壓配電網導線難以起到本質性的作用，只能將電壓最低點的電壓偏移量從-8.5%降至-7.08%，還是無法滿足規范中對電壓質量的要求，所以不推薦采取該種措施來優化電壓質量。

四、結束語

總之，在電網運行過程中，影響電壓質量的因素很多，特別是由于輸配電網的結構組成各異使這些影響因素有時會千變萬化。這就要求我們在日常的工作中應全面了解產生低壓配電網電壓質量問題的原因，并熟練掌握處理電壓質量問題的方法，同時不斷進行低壓配電網電壓質量優化方面的研究，保質保量的完成低壓配電網的供電工作。

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（作者單位：深圳新能電力開發設計院有限公司）