高原農牧區“低電壓”臺區治理

崔桂興，侯元紅，屈光至

（1.國網青海省電力公司黃化供電公司，青海 尖扎 811200；2.國網青海省電力公司西寧供電公司，青海 西寧 810000）

配電網“低電壓”是關系到千家萬戶生活質量的民生問題，消除“低電壓”是供電企業履行社會責任和踐行服務宗旨的基本要求。近年來，經過供電企業持續配電網“低電壓”治理，配網結構、裝備水平及配網綜合管理水平有了顯著提升，絕大部分用戶端供電質量有了明顯改善。

國網澤庫縣供電公司（以下簡稱澤庫公司）地處青南高原，供電區域分布在牧區，平均海拔3750 m，年均氣溫-0.4 ℃，氣候條件惡劣，交通不便。所轄10 kV 線路13 條，總長1064.8835 km；0.4 kV 線路總長1467.72 km；所轄配電變壓器508 臺，配變總容量5.6470 萬kVA，服務供電客戶12255 戶，供電面積6550 km2。由于歷史遺留原因，公司所轄農牧區內存在許多小容量、長供電半徑、細線徑、戶均容量小的臺區，隨著用戶生活水平的提升，用電負荷增加，末端形成大負荷，部分臺區不能滿足用電需求，存在局部“低電壓”現象，嚴重影響用戶的正常生產生活質量。開展農牧區“低電壓”臺區治理研究，分析農牧區配電網“低電壓”產生的原因，找出相應的治理措施，提升電能質量，保障用戶安全可靠用電極為重要。

1 農牧區“低電壓”臺區的解決措施

1.1 增大配電變壓器容量

一是對原臺區用戶用電負荷重新統計計算，針對用電負荷較重容量不足的變壓器引發的“低電壓”進行適當增容改造或是將原臺區進行合理拆分，實現小容量密布點。二是對三相變壓器當單相變壓器使用的臺區，對變壓器低壓出線首段部分進行小范圍改造或調整，重新分配三相負荷，實現變壓器容量的高效利用。三是對于季節性負荷引起的“低電壓”可以根據季節變化和負荷變化及時調節變壓器的分接頭。四是要及時測算分析無功潮流，對于無功不足的進行適當增加無功補償容量，對于損壞的無功電容設備及時更換。

案例1：澤二路尕日當公網變，變壓器容量為30 kVA，供電半徑達到2.1 km，末端有一用戶存在1.5 kW 負荷，末端電壓在用電高峰時僅為88 V，2018 年11 月將變壓器增容為160 kVA，末端電壓升為190 V，基本滿足用電需求。

案例2：澤二路楊么日公網變，三相變壓器容量30 kVA，用電負荷達到12 kW，第一檔之后的3路出線均由三相四線改為單相，且為同一A 相，在用電高峰期末端部分用戶電壓在150 V，電壓偏低，將三路出線負荷分別改接到A、B、C三相后，用戶電壓達到205 V，恢復正常。

1.2 增大線路線徑

一是校核選擇導線截面按電壓降校核選擇低壓線路導線截面，借助農網升級改造，將低壓主干線及支干線重新更換大截面導線或是將原單相二線改為三相四線。二是對于局部受限的低壓線路線徑部分進行重新改造更換。三是在線路桿塔、金具允許范圍內可考慮再增一回小線徑線路，實現雙回供電，擴大線路線徑。

根據DL/T 5220—2005《10 kV 及以下架空配電線路設計技術規程》規定，1 kV 及以下配電線路，自配變低壓側出口至線路末端（不包括接戶線）的允許電壓降為額定電壓的4%。因此，對于一些配變側電壓滿足要求而用戶端電壓不滿足要求的用戶，可根據導線截面、負荷電流等參數，計算出單相供電和三相供電的理論供電距離。

1.3 縮短低壓供電半徑

一是通過拆分臺區實現。對于超長供電半徑，通過增容、增加線徑和其他措施不能有效解決“低電壓”問題的臺區，須結合低壓電網實際現狀和農網升級改造項目，通過拆分臺區增加電源布點的方式來，縮短單臺配變低壓供電半徑，提升臺區供電能力，解決“低電壓”問題。分網后低壓供電半徑不超過1500 m，配變容量配置滿足當地負荷10年發展需求。二是對于迂回供電或是交叉跨越供電的線路進行改造，實現就近接入新的臺區，縮短供電半徑。三是對于因變壓器不在負荷中心導致的部分用戶超供電半徑問題，需要遷移變壓器至負荷中心。

案例3：澤庫公司縣城1#公網變為315 kVA，接入大量的煤改電負荷，最高負荷達到290 kW，在用電高峰期部分用戶電壓僅為178 V。重新拆分后，用戶電壓恢復正常。

1.4 保證三相負荷不平衡率

一是借助用電信息采集系統、PMS 系統加強對低壓臺區的三相不平衡的監測，根據負荷情況，及時對三相負荷進行調整，做到常態化；二是加強對員工培訓，新裝接電時養成根據現場實際負荷T 接引流的習慣。

案例4：澤庫公司多三路西卜沙鄉政府公網變為100 kVA，實際用電負荷為50 kW，供電半徑0.5 km，但其三相負荷極不平衡，部分用戶電壓在176 V。將三相負荷重新分配后，末端電壓升為215 V，滿足正常用電需求。

1.5 加強線路運維力度

一是加強運維人員技能培訓，強化線路運維力度，對質量不合格的瓷瓶及時更換，對扎線松動或是脫落的瓷瓶及時綁扎。

二是借助用電信息采集系統、同期線損系統加大對異常高損臺區的排查力度，做到故障早發現早處理。

三是結合負荷預測、線損治理，對長期未改造、設備、線路老化嚴重的臺區要及時統計，儲備到農網升級改造項目中，從長遠解決配電網薄弱問題。

四是加強內外協同，提高報修效率。

五是借助PMS系統、用電信息采集系統、電壓檢測裝置和現場實測做好對設備狀態監測工作及時掌握配變及其低壓臺區的運行信息，對配變檔位和負荷不平衡問題等進行調整，從運維手段提高電壓質量。

1.6 加強設計把關，實現源頭管控

在進行臺區新建或是線路升級改造時要充分考慮現場的實際情況，充分考慮負荷發展狀況，優化電源布點、合理布局，科學規劃，合理選擇線路導線截面、變壓器容量等設備，慮集中安裝無功補償裝置，提高功率因數，實現源頭管控。

1.7 采用治理“低電壓”新技術

1.7.1 采用三相自動調容調壓配變

自動調容調壓配電變壓器將先進的自動監測和控制技術與永磁機構開關技術結合，并成功應用到配電變壓器，從而使單臺配電變壓器同時具有遠程控制、自動調壓、自動調容功能。當綜合監測控制器根據監測結果判斷需調壓時，發送調壓指令給永磁機構，永磁機構動作推動盤形開關進行觸點轉換，從而實現根據需要調整電壓降低損耗的目的。變壓器負荷增大造成出口電壓降低、10 kV 線路壓降大等原因造成用戶端“低電壓”，該技術適用于這種存在三相動力用戶的臺區，若線路中無功功率傳輸較多或突顯低壓線路線徑不足的矛盾。通過裝設低壓線路無功補償器能降低輸送電流，使臺區電壓滿足要求。

1.7.2 采用智能“低電壓”調壓裝置

該設備可以安裝到變壓器低壓出口或是各分支線路上，對安裝位置之后的的線路起到調壓作用，如圖1 所示。該設備實時監測線路電壓，當電壓處于175～204 V 時，設備以電壓為參照數據進行補償，可有效抬升線路末端電壓8～15 V。

圖1 智能“低電壓”調壓裝置安裝圖

案例5：澤庫公司澤二路尕日當2#公網變原先為160 kVA，供電半徑達到3 km，末端有用戶存在2 kW 負荷，末端電壓在用電高峰時僅為130 V，2019 年1 月在其中間分支安裝智能“低電壓”調壓裝置后，末端電壓升為185 V，基本滿足用電需求。

1.7.3 使用戶用低壓穩壓器

穩壓器是一種能自動調整輸出電壓的供電設備，由調壓電路、控制電路、伺服電機等組成。當輸入電壓或負載變化時，控制電路進行取樣、比較、放大，然后驅動伺服電機轉動，使調壓器碳刷的位置改變，通過自動調整線圈匝數比，從而保持輸出電壓的穩定。該設備安裝簡單，調節電壓范圍廣，穩壓效果好，可以有效解決個別用戶接入電壓不滿足要求的問題。

案例6：澤庫公司澤二路賽日旺4#臺區，如圖2所示，用戶南木杰家中在使用前電壓為195 V，其水泵不能正常啟用，在使用戶用低壓穩壓器后，電壓提高了11 V，達到226 V，水泵能正常開啟。

圖2 低壓穩壓器使用前后電壓對比

1.7.4 引入高科技手段，加強微網建設

目前許多地區正在進行風光互補、智能化電網的研究和實施，這對于散居在草原深處的牧民來說，是一種極佳的供電方式，既解決了10 kV 供電線路超長、損耗大的問題，又解決了牧民的信息通信難的問題。在用戶末端建設微電網可以有效提高配電網的供電可靠性和電能水平，是一種有益的探索。

1.7.5 應用電壓補償裝置，解決個別用戶“低電壓”

針對超供電半徑，低壓線路末端個別用戶存在“低電壓”現象的臺區，可以采用在用戶側加裝電壓補償裝置解決“低電壓”問題，電壓補償技術，適用于電網電壓波動較大或電網負荷季節性變化大的地區，額定輸入電壓為220 V 的-2%～+7%；額定輸出電壓為198～235.4 V，可給客戶提供優質的電力供應，確保用戶生產、生活正常用電。

1.7.6 低壓直流供電研究

對于低壓超供電半徑、遠距離供電末端存在大負荷造成的“低電壓”問題，在用戶用電負荷一定的條件下，提高供電電壓降低電流來減少線路壓降損失，可以嘗試采用低壓直流配電研究解決。該低壓直流供電系統由變壓器單元、整流器單元、直流電纜單元和終端用戶型逆變器單元構成。在低壓線路首端安裝升壓器將低壓220 V 電壓升至交流1000 V，再通過整流器將交流電整流為+1000 V 的直流電，在用戶側電能表前端安裝逆變器，將+1000 V直流電逆變為交流電，然后再通過降壓器將電壓降壓為220 V。

2 成效

澤庫公司借助用電信息采集系統、PMS系統加強對“低電壓”臺區和末端用戶電壓質量的監測力度，對問題臺區認真分析原因，實施針對性措施，結合農網升級改造項目和運維項目，通過臺區增容、升級改造、臺區拆分、三相負荷調整、加裝調壓器等措施，先后解決各類“低電壓”臺區41臺，做到“低電壓”臺區的即發現、即治理，“低電壓”臺區始終保持為零。

3 結束語

農牧區“低電壓”問題產生的原因多種多樣，歸根結底是農牧區電網建設滯后于經濟發展、負荷增速。為有效解決“低電壓”治理問題，必須弄清“低電壓”出現的直接原因，結合低壓電網負荷密度、用電性質、用戶分布等實際情況，合理規劃，科學治理，可以采用多種復合方法進行綜合治理，做到針對性強，施工簡單、降低線損、提高供電可靠性，有效改善農牧區“低電壓”問題。