臺區低電壓及重過載研究分析

補 敏，吳 敵

（1.貴州電網有限責任公司，貴州 貴陽 550000；2.興義供電局，貴州 興義 562400）

1 低電壓的判斷與分類

低電壓主要指用戶用電線路中的電壓值低于國家標準所規定的電壓下限值，即20 kV及以下三相供電用戶的用電線路中的電壓值低于標稱電壓的7%，220 V單相供電用戶的用電線路中的電壓值低于標稱電壓的10%[1]。

低電壓主要包括長期性與季節性的低電壓。其中，長期性的低電壓主要是指用戶的低電壓狀態持續3個月或者日負載的低電壓狀態持續6個月以上。而季節性的低工作電壓則指因度夏和度冬、春灌和秋收、重要節假日以及同期的工農業活動對電能需求的增加而產生的低電壓[2]。

2 低電壓產生的原因

2.1 供電半徑過長

低壓線路在供電半徑上過長且在末端的電壓損耗較大，使得整體的電壓出現偏低的情況。在偏遠地區，供電半徑過長的原因是用戶居住的較為分散；在城鄉結合部，則主要因為自建房的不斷擴張而造成電路無限延伸。

2.2 截面小導致供電能力不足

受歷史因素的影響，許多老建筑的建設標準較低，一些主干線、分支線路以及下戶線的線徑都比較小，這也導致電路存在供電能力不足的現象。臺區內的負荷增長超過了預期，低壓導線在截面上不能滿足載流量方面的需求，使得用戶無法獲取充足的電力[3]。

2.3 配變重過載

線路中的設備重載或者過載也會造成線路的壓降增大，從而使得線路的末端電壓較低，引起低壓電網電壓低的問題。此外，由于配電變壓器的重載和超載，使得變壓器系統內的壓力增加，而當變壓器出口位置的電壓偏低時，也會造成線路末端的電壓降低。

2.4 配變的無功補償不足

現代社會中，大部分家庭都有電視機、洗衣機、電冰箱或電磁爐等負荷性電器，無功的補償不足或者投運效率不達標等都會使得電網無功缺額變大，線路輸送大量無功加劇了電壓降低。

2.5 配變三相負載不平衡

配變出口位置上的負載電流不平衡度應當小于15%，中性的額定電流也不應當大于低壓側額定容量的25%。當配變三相負載不均衡時會引起中性點的電壓出現偏移，載荷輕的一相電壓偏高，載荷重的一相電壓偏低[4]。

2.6 變壓器季節性過載

春灌、秋收、重大節日等時段內的用電負荷會猛增，導致變壓器出現季節性過載，進而出現低電壓問題。

2.7 設備老化

部分10 kV線路、低壓線路、接戶線路、入戶線或客戶內部的線路由于使用的年限較久，因此老化現象也相當嚴重，線段的接頭比較多，導致電壓的損耗較大，從而產生不同程度的電壓問題。

2.8 配電變壓器調壓分接開關位置不合理

部分配電變壓器在實際工作中存在操作不當的情況，其調壓的分接開關在位置上設定的并不合理，如果檔位過低，就會造成供電的變壓器出口的電流偏低，進而出現線路末端電壓較小的問題[5]。

2.9 客戶超容用電

部分用戶在實際用電過程中會發生超越協議所規定的容量用電，超過電網、接戶線或入戶線上的限制電流時會導致電線過熱、電壓降增大，從而出現電壓較低的問題。

3 臺區低電壓治理

3.1 治理原則

要深入貫徹多措并舉和統籌管理的原則，深刻剖析低電壓差所形成的原因，并根據“先管控后工程”“標本兼治”“一臺區一措施”的基本要求，建立更為完善的檢修機制，并實施科學而適用的管理方法[6]。除此之外，自始至終貫徹協調有序和統籌規劃的原則，在重視社會效益的基礎上，根據低電壓區的低電壓危害程度及實際的影響范圍區分出輕重緩急程度后優選建設項目，以此來有效地提高治理實效性，避免無效投入。

3.2 治理措施

一些中壓裝置的電壓過低會使整個臺區的電壓過低，在這種情形下可以調整變壓器10 kV母線的電壓、調節配電變壓器的檔位，同時增設10 kV的并聯無功補償裝置、10 kV的線路調壓器以及10 kV串聯補償裝置等。針對由三相不平衡而導致的臺區過低電壓，可以考慮使用運維的方法來調節配變的三相負荷。如果采用運維控制難以調整，可以考慮安裝一個三相不平衡自動調節裝置。

針對低壓配電半徑較長的地區，根據現有的配變負載率，采取小容量、密布點、短半徑的方式來新增配變，并由此來合理縮減低壓配電半徑。新增配變需要避免發生新的輕載，在用戶相對分散的地方，可以考慮采用單相變[7]。關于配電變壓器容量不足的問題，要更充分地根據配電變壓器在電壓負荷分布的特點，可以采用配變增容或更換過載較大的配電變壓器等方式，實現電壓負荷的靈活調節。針對一些距離變電站較遠且季節性電壓變化幅度較大的變電站，可以使用有載的調容或者調壓進行配變。新增配變容量在100 kVA及以上的，應該按照配變容量的30%左右配置容量可調的無功補償裝置。對于低壓導線截面過小而導致的電壓降低，需要充分結合負載的實際情況逐步更換為截面滿足要求的導線。對于沒有安裝無功補償設備且功率因數不能夠滿足實際用電需求的情況，最適合的方式就是加裝一些配變低壓的相關無功補償設備。針對部分已安裝但是仍然達不到要求的配變器，應該視實際情況進行補裝[8]。在分布上過于分散或者末端用戶較少的情況下，需要考慮成本的效益情況，可采取加裝單相調壓器或者選擇一些容量比較小的單項變等方法。

4 重過載發生原因

在配電網的實際工作流程中，造成交流輸電導線過載的因素大致有如下3個。一是在供電負載較大地方的配電網中產生了供電線路掉閘的情形，從而導致其他地方供電線路出現過載；二是當高壓輸電和低壓輸電線路構成的電網處于未解開狀態時，一旦高壓線路出現掉閘現象，就會造成低壓線路的過載；三是當配電網的線路停運或掉閘之后，因調度錯誤等其他因素會導致事故范圍擴大或引發線路過載。當前電力輸送系統的更新速度無法滿足人們對于電力的實際需求，導致電力輸送系統經常會在超負荷狀態下運行，電力傳輸系統無法進行正確的調度，對居民正常用電造成影響[9]。

5 重過載調整方法

當輸電線路發生嚴重過載現象時，相關調度工作人員需要在第一時間執行相應的安全措施，從而及時解決有關過載方面的問題，以防止出現更重大的故障，導致不必要的損失。目前，較為完善的調整重過載的方式大致如下[10]。

5.1 調整機組出力

一些較大型的輸配電網絡中有不少發電機組，在發生了重過載的現象后，如果不進行適當調整，可能會產生很大的連鎖性反應，導致更嚴重的結果。當發生重過載現象后，就應該適時減少送端供電機組的出力，并降低所送出的潮流，以達到消除過載的最終目的。同時，增加各地區相應發電機組的總出力，以滿足需求端對電能的需要。當出現重過載情況后，應當適時調整各發電機組的出力狀況，緩解輸電線路的重超載狀況，從而穩定整個配電網的電力供應。

5.2 控制用電負荷

局部線路落閘后可能會形成臨時性的輻射線路，這種供電方式會降低供電的可靠性，負載很大時非常有可能造成其他輸電線路過載。在發生重過載事件后，最合理的方法就是減少對該地區用戶的供電負載，控制用電負荷，以消除該線路的過載現象。

5.3 調整機組出力與控制用電負荷結合

隨著電網的迅速發展，供電線路的結構也更為復雜。在處理實際有關重過載的相關故障時，單純的處理方案通常都沒有辦法在短時間內取得較為理想的解決效果。在一般情況下，會將發電機的出力與供電負載組合起來聯合調節，以盡量減少重過載現象，從而提高供電系統的安全與可靠性等。

5.4 改變系統的運行方式

在配電網向高電壓發展的整個過程中，常常會由于低電壓系統沒有及時解壓，而產生了高低壓循壞的電磁環網。在這些條件下，高壓電流裝置常常會發生掉閘的情形，進而導致低電壓裝置的過載。處理這些由電網潮流分布引起的線路過載問題，最有效的辦法就是改善電網的環網構造，進而改善潮流的分布狀況。這種方式能夠迅速消除或減少電流裝置的過載狀況，使潮流下降至安全范圍內。

6 重過載預防措施

6.1 調整用電方的電力需求

出現重過載現象的主要原因是用戶對電能的需求量瞬時增加，在防范配電網出現重過載的過程中，需要先調整用戶在某一時間段內對于電力的需求。在不影響電力銷售的基礎上，在規定的時間區域內調節電力價格，盡量錯開不同用戶的用電高峰，以有效避免瞬間電流過大的狀況。

6.2 加強對配電網過載風險的評估

由于形成配電網的輸電線路過載的因素眾多，包括海洋潮流的波動、溫度、風向和陽光的輻射等，因此要對這些因素進行系統性分析。目前，較為成熟的檢測方式是計算嚴重度函數，而經常使用的方法則是發電有功校正方法，調節無功補償裝置并調節與之相匹配的配置方式等。

6.3 優化完善事故后的預處理方案

在預控配電網的重過載事故時，要充分結合實際情況并有針對性地制定最佳的預處理方案。需要注意的是，方案中的相關內容一定要細化，要為每一種的可能情況都制定出詳細的處理方案，且持續進行完善、嚴格進行落實。只有如此，才可以在相關故障發生之后進行及時且合理并準確的處理，以此來最大程度地加快電網的恢復速度。

7 結 論

低電壓和重過載都是影響配網電能質量的主要因素，為了全面落實我國對電力品質管理的有關規定，應統籌兼顧電網質量提升目標，以實際問題為引導，對綜合管理運維、技術改造和建設問題提出科學的處理對策，尤其是在一些新科技、新工藝的創新運用上還需要進一步研究。