低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量問題分析及其優(yōu)化措施研究

黃衛(wèi)東

（廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海519100）

1 低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量現(xiàn)狀分析

由于歷史因素以及產(chǎn)權(quán)歸屬的不明確等多方面原因，長期以來，低壓配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量管理工作得不到足夠的重視。近年來，隨著對配電網(wǎng)投入的不斷加大及重視程度的不斷提高，低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)得到了顯著的改善，低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量也得到了明顯提高，但不可否認的是，仍有大量問題存在于低壓配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量管理中。目前，配電網(wǎng)調(diào)壓手段主要集中于對10kV中壓配電網(wǎng)的電壓進行調(diào)節(jié)，而對380V低壓配電網(wǎng)的電壓進行調(diào)節(jié)的手段則很少。但實踐證明，僅僅對10kV中壓配電網(wǎng)進行電壓調(diào)節(jié)是難以滿足當前形勢下低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量優(yōu)化要求的。負荷高峰時電壓偏低、負荷低谷時電壓偏高的現(xiàn)象在低壓配電網(wǎng)中極為普遍，以某地區(qū)低壓配電網(wǎng)為例，其電壓質(zhì)量合格率僅為75%，與標準中所要求的電壓質(zhì)量合格率相差巨大。因此，亟需采取有效措施對低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量進行優(yōu)化，確保電壓質(zhì)量趨于合理水平［1］。

2 當前低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量存在的問題

2．1 三相負荷不平衡問題

當?shù)蛪号潆娋W(wǎng)的三相負荷不平衡時，就會造成其中性點發(fā)生偏移，進而導(dǎo)致三相電壓的相位隨之發(fā)生偏移，最終使得低壓配電網(wǎng)的三相電壓失衡。三相電壓失衡問題會造成低壓電力用戶的用電電器運行效率下降，例如電燈亮度下降等，嚴重時還會導(dǎo)致用戶的用電電器損壞。三相電壓失衡問題長期得不到解決，必然會對低壓配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量造成影響。

2．2 無功補償問題

低壓配電網(wǎng)的無功補償主要存在以下幾個問題［2］：（1）配電網(wǎng)改造后增加了高低壓配電線路，配電網(wǎng)的覆蓋地區(qū)也得到擴大，但并沒有隨之增加無功補償容量。（2）在配電網(wǎng)不斷擴大的過程中，無功用戶的數(shù)量和規(guī)模隨之增加。（3）部分地區(qū)的電力用戶覺得無功補償設(shè)備價格貴而不愿意加裝。

上述問題導(dǎo)致了低壓配電網(wǎng)無功容量缺乏，使電壓質(zhì)量難以滿足標準要求，同時也使線損大大增加。

2．3 低壓配電線路問題

雖然近年來的配電網(wǎng)改造工作使得低壓配電網(wǎng)的線路結(jié)構(gòu)得到了極大的改善，但由于覆蓋面太廣、接入點太多、工作量太過繁重，相當多的低壓配電線路依然存在各種各樣的問題。例如，導(dǎo)線線徑小，在用電高峰期用戶的用電需求難以得到滿足，線路末端的電壓質(zhì)量得不到保障等。

3 低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的優(yōu)化措施

3．1 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(chǔ)，根據(jù)用戶的實際用電情況來接入低壓配電網(wǎng)，盡量做到就地平衡，確保三相負荷在大部分時間內(nèi)都能保持一致。

3．2 增加無功補償容量

要對低壓配電網(wǎng)的無功補償進行全面、系統(tǒng)的規(guī)劃和改造，使無功補償?shù)玫胶侠聿季郑M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(tài)補償和靜態(tài)補償很好地結(jié)合起來，對于那些功率因數(shù)較低的低壓電力用戶，要督促其就地進行無功補償［3］。

3．3 改變10kV配變的變比

可通過調(diào)整10kV配變的變比來得到很好的電壓質(zhì)量優(yōu)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(qū)的電壓水平造成影響，因此對其優(yōu)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(jīng)超出了10kV配變分接頭的調(diào)節(jié)范圍，則這種電壓質(zhì)量優(yōu)化措施就會失效。

3．4 更換低壓配電線路的導(dǎo)線

更換低壓配電線路的導(dǎo)線是相對較為簡易的一種優(yōu)化措施，但需要注意以下2點［4］：

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

（2）要綜合考慮更換導(dǎo)線的經(jīng)濟性，若投資過大，則應(yīng)采取性價比更高的優(yōu)化措施。

4 實例分析

4．1 電壓質(zhì)量偏移情況

某地區(qū)配電網(wǎng)10kV饋線A的2號低壓臺區(qū)檢測到電壓偏低情況，其中電壓最低點的電壓偏移量已經(jīng)達到－8．5%，不滿足380V低壓配電網(wǎng)電壓偏移量在－7%～7%之間的要求。

4．2 電壓質(zhì)量偏移解決措施

（1）加設(shè)無功補償裝置。通過無功優(yōu)化計算，可以在10kV饋線A的沿線各點加設(shè)一定容量的無功補償裝置，即可有效解決2號低壓臺區(qū)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?cè)萘繛?40kvar，共需投資1．75萬元。加設(shè)無功補償裝置后，10kV饋線A的2號低壓臺區(qū)電壓最低點電壓偏移量為－3．75%，滿足380V低壓配電網(wǎng)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(diào)整10kV配變分接頭。對10kV饋線A的2號低壓臺區(qū)中10kV配變的分接頭位置進行調(diào)整，也可達到較為理想的電壓質(zhì)量優(yōu)化效果。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，2號低壓臺區(qū)的10kV配變高壓側(cè)分接頭檔位在10kV處，將其調(diào)至9．75kV處時，2號低壓臺區(qū)電壓最低點的電壓偏移量已降至－5．74%，進一步將分接頭檔位調(diào)整至9．5kV處時，電壓最低點的電壓偏移量降至－3．15%，有效實現(xiàn)了對電壓質(zhì)量的優(yōu)化。

表1 10kV饋線A無功補償裝置加設(shè)點及其容量

（3）更換低壓配電網(wǎng)導(dǎo)線。經(jīng)過細致分析后發(fā)現(xiàn)，2號低壓臺區(qū)10kV配變的低壓側(cè)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(wǎng)導(dǎo)線的措施來改善電壓質(zhì)量。通過將原導(dǎo)線更換為70mm2截面的導(dǎo)線后發(fā)現(xiàn)，2號低壓臺區(qū)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(guī)范中對電壓質(zhì)量的要求。因此，更換導(dǎo)線截面雖然可以有效改善低壓配電網(wǎng)的電壓質(zhì)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(xù)增加導(dǎo)線截面，仍不會對電壓質(zhì)量有更為明顯的改善效果。

4．3 效果分析

本實例中分別采取了加設(shè)無功補償裝置、調(diào)整10kV配變分接頭和更換低壓配電網(wǎng)導(dǎo)線3種措施。其中，調(diào)整10kV配變分接頭取得的電壓質(zhì)量優(yōu)化效果最好，將電壓偏移從－8．5%降至－3．15%，而且這種優(yōu)化措施無需增加新的電氣設(shè)備，是利用10kV配變自身的調(diào)節(jié)手段。但這種優(yōu)化措施僅在配電網(wǎng)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?qū)挼恼{(diào)節(jié)范圍。加設(shè)無功補償裝置是對配電網(wǎng)的無功進行優(yōu)化，能夠?qū)﹄妷嘿|(zhì)量起到最為直接的優(yōu)化作用，效果也較為明顯，而且加設(shè)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(qū)10kV配變的低壓側(cè)出口處電壓已經(jīng)偏低，因此更換低壓配電網(wǎng)導(dǎo)線難以起到本質(zhì)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(guī)范中對電壓質(zhì)量的要求，所以不推薦采取該種措施來優(yōu)化電壓質(zhì)量。

5 結(jié)語

優(yōu)化低壓配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，對于低壓配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行具有極為重要的意義。但低壓配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量問題牽涉到低壓配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、改造和運行的方方面面，必須結(jié)合低壓配電網(wǎng)的實際情況才能制定出最為合理的優(yōu)化方案，因此需要具體問題具體分析，切不可胡亂套用。

［1］王乙伊．低壓配電網(wǎng)無功補償方式的研究［J］．廣東電力，2007（2）

［2］李穎峰．低壓配電網(wǎng)無功補償方式及優(yōu)化研究［J］．電氣應(yīng)用，2008（19）

［3］朱建軍，盧志剛．中低壓配電網(wǎng)的無功補償［J］．電力電容器與無功補償，2011（4）

［4］梁金瑞．淺談如何提高10kV配網(wǎng)電壓的質(zhì)量［J］．中國城市經(jīng)濟 ，2011（9）