淺談電力線路配網(wǎng)管理和低電壓綜合治理對(duì)策研究

文/孫相瑜，湖南電力工程咨詢有限公司

1 引言

新時(shí)期對(duì)配電網(wǎng)的管理和低壓管理提出了更高的要求。雖然配電網(wǎng)線路經(jīng)過不斷的改進(jìn)已經(jīng)取得了一定的成效，但作為一個(gè)整體，仍然存在一系列的問題，其中最突出的問題是輸電線路末端電壓過低，嚴(yán)重影響供電的安全和質(zhì)量。為此，在我國電網(wǎng)建設(shè)改革的過程中，投入了大量資金，出臺(tái)了一系列促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)的政策，解決了城市電網(wǎng)建設(shè)中存在的問題，促進(jìn)了電網(wǎng)改造和建設(shè)的順利進(jìn)行。

2 電力線路配網(wǎng)和低電壓管理目前存在的問題

由于大量的居民用電設(shè)備使用頻率不斷增加，使我們對(duì)電力的需求快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致供電不足的問題，為了保證電力線網(wǎng)的正常運(yùn)行，配電線路網(wǎng)管理是我們需要研究的重要問題之一。配電網(wǎng)和大型配電網(wǎng)工程中存在的諸多問題，占地面積是不容忽視的，這是因?yàn)榇蠓秶?、長(zhǎng)線路的因素往往會(huì)導(dǎo)致線路受雷電等自然因素的破壞，阻塞線路分布不明顯。同時(shí)，還需要做第二道輸入線，增加投資成本，減少利潤(rùn)額。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行有很大影響。例如，技術(shù)上沒有創(chuàng)新，不能跟上時(shí)代，設(shè)備少，老化嚴(yán)重，需求不足。設(shè)備維修工作未到位，不及時(shí)維修設(shè)備，設(shè)備短路，低系統(tǒng)識(shí)別通過各種問題爆裂，設(shè)備故障往往導(dǎo)致線路配電網(wǎng)不能正常運(yùn)行。由于配電網(wǎng)專業(yè)知識(shí)缺乏，配電網(wǎng)建設(shè)存在缺陷。電力故障不能及時(shí)修復(fù)已影響到電力線的正常運(yùn)行。

2.1 線路配網(wǎng)負(fù)荷增長(zhǎng)問題

隨著中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展和中國各項(xiàng)目的不斷發(fā)展，城市用電量不斷增加。例如，自2013以來，中國新疆南部地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷和日供電量已達(dá)到歷史最高水平，其中最大負(fù)荷已達(dá)9億8700萬千瓦。它嚴(yán)重地造成了該地區(qū)的用電在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生電壓不足現(xiàn)象，無法滿足人們正常工作、用電、學(xué)習(xí)和生活的需求。

2.2 線路配網(wǎng)布點(diǎn)問題

在中國的一些地區(qū)，地理環(huán)境更為復(fù)雜，人們的生活形式也更加分散。然而，目前的線路配電網(wǎng)建設(shè)已不能滿足這些地區(qū)的綜合布線要求。如：我國南部地區(qū)以及縣城等地，很容易造成10 kV線路只能發(fā)出去后的供電半徑為25公里，而0.4 kV線路送出的供電半徑僅達(dá)到2公里，對(duì)正常電造成極大不便。

2.3 線路負(fù)荷超載問題

中國大力扶持中、上企業(yè)發(fā)展政策，促進(jìn)了中小企業(yè)的快速發(fā)展，也使線下負(fù)荷快速增長(zhǎng)。然而，中國目前的城市線建設(shè)飽和占一小部分，這往往導(dǎo)致嚴(yán)重的問題，人們的電力超載，有時(shí)甚至出現(xiàn)斷路的現(xiàn)象。

2.4 無功補(bǔ)償不足問題

目前，中國低壓線路普遍采用集中補(bǔ)償裝置的安裝和電氣設(shè)備的補(bǔ)償不足。這使得運(yùn)行低壓線路變得困難。另外，無功補(bǔ)償裝置的質(zhì)量、規(guī)格等問題使無功補(bǔ)償裝置在運(yùn)行中存在許多安全隱患。同時(shí)，三相負(fù)載的不均勻性和低電壓的不充分管理都是影響低壓運(yùn)行容量的重要因素。

3 電力線路配網(wǎng)的管理措施

3.1 強(qiáng)化電力基礎(chǔ)設(shè)施管理力度

在電網(wǎng)建設(shè)中，首先要做好配電網(wǎng)管理規(guī)劃。結(jié)合實(shí)際情況，有必要避免過復(fù)雜的電路改造和停電問題。因此，加強(qiáng)電力基礎(chǔ)設(shè)施的管理，從以下幾個(gè)方面著手：第一，在電力線網(wǎng)規(guī)劃管理的過程中，需要與相關(guān)部門進(jìn)行良好的溝通，進(jìn)行技術(shù)澄清，確保相關(guān)部門要大力支持和合作，在建設(shè)過程中要了解配電網(wǎng)的線路分布情況，有助于后續(xù)的維護(hù)和維護(hù)工作有序進(jìn)行。第二，可以對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，電力設(shè)備的問題可以及時(shí)報(bào)告到處理和改造的日期。目前，引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和自動(dòng)化管理在中國配電網(wǎng)管理中的應(yīng)用，可以在一定程度上防止因管理者自身的失誤而造成的安全事故的發(fā)生。此外，還需要加強(qiáng)對(duì)運(yùn)營(yíng)商安全防護(hù)措施的分析，選擇合理的防護(hù)設(shè)備。第三，落實(shí)配網(wǎng)安全生產(chǎn)的責(zé)任制，建立責(zé)任制，進(jìn)一步加強(qiáng)配電網(wǎng)安全管理工作，有效保障配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

3.2 推行電力線路配網(wǎng)節(jié)能管理

由于電力工業(yè)屬于能源工業(yè)，主要通過能源燃燒和動(dòng)能轉(zhuǎn)換來發(fā)電，目前，由于能源緊缺，節(jié)能已成為各行業(yè)的主要發(fā)展方向。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)調(diào)查，城市配電網(wǎng)的損耗主要是由于電網(wǎng)的能量損耗，隨著電網(wǎng)容量的增加，變電站規(guī)模的增加，作為變壓器鐵損和銅損的直接結(jié)果成為主要的能量損失。同時(shí)，由于人均物質(zhì)生活水平的提高，生產(chǎn)和生活消費(fèi)量較大，因此電力負(fù)荷密度大，電網(wǎng)輸電損耗比增加，特別是在城市旺季，供電負(fù)荷最大。因此，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，應(yīng)引入先進(jìn)的技術(shù)來降低傳輸過程中的功率損耗。

3.3 改善不合理配網(wǎng)形式

目前許多城市配電網(wǎng)主要采用單電源和單回路供電形式，傳統(tǒng)的供電方式相對(duì)落后，供電孔嚴(yán)重，線路易短路電壓降低，造成開關(guān)跳閘，發(fā)生大面積停電。此外，這種傳統(tǒng)的配電方式，如果其中一個(gè)部件發(fā)生故障，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)供電線路安全故障。從中不難看出，傳統(tǒng)的配電線路很難滿足供電的實(shí)際要求，輸電線路的通過值大，在高負(fù)荷時(shí)容易引起電源電壓偏高，在線路末端出現(xiàn)問題，影響供電質(zhì)量?；诖耍@些現(xiàn)象的發(fā)生是由配電網(wǎng)規(guī)劃的不合理引起的，對(duì)于這種現(xiàn)象，可以采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的供電方式，將傳統(tǒng)的單電源和單回路電源形成雙電源，結(jié)合實(shí)際需要，引進(jìn)先進(jìn)的供電方式，提高供電質(zhì)量。

4 低電壓治理技術(shù)方案

4.1 開展提升供電能力建設(shè)

4.1.1 增加功率點(diǎn)，降低供電半徑

根據(jù)國家電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃和需求，應(yīng)及時(shí)建設(shè)和改造35-110kV變電站，以提高供電能力，縮短10kV供電半徑。結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃和供電的特點(diǎn)，當(dāng)10kV線路供電半徑大于30km時(shí)，可采用小容量緊湊型35kV變電站建設(shè)，縮短10KV供電半徑。50%以上的同一變電站10 kV線路供電半徑大于15公里時(shí)，或變電站存在“低電壓大于30%”時(shí)，可以采取增加變電站的方法。

4.1.2 提高10kV線路的供電能力

當(dāng)10kV線路存在嚴(yán)重過載問題時(shí)，線路的供電半徑在15kM-30km之間，優(yōu)選現(xiàn)有線路的供電范圍并轉(zhuǎn)移其部分負(fù)荷。二是通過新線、變電站改造到現(xiàn)有的負(fù)荷再分配方式，如果供電地區(qū)在5年的發(fā)展規(guī)劃中新建變電站的施工方案，但要增加橫截面，或者用閥桿架設(shè)線路解決輸送負(fù)荷。當(dāng)10kV電路電源迂回，線路供電半徑長(zhǎng)，電壓損失大時(shí)，可采用優(yōu)化的電路結(jié)構(gòu)，縮短供電半徑，降低線路電壓損失。

4.1.3 提高配電平臺(tái)面積的供電能力

對(duì)于長(zhǎng)期負(fù)荷過大的農(nóng)村配電區(qū)，宜采用小容量、多配電點(diǎn)。單相變壓器可用于進(jìn)入自然村，改善低壓供電半徑，提高散居丘陵山區(qū)農(nóng)民的供電能力。

4.2 開展提升調(diào)壓能力建設(shè)

4.2.1 提高變電站的調(diào)壓能力

結(jié)合電網(wǎng)的建設(shè)和改造，運(yùn)行時(shí)間超過同期的空載調(diào)節(jié)主變壓器逐漸被負(fù)荷調(diào)節(jié)變壓器所取代。對(duì)于運(yùn)行時(shí)間小于15年的空載調(diào)壓變壓器，可以在不附加抽頭的情況下將其轉(zhuǎn)換成負(fù)載調(diào)節(jié)變壓器。

4.2.2 改善低壓線路的調(diào)壓能力

低壓電路的半徑大于1000米，很難實(shí)現(xiàn)新的3年與駐站、可變和低壓用戶長(zhǎng)期的“低電壓”問題，可以使用與電壓調(diào)節(jié)器電路電壓調(diào)節(jié)器或電壓調(diào)節(jié)器的解決方案。低電壓電路半徑在500米-1000米之間，低壓線路用戶的低壓供電半徑在500米以上后10，而“低電壓”問題長(zhǎng)期存在，可以使用戶增加線路調(diào)壓器、調(diào)壓器和解決措施如增加橫斷面。

4.3 開展提升無功補(bǔ)償能力建設(shè)

4.3.1 提高變電站無功補(bǔ)償?shù)男?/p>

對(duì)縣級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行無功優(yōu)化補(bǔ)償計(jì)算，根據(jù)無功功率進(jìn)行無功優(yōu)化補(bǔ)償。根據(jù)負(fù)荷特性，對(duì)變電站電容器容量配置和分組進(jìn)行了優(yōu)化。對(duì)于電容器組，一般不應(yīng)少侏儒組，對(duì)于集合電容器，兩種不同容量可配置為實(shí)現(xiàn)各種組合，同時(shí)有條件區(qū)域，可通過動(dòng)態(tài)平滑調(diào)整無功補(bǔ)償裝置。

4.3.2 提高用戶側(cè)無功補(bǔ)償能力

嚴(yán)格執(zhí)行100kVA以上用戶功率因數(shù)評(píng)估，督促用戶安裝無功補(bǔ)償裝置。對(duì)于不安裝無功補(bǔ)償裝置的用戶來說，在測(cè)量點(diǎn)之前加入無功補(bǔ)償裝置來探索修正的方法，以減少無功功率的傳輸是可能的。對(duì)于超過5kW的低壓用戶的電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行無功補(bǔ)償，以降低低壓線路的無功功率傳輸。

4.4 加強(qiáng)精益運(yùn)行和營(yíng)銷服務(wù)能力建設(shè)

4.4.1 加強(qiáng)低壓用戶負(fù)荷需求管理

加強(qiáng)低壓用戶報(bào)表安裝管理，加強(qiáng)營(yíng)銷數(shù)據(jù)分析。加強(qiáng)產(chǎn)能分析，合理確定產(chǎn)能。精益營(yíng)銷管理，在營(yíng)銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)中采用單相用戶不接，統(tǒng)計(jì)分析分相功耗，輔以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和調(diào)整單相用戶不接，控制兩相不平衡度。

4.4.2 加強(qiáng)運(yùn)維管理

建立電壓無功設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理系統(tǒng)，加強(qiáng)供電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理，及時(shí)處理電壓無功設(shè)備的缺陷，提高設(shè)備的完整率。在各級(jí)進(jìn)行電壓曲線匹配。根據(jù)不同季節(jié)和不同時(shí)段的負(fù)荷曲線和電壓曲線，制定變電站電壓控制曲線，確定配電變壓器的位置，并及時(shí)返回電壓。

5 結(jié)束語

中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高與電力線分布網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)，有效的配電網(wǎng)管理技術(shù)促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。要從根本上解決配電網(wǎng)的問題，構(gòu)建最適合的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，建立完整的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)，選擇最合適的配電網(wǎng)管理人員，從而提高配電網(wǎng)的運(yùn)行效率。對(duì)于低壓現(xiàn)象，應(yīng)分析低電壓現(xiàn)象的原因，有針對(duì)性地解決策略，提前預(yù)測(cè)問題，少出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象，以保持電路的穩(wěn)定運(yùn)行?？傊?，必須重視電力線配電網(wǎng)的管理和低壓綜合治理。