配电网居民客户端低电压治理方案探讨

通过分析主变压器10kV母线到居民客户端简化电气结构模型，得出居民客户端电压影响因素，根据实际运行经验总结居民客户端低电压的原因。针对原因提出相应的解决措施，并根据供电公司内部分工及措施实现难易程度，编制居民客户端低电压处理措施选择流程图。0引言随着居民生活水平的提高，居民用电量不断攀升，配电线路及配电变压器负载加重，容易引起客户端低电压问题，严重影响居民正常用电。为改善低电压问题，提升供电公司优质服务水平，本文分析了低电压产生的原因及相应解决措施，并结合供电公司内部分工和措施难易程度编制措施选择流程图。1居民客户端电压影响因素分析主变压器10kV母线到居民客户端简化电气结构模型如图1所示。

图1简化电气结构模型假定配电变压器低压三相负荷平衡，可得各节点电压表达式。配电变压器高压侧电压为：式中，U

10为10kV线路首端电压；P

10和Q

10分别为10kV线路的有功功率和无功功率；R

10和X

10分别为10kV线路的等效电阻和等效电抗。配电变压器低压侧电压为：式中：P

T和Q

T分别为配电变压器的有功功率和无功功率；R

T和X

T分别为配电变压器等效电阻和电抗；为配电变压器变比。居民客户端电压：式中：P0.38和Q

0.38分别为380V线路的有功功率和无功功率；R

0.38和X

0.38分别为380V线路等效阻抗和电抗。综合式（1）、（2）、（3），可得居民客户端电压为：由式（4）知，影响居民客户端电压主要因素有10kV母线电压、10kV线路阻抗（线径、供电半径）、10kV线路负载情况、配电变压器阻抗、配电变压器负载情况，低压线路阻抗（线径、供电半径）、低压线路负载情况、配电变压器变比（分接头）。实际运行中，配电变压器三相负荷往往不平衡，存在零序电流，导致居民客户端电压三相不平衡，故配电变压器三相不平衡度也是居民客户端电压影响因素。2低电压产生原因分析结合式（1）～式（4）和实际情况，分析低电压产生的原因如下：1）10kV母线电压不合格。作为配电网电源点，10kV母线电压不稳定或者负荷高峰期低位运行会影响其供电的所有配电线路，压缩下游配电线路电压调节空间，波及面较大。2）重过负荷运行。由式（1）～式（3）知，中低压线路和配电变压器的电压降与负载成正比，重过负荷运行时线路和配电变压器压降容易超过规定值。若中压线路重过负荷运行，其末端配电变压器高压侧电压偏低，该处配电变压器供电客户容易出现低电压；若配电变压器重过负荷运行，则该配电变压器范围内容易出现低电压。3）线路供电半径长、线径细。供电半径长、线径细，线路阻抗越大，由式（1）、式（3）知，中低压线路的电压降与线路阻抗成正比，若线路规划设计不合理，线路末端容易出现低电压问题。4）无功补偿设置不合理。由式（1）～式（3）知，中低压线路、配电变压器电压降均与输送无功功率有关，若配电网中无功补偿设置不合理或运行管理不到位，线路上输送无功功率较大，甚至出现无功功率穿越时，居民客户端可能会出现低电压。5）配电变压器分接头位置不合适。由式（2）、式（4）知，配电变压器分接头位置会影响配电变压器低压侧电压，分接头位置不合适，低压侧电压可能会偏低，作为低压居民的电源点，其供电的居民客户端会出现低电压。6）低压三相负载不平衡。之前所述均假设低压三相负荷平衡，若配电变压器三相总负荷不大，但低压三相负荷不平衡，某相负荷重、电流大，则该相供电的客户同样会出现低电压问题。3低电压治理措施根据上述所分析的低电压产生的原因，并结合实际居民客户端电压合格率管理经验，提出相应治理措施：1）完善并加强电压监测系统。加强用电信息采集系统应用，强化负荷高峰中低压线路末端的电压采集分析。若出现低电压问题，首先排查监测点表计原因，保证用电信息采集系统实时准确，为选择处理措施创造条件提供依据。2）改善主变压器10kV母线电压。10kV母线电压调节手段主要有调节主变压器分接头，自动电压控制（AVC）或电压无功控制（VQC）无功补偿［4-5］。根据负荷曲线变化规律，优化无功控制策略，为配电网运行提供坚强稳定的平台。3）调整网架结构。中低压配电线路重过负荷运行或供电半径过长时，可寻求邻近电源点，调整网架结构。中压线路过负荷运行或供电半径过长时，寻求周边邻近变电站或邻近轻负荷短线路，对原线路末端部分进行分割。低压线路过负荷运行或供电半径过长可寻求邻近合适配电变压器，将部分负荷转供到该配电变压器。4）增加变电站布点。针对措施3），若中压线路重过负荷运行或供电半径过长导致低电压问题，周围又无邻近变电站，从规划角度，可增加变电站布点，对原线路进行分割。5）新分台区。针对措施3），若低压线路过负荷运行或供电半径过长导致低电压问题，周围又无邻近配电变压器，可新分台区。根据综合经济技术特性，新台区要按照“小容量、密布点、短半径”布置［6］，同时新台区尽量设置在负荷中心，低压线路拓扑采用辐射式。6）线路改造。对于卡脖子的中低压线路进行改造，对供电负荷进行分析和预测，按照《配电网规划设计技术导则》选择合适的导线，更换细线径线路。7）优化无功配置。配电网中无功补偿形式主要有中压线路杆上补偿、配电变压器低压侧集中补偿、低压线路杆上补偿、用户分散补偿，根据低电压处线路现有无功配置情况，按照分层分区、就地补偿的原则，合理配置无功补偿容量和位置，尽量减少配电线路上无功流动。选取先进的无功补偿装置，如静止无功发生器SVG、STATCOM等装置，实现无功补偿连续自动调节。8）调节配电变压器分接头。根据负荷的季节性变化，对配电变压器分接头进行调整。将三挡位配电变压器更换为五挡位配电变压器，优化电压调节连续性。若条件允许，将无载调压配电变压器更换为有载调压配电变压器，提高调压的灵活性，同时提高供电可靠性。9）适当配置调压器。因配电线路阻抗比相对输电网阻抗比大，阻性压降的占比相应增大，在配电变压器分接头调节空间受限的情况下，可适当配置调压器，增加调压器后端线路电压变比的调节范围。10）调整三相负荷。分析配电网监控平台采集的数据，对不平衡度高、负载重的配电变压器进行重点监控，因为监测系统中判断重过负载的标准是相电流最大值，故需通过历史数据和后续监测数据判定配电变压器是否为三相不平衡，若确为三相不平衡，对配电变压器三相负荷进行调整，保证不平衡度符合要求。11）灵活运用仿真计算技术手段。结合监测的数据，建立低电压处配电网系统仿真模型，对该系统进行仿真计算分析，得到各种运行方式下的电压情况，并对低电压的情况选择合理经济简单的解决措施；同时为上述各种解决措施提供尽可能准确的量值，如无功补偿位置、补偿容量、配电变压器分接头挡位、改造导线线径等。12）重视配电网的规划设计。根据现有负荷密度、电源点分布及负荷预测合理规划配电网，对配电网规划设计项目进行全面可行性研究和测算分析，保证重过负载时也不出现低电压问题。综合上述措施实现的难易程度，结合供电公司内部分工，采用倒查法，由下游到上游、由低压到中压、由点到面，逐级排查选取合适的解决措施，具体流程如图2所示。图2低电压解决措施选择流程图该流程图涵盖了居民客户端低电压问题的各种原因和治理措施，以该流程图为主线，结合实际监测数据构建仿真计算模型，选定单一解决措施或制定综合治理方案，利用仿真计算模型进行验证并确定方案中相关量值，从而准确制定现场实施方案。较之前根据经验电压调整方法，本文中所述方案更具针对性、准确性，可有效避免重复停电（如配电变压器分接头调整不到