高原农牧区“低电压”台区治理

崔桂兴，侯元红，屈光至

（1.国网青海省电力公司黄化供电公司，青海 尖扎 811200；2.国网青海省电力公司西宁供电公司，青海 西宁 810000）

配电网“低电压”是关系到千家万户生活质量的民生问题，消除“低电压”是供电企业履行社会责任和践行服务宗旨的基本要求。近年来，经过供电企业持续配电网“低电压”治理，配网结构、装备水平及配网综合管理水平有了显著提升，绝大部分用户端供电质量有了明显改善。

国网泽库县供电公司（以下简称泽库公司）地处青南高原，供电区域分布在牧区，平均海拔3750 m，年均气温-0.4 ℃，气候条件恶劣，交通不便。所辖10 kV 线路13 条，总长1064.8835 km；0.4 kV 线路总长1467.72 km；所辖配电变压器508 台，配变总容量5.6470 万kVA，服务供电客户12255 户，供电面积6550 km2。由于历史遗留原因，公司所辖农牧区内存在许多小容量、长供电半径、细线径、户均容量小的台区，随着用户生活水平的提升，用电负荷增加，末端形成大负荷，部分台区不能满足用电需求，存在局部“低电压”现象，严重影响用户的正常生产生活质量。开展农牧区“低电压”台区治理研究，分析农牧区配电网“低电压”产生的原因，找出相应的治理措施，提升电能质量，保障用户安全可靠用电极为重要。

1 农牧区“低电压”台区的解决措施

1.1 增大配电变压器容量

一是对原台区用户用电负荷重新统计计算，针对用电负荷较重容量不足的变压器引发的“低电压”进行适当增容改造或是将原台区进行合理拆分，实现小容量密布点。二是对三相变压器当单相变压器使用的台区，对变压器低压出线首段部分进行小范围改造或调整，重新分配三相负荷，实现变压器容量的高效利用。三是对于季节性负荷引起的“低电压”可以根据季节变化和负荷变化及时调节变压器的分接头。四是要及时测算分析无功潮流，对于无功不足的进行适当增加无功补偿容量，对于损坏的无功电容设备及时更换。

案例1：泽二路尕日当公网变，变压器容量为30 kVA，供电半径达到2.1 km，末端有一用户存在1.5 kW 负荷，末端电压在用电高峰时仅为88 V，2018 年11 月将变压器增容为160 kVA，末端电压升为190 V，基本满足用电需求。

案例2：泽二路杨么日公网变，三相变压器容量30 kVA，用电负荷达到12 kW，第一档之后的3路出线均由三相四线改为单相，且为同一A 相，在用电高峰期末端部分用户电压在150 V，电压偏低，将三路出线负荷分别改接到A、B、C三相后，用户电压达到205 V，恢复正常。

1.2 增大线路线径

一是校核选择导线截面按电压降校核选择低压线路导线截面，借助农网升级改造，将低压主干线及支干线重新更换大截面导线或是将原单相二线改为三相四线。二是对于局部受限的低压线路线径部分进行重新改造更换。三是在线路杆塔、金具允许范围内可考虑再增一回小线径线路，实现双回供电，扩大线路线径。

根据DL/T 5220—2005《10 kV 及以下架空配电线路设计技术规程》规定，1 kV 及以下配电线路，自配变低压侧出口至线路末端（不包括接户线）的允许电压降为额定电压的4%。因此，对于一些配变侧电压满足要求而用户端电压不满足要求的用户，可根据导线截面、负荷电流等参数，计算出单相供电和三相供电的理论供电距离。

1.3 缩短低压供电半径

一是通过拆分台区实现。对于超长供电半径，通过增容、增加线径和其他措施不能有效解决“低电压”问题的台区，须结合低压电网实际现状和农网升级改造项目，通过拆分台区增加电源布点的方式来，缩短单台配变低压供电半径，提升台区供电能力，解决“低电压”问题。分网后低压供电半径不超过1500 m，配变容量配置满足当地负荷10年发展需求。二是对于迂回供电或是交叉跨越供电的线路进行改造，实现就近接入新的台区，缩短供电半径。三是对于因变压器不在负荷中心导致的部分用户超供电半径问题，需要迁移变压器至负荷中心。

案例3：泽库公司县城1#公网变为315 kVA，接入大量的煤改电负荷，最高负荷达到290 kW，在用电高峰期部分用户电压仅为178 V。重新拆分后，用户电压恢复正常。

1.4 保证三相负荷不平衡率

一是借助用电信息采集系统、PMS 系统加强对低压台区的三相不平衡的监测，根据负荷情况，及时对三相负荷进行调整，做到常态化；二是加强对员工培训，新装接电时养成根据现场实际负荷T 接引流的习惯。

案例4：泽库公司多三路西卜沙乡政府公网变为100 kVA，实际用电负荷为50 kW，供电半径0.5 km，但其三相负荷极不平衡，部分用户电压在176 V。将三相负荷重新分配后，末端电压升为215 V，满足正常用电需求。

1.5 加强线路运维力度

一是加强运维人员技能培训，强化线路运维力度，对质量不合格的瓷瓶及时更换，对扎线松动或是脱落的瓷瓶及时绑扎。

二是借助用电信息采集系统、同期线损系统加大对异常高损台区的排查力度，做到故障早发现早处理。

三是结合负荷预测、线损治理，对长期未改造、设备、线路老化严重的台区要及时统计，储备到农网升级改造项目中，从长远解决配电网薄弱问题。

四是加强内外协同，提高报修效率。

五是借助PMS系统、用电信息采集系统、电压检测装置和现场实测做好对设备状态监测工作及时掌握配变及其低压台区的运行信息，对配变档位和负荷不平衡问题等进行调整，从运维手段提高电压质量。

1.6 加强设计把关，实现源头管控

在进行台区新建或是线路升级改造时要充分考虑现场的实际情况，充分考虑负荷发展状况，优化电源布点、合理布局，科学规划，合理选择线路导线截面、变压器容量等设备，虑集中安装无功补偿装置，提高功率因数，实现源头管控。

1.7 采用治理“低电压”新技术

1.7.1 采用三相自动调容调压配变

自动调容调压配电变压器将先进的自动监测和控制技术与永磁机构开关技术结合，并成功应用到配电变压器，从而使单台配电变压器同时具有远程控制、自动调压、自动调容功能。当综合监测控制器根据监测结果判断需调压时，发送调压指令给永磁机构，永磁机构动作推动盘形开关进行触点转换，从而实现根据需要调整电压降低损耗的目的。变压器负荷增大造成出口电压降低、10 kV 线路压降大等原因造成用户端“低电压”，该技术适用于这种存在三相动力用户的台区，若线路中无功功率传输较多或突显低压线路线径不足的矛盾。通过装设低压线路无功补偿器能降低输送电流，使台区电压满足要求。

1.7.2 采用智能“低电压”调压装置

该设备可以安装到变压器低压出口或是各分支线路上，对安装位置之后的的线路起到调压作用，如图1 所示。该设备实时监测线路电压，当电压处于175～204 V 时，设备以电压为参照数据进行补偿，可有效抬升线路末端电压8～15 V。

图1 智能“低电压”调压装置安装图

案例5：泽库公司泽二路尕日当2#公网变原先为160 kVA，供电半径达到3 km，末端有用户存在2 kW 负荷，末端电压在用电高峰时仅为130 V，2019 年1 月在其中间分支安装智能“低电压”调压装置后，末端电压升为185 V，基本满足用电需求。

1.7.3 使用户用低压稳压器

稳压器是一种能自动调整输出电压的供电设备，由调压电路、控制电路、伺服电机等组成。当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动，使调压器碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，从而保持输出电压的稳定。该设备安装简单，调节电压范围广，稳压效果好，可以有效解决个别用户接入电压不满足要求的问题。

案例6：泽库公司泽二路赛日旺4#台区，如图2所示，用户南木杰家中在使用前电压为195 V，其水泵不能正常启用，在使用户用低压稳压器后，电压提高了11 V，达到226 V，水泵能正常开启。

图2 低压稳压器使用前后电压对比

1.7.4 引入高科技手段，加强微网建设

目前许多地区正在进行风光互补、智能化电网的研究和实施，这对于散居在草原深处的牧民来说，是一种极佳的供电方式，既解决了10 kV 供电线路超长、损耗大的问题，又解决了牧民的信息通信难的问题。在用户末端建设微电网可以有效提高配电网的供电可靠性和电能水平，是一种有益的探索。

1.7.5 应用电压补偿装置，解决个别用户“低电压”

针对超供电半径，低压线路末端个别用户存在“低电压”现象的台区，可以采用在用户侧加装电压补偿装置解决“低电压”问题，电压补偿技术，适用于电网电压波动较大或电网负荷季节性变化大的地区，额定输入电压为220 V 的-2%～+7%；额定输出电压为198～235.4 V，可给客户提供优质的电力供应，确保用户生产、生活正常用电。

1.7.6 低压直流供电研究

对于低压超供电半径、远距离供电末端存在大负荷造成的“低电压”问题，在用户用电负荷一定的条件下，提高供电电压降低电流来减少线路压降损失，可以尝试采用低压直流配电研究解决。该低压直流供电系统由变压器单元、整流器单元、直流电缆单元和终端用户型逆变器单元构成。在低压线路首端安装升压器将低压220 V 电压升至交流1000 V，再通过整流器将交流电整流为+1000 V 的直流电，在用户侧电能表前端安装逆变器，将+1000 V直流电逆变为交流电，然后再通过降压器将电压降压为220 V。

2 成效

泽库公司借助用电信息采集系统、PMS系统加强对“低电压”台区和末端用户电压质量的监测力度，对问题台区认真分析原因，实施针对性措施，结合农网升级改造项目和运维项目，通过台区增容、升级改造、台区拆分、三相负荷调整、加装调压器等措施，先后解决各类“低电压”台区41台，做到“低电压”台区的即发现、即治理，“低电压”台区始终保持为零。

3 结束语

农牧区“低电压”问题产生的原因多种多样，归根结底是农牧区电网建设滞后于经济发展、负荷增速。为有效解决“低电压”治理问题，必须弄清“低电压”出现的直接原因，结合低压电网负荷密度、用电性质、用户分布等实际情况，合理规划，科学治理，可以采用多种复合方法进行综合治理，做到针对性强，施工简单、降低线损、提高供电可靠性，有效改善农牧区“低电压”问题。