台区低电压及重过载研究分析

补 敏，吴 敌

（1.贵州电网有限责任公司，贵州 贵阳 550000；2.兴义供电局，贵州 兴义 562400）

1 低电压的判断与分类

低电压主要指用户用电线路中的电压值低于国家标准所规定的电压下限值，即20 kV及以下三相供电用户的用电线路中的电压值低于标称电压的7%，220 V单相供电用户的用电线路中的电压值低于标称电压的10%[1]。

低电压主要包括长期性与季节性的低电压。其中，长期性的低电压主要是指用户的低电压状态持续3个月或者日负载的低电压状态持续6个月以上。而季节性的低工作电压则指因度夏和度冬、春灌和秋收、重要节假日以及同期的工农业活动对电能需求的增加而产生的低电压[2]。

2 低电压产生的原因

2.1 供电半径过长

低压线路在供电半径上过长且在末端的电压损耗较大，使得整体的电压出现偏低的情况。在偏远地区，供电半径过长的原因是用户居住的较为分散；在城乡结合部，则主要因为自建房的不断扩张而造成电路无限延伸。

2.2 截面小导致供电能力不足

受历史因素的影响，许多老建筑的建设标准较低，一些主干线、分支线路以及下户线的线径都比较小，这也导致电路存在供电能力不足的现象。台区内的负荷增长超过了预期，低压导线在截面上不能满足载流量方面的需求，使得用户无法获取充足的电力[3]。

2.3 配变重过载

线路中的设备重载或者过载也会造成线路的压降增大，从而使得线路的末端电压较低，引起低压电网电压低的问题。此外，由于配电变压器的重载和超载，使得变压器系统内的压力增加，而当变压器出口位置的电压偏低时，也会造成线路末端的电压降低。

2.4 配变的无功补偿不足

现代社会中，大部分家庭都有电视机、洗衣机、电冰箱或电磁炉等负荷性电器，无功的补偿不足或者投运效率不达标等都会使得电网无功缺额变大，线路输送大量无功加剧了电压降低。

2.5 配变三相负载不平衡

配变出口位置上的负载电流不平衡度应当小于15%，中性的额定电流也不应当大于低压侧额定容量的25%。当配变三相负载不均衡时会引起中性点的电压出现偏移，载荷轻的一相电压偏高，载荷重的一相电压偏低[4]。

2.6 变压器季节性过载

春灌、秋收、重大节日等时段内的用电负荷会猛增，导致变压器出现季节性过载，进而出现低电压问题。

2.7 设备老化

部分10 kV线路、低压线路、接户线路、入户线或客户内部的线路由于使用的年限较久，因此老化现象也相当严重，线段的接头比较多，导致电压的损耗较大，从而产生不同程度的电压问题。

2.8 配电变压器调压分接开关位置不合理

部分配电变压器在实际工作中存在操作不当的情况，其调压的分接开关在位置上设定的并不合理，如果档位过低，就会造成供电的变压器出口的电流偏低，进而出现线路末端电压较小的问题[5]。

2.9 客户超容用电

部分用户在实际用电过程中会发生超越协议所规定的容量用电，超过电网、接户线或入户线上的限制电流时会导致电线过热、电压降增大，从而出现电压较低的问题。

3 台区低电压治理

3.1 治理原则

要深入贯彻多措并举和统筹管理的原则，深刻剖析低电压差所形成的原因，并根据“先管控后工程”“标本兼治”“一台区一措施”的基本要求，建立更为完善的检修机制，并实施科学而适用的管理方法[6]。除此之外，自始至终贯彻协调有序和统筹规划的原则，在重视社会效益的基础上，根据低电压区的低电压危害程度及实际的影响范围区分出轻重缓急程度后优选建设项目，以此来有效地提高治理实效性，避免无效投入。

3.2 治理措施

一些中压装置的电压过低会使整个台区的电压过低，在这种情形下可以调整变压器10 kV母线的电压、调节配电变压器的档位，同时增设10 kV的并联无功补偿装置、10 kV的线路调压器以及10 kV串联补偿装置等。针对由三相不平衡而导致的台区过低电压，可以考虑使用运维的方法来调节配变的三相负荷。如果采用运维控制难以调整，可以考虑安装一个三相不平衡自动调节装置。

针对低压配电半径较长的地区，根据现有的配变负载率，采取小容量、密布点、短半径的方式来新增配变，并由此来合理缩减低压配电半径。新增配变需要避免发生新的轻载，在用户相对分散的地方，可以考虑采用单相变[7]。关于配电变压器容量不足的问题，要更充分地根据配电变压器在电压负荷分布的特点，可以采用配变增容或更换过载较大的配电变压器等方式，实现电压负荷的灵活调节。针对一些距离变电站较远且季节性电压变化幅度较大的变电站，可以使用有载的调容或者调压进行配变。新增配变容量在100 kVA及以上的，应该按照配变容量的30%左右配置容量可调的无功补偿装置。对于低压导线截面过小而导致的电压降低，需要充分结合负载的实际情况逐步更换为截面满足要求的导线。对于没有安装无功补偿设备且功率因数不能够满足实际用电需求的情况，最适合的方式就是加装一些配变低压的相关无功补偿设备。针对部分已安装但是仍然达不到要求的配变器，应该视实际情况进行补装[8]。在分布上过于分散或者末端用户较少的情况下，需要考虑成本的效益情况，可采取加装单相调压器或者选择一些容量比较小的单项变等方法。

4 重过载发生原因

在配电网的实际工作流程中，造成交流输电导线过载的因素大致有如下3个。一是在供电负载较大地方的配电网中产生了供电线路掉闸的情形，从而导致其他地方供电线路出现过载；二是当高压输电和低压输电线路构成的电网处于未解开状态时，一旦高压线路出现掉闸现象，就会造成低压线路的过载；三是当配电网的线路停运或掉闸之后，因调度错误等其他因素会导致事故范围扩大或引发线路过载。当前电力输送系统的更新速度无法满足人们对于电力的实际需求，导致电力输送系统经常会在超负荷状态下运行，电力传输系统无法进行正确的调度，对居民正常用电造成影响[9]。

5 重过载调整方法

当输电线路发生严重过载现象时，相关调度工作人员需要在第一时间执行相应的安全措施，从而及时解决有关过载方面的问题，以防止出现更重大的故障，导致不必要的损失。目前，较为完善的调整重过载的方式大致如下[10]。

5.1 调整机组出力

一些较大型的输配电网络中有不少发电机组，在发生了重过载的现象后，如果不进行适当调整，可能会产生很大的连锁性反应，导致更严重的结果。当发生重过载现象后，就应该适时减少送端供电机组的出力，并降低所送出的潮流，以达到消除过载的最终目的。同时，增加各地区相应发电机组的总出力，以满足需求端对电能的需要。当出现重过载情况后，应当适时调整各发电机组的出力状况，缓解输电线路的重超载状况，从而稳定整个配电网的电力供应。

5.2 控制用电负荷

局部线路落闸后可能会形成临时性的辐射线路，这种供电方式会降低供电的可靠性，负载很大时非常有可能造成其他输电线路过载。在发生重过载事件后，最合理的方法就是减少对该地区用户的供电负载，控制用电负荷，以消除该线路的过载现象。

5.3 调整机组出力与控制用电负荷结合

随着电网的迅速发展，供电线路的结构也更为复杂。在处理实际有关重过载的相关故障时，单纯的处理方案通常都没有办法在短时间内取得较为理想的解决效果。在一般情况下，会将发电机的出力与供电负载组合起来联合调节，以尽量减少重过载现象，从而提高供电系统的安全与可靠性等。

5.4 改变系统的运行方式

在配电网向高电压发展的整个过程中，常常会由于低电压系统没有及时解压，而产生了高低压循坏的电磁环网。在这些条件下，高压电流装置常常会发生掉闸的情形，进而导致低电压装置的过载。处理这些由电网潮流分布引起的线路过载问题，最有效的办法就是改善电网的环网构造，进而改善潮流的分布状况。这种方式能够迅速消除或减少电流装置的过载状况，使潮流下降至安全范围内。

6 重过载预防措施

6.1 调整用电方的电力需求

出现重过载现象的主要原因是用户对电能的需求量瞬时增加，在防范配电网出现重过载的过程中，需要先调整用户在某一时间段内对于电力的需求。在不影响电力销售的基础上，在规定的时间区域内调节电力价格，尽量错开不同用户的用电高峰，以有效避免瞬间电流过大的状况。

6.2 加强对配电网过载风险的评估

由于形成配电网的输电线路过载的因素众多，包括海洋潮流的波动、温度、风向和阳光的辐射等，因此要对这些因素进行系统性分析。目前，较为成熟的检测方式是计算严重度函数，而经常使用的方法则是发电有功校正方法，调节无功补偿装置并调节与之相匹配的配置方式等。

6.3 优化完善事故后的预处理方案

在预控配电网的重过载事故时，要充分结合实际情况并有针对性地制定最佳的预处理方案。需要注意的是，方案中的相关内容一定要细化，要为每一种的可能情况都制定出详细的处理方案，且持续进行完善、严格进行落实。只有如此，才可以在相关故障发生之后进行及时且合理并准确的处理，以此来最大程度地加快电网的恢复速度。

7 结 论

低电压和重过载都是影响配网电能质量的主要因素，为了全面落实我国对电力品质管理的有关规定，应统筹兼顾电网质量提升目标，以实际问题为引导，对综合管理运维、技术改造和建设问题提出科学的处理对策，尤其是在一些新科技、新工艺的创新运用上还需要进一步研究。