关于庄河地区的“低电压”问题分析及治理措施探讨

关于庄河地区的“低电压”问题分析及治理措施探讨

马万鹏

（国网庄河市供电公司辽宁庄河116400）

摘要：“低电压”解释，依据《国家电网公司配网“低电压”治理技术原则》规定，“低电压”指用户计量装置处电压值低于国家标准所规定的电压下限值，即20千伏及以下三相供电用户的计量装置处电压值低于标称电压的7%，220伏单相供电用户的计量装置处电压值低于标称电压的10%。低电压”治理范围，其中持续时间超过1小时的“低电压”用户应纳入重点治理范围。

关健词：台区低电压；原因分析；治理措施

二、庄河地区“低电压”原因分析

（一）现状分析

辽宁庄河地区供电面积大，山峦、丘陵较多，地形复杂，用电客户分散，“低电压”问题比较突出，目前统计存在“低电压”现象的低压台区共286个。近期，供电分公司组织人员对这些台区重新进行了现场实勘调查，补充收集相关数据，现统计分类如下：

从上表中可以看出：

1、所有存在“低电压”现象的台区主干导线截面全部小于等于35平方毫米，其中最小的线径仅16平方毫米；

2、“低电压”台区中，供电半径小于等于500米的只有17个台区，仅占5.9%，但这些台区户均容量全部小于2千伏安，且四线占比全部不足50%；

3、庄河地区低压线路供电半径过长问题同样突出，“低电压”台区中，供电半径大于500米的台区占到94.1%，其中大于1000米的台区也达到了37%，最长低压线路供电距离超过2900米。

4、“低电压”台区中，多以单相双线供电为主，三相四线供电占比不足50%的台区高达86.4%。

（二）原因分析

1、0.4kV低压台区的主干导线截面对电压的影响

以庄河市徐岭镇苗屯台区为例，计算如下：

选择距离苗屯台区变压器1000米的6个单相供电客户，低压线路为35平方毫米铝制裸（绝缘）导线，实测户均容量为1.5千伏安，考虑用电同时率，其最大用电功率可按4.5千瓦计算。

导线的电阻(铝线的电阻率ρ＝0.0283)：R＝ρ×L/S=0.0283×1000/35=0.809欧姆

低压线路可不考虑电抗影响，则单回线路压降可以进行如下近似计算：

△U＝2RI=2×0.809×4.5/0.22=33.1伏；

因变压器二次额定相电压为220伏，因此客户计量装置处电压计算值为186.9伏；

现场用电高峰时，实测6个客户计量装置处的电压值为186伏，与计算值基本相符。

如果将该台区供电（导线）线径增大到铝导线70平方毫米，则理论上线路压降为：

△U＝2RI=2×0.404×4.5/0.22=16.5伏

用户的电压为203.5伏，实际上电压应该不会低于200伏，完全能够达到合格电压范围。

可以看出，增大低压线路导线截面，可以有效改善用户电压质量。

2、0.4kV低压台区的供电半径对电压的影响

还是以庄河徐岭镇苗屯台区为例，供电距离1000米时，客户计量装置处电压理论值为186.9V。如果将供电半径降低到400米，不考虑电抗影响的情况下，则线路压降计算为：

△U＝2RI=2×0.323×4.5/0.22=13.2V，

理论上，用户电压将提升到206.8伏，根据经验推断，实际上用户电压应该不低于205伏，完全可以满足电压质量要求。

所以说，只要合理增加配电变压器布点，将供电半径缩小，也会显著的改善用户电压质量。

3、低压三相四线供电方式对电压的影响

根据DL/T5220-2005《10千伏及以下架空配电线路设计技术规程》规定：1千伏及以下配电线路，按照配变低压侧出口至线路末端的允许电压降为额定电压4%，来校验配电线路的供电距离是否满足电压要求。

供电距离计算公式：

单相：L=（4%×220）/〔2×I（R0COSφ+X0COSφ）〕

三相：L=（4%×380）/〔×I（R0COSφ+X0COSφ）〕

导线按70平方毫米架空铝线考虑，根据国标12527-2008，其电阻值为0.443欧姆/千米，电抗值为0.335欧姆/千米，允许载流量为274安，功率因数选取0.9，如果用电负荷为20千瓦，则经过计算可得供电距离：

单相两线制供电：L=（4%×220）/〔2×I（R0COSφ+X0COSφ）〕=239米

三相四线制供电：L=（4%×380）/〔×I（R0COSφ+X0COSφ）〕=477.2米

由计算结果可以看出来，在相同的电压降条件下，三相四线制供电可以比单相两线供电提高一倍的供电距离，所以说，同样供电距离三相四线制供电方式对于用户的电压质量改善是显而易见的。

如果实际工作中，要达到“220伏供电用户的计量装置处电压值不低于标称电压的10%”的要求，则上述负荷采用三相四线制方式，供电距离将会超过1100米，而单相两线制的供电距离不足600米，所以说三相四线制供电方式在改善“低电压”方面的作用还是非常明显的。

4、供电半径大的10千伏线路压降对台区用户电压的影响

经统计，庄河地区共有21条10千伏线路供电半径大于15公里，其中供电半径最长的是10千伏三架山线，长度达34公里。

以三架山线为例，其10千伏导线截面为95平方毫米铝制裸导线（其电阻值为0.33欧姆/千米，电抗值为0.342欧姆/千米）。从调度控制中心调取数据得知，三架山线最大输出有功功率为1455千万，对应的无功功率为980千乏。线路压降计算如下：

△U=(PR+QX)/Ue=（1.455*0.33*34+0.98*0.342*34）/10.5=2.6401千伏

所以，10千伏线路末端电压不到8千伏，就算配电变压器分接头调到最低档，二次输出线电压也达不到340伏，相电压不到200伏，用户的电压质量就可想而知了。三架山线末端共有3个综合台区，“低电压”问题均比较严重。

如果能够采取有效措施，将三架山线的供电半径减小到15公里以内，经过计算，则线路末端电压降将会下降到1.1647千伏，如果将配电变压器分接头调到最低档，相应的变压器二次输出就会提升到390伏以上，完全满足要求。

由此可见，降低10千伏线路供电半径，减小线路末端压降，也是可以改善“低电压”现象。

5、未网改的0.4kV台区用户进户线对电压的影响

庄河地区新一轮网改后台区进户线截面全部为16平方毫米，平均长度（计量装置负荷侧至客户家总控制开关处）在40米以内；而未网改台区的进户线均为4平方毫米或6平方毫米导线，平均长度70余米。

以客户平均用电功率为2千瓦，未网改前为4平方毫米铝导线，长70米，可算出进户线电压降如下：

△U1＝2RI=2×0.33×2/0.22=6伏

网改后，更换为16平方毫米铝导线，线路长度降低为40米，可算出进户线电压降如下：

△U2＝2RI=2×0.07×2/0.22=1.27伏

由此可见，进户线经过改造后，用户的电压损失有一定的改善。

三、庄河地区“低电压”采取的治理措施

（一）利用技术方法治理

1、结合地区现状，综合考虑经济性和可行性，按照“小容量、密布点、短半径”原则，新增10千伏配电变压器布点，缩短低压台区的供电半径，尽可能使其控制在500米以内。

2、对有“低电压”现象的台区导线截面进行更换改造，改善导线材质，增大导线截面，按照国网公司标准低压台区主干导线截面不小于120平方毫米，分支线路导线截面不小于70平方毫米，台区改造要求四线制供电达到90%以上，全面提升低压台区的供电能力，满足未来负荷增长需求。

3、针对台区供电半径过长且无法进行新增变压器布点的台区，适当进行使用高过载配变，供电距离较长且在10户左右及以下的客户处可采取加装低压调压器方式调解电压，保证台区偏远用户的供电质量。

4、综合公用配电变压器加装低压无功补偿。100kVA及以下变压器宜配置60Kar的无功补偿装置，100kVA-315kVA宜配置120Kar的无功补偿装置。

5、对于配变平均负载率低于25%、电压波动过大的季节性“低电压”问题，可考虑使用有载调容、调压配电变压器。

6、对10千伏线路供电半径过长引起出现低电压现象，可以采取配电变压器挡位调整等措施，还可以增加10千伏线路加装无功补偿装置，降低10千伏线路电压损失，减少对用户电压质量的影响。

（二）利用管理手段治理

1、开展摸底排查工作，全面掌握电网信息情况根据客户投诉及咨询低电压记录情况，结合负荷实测对电压质量差的台区进行低电压普查，并利用电压监测装置和现场测量数据，对各配电台区“低电压”数据记录和分析，查找原因。对客户投诉比较集中、情况特别严重的台区及时进行整改解决落实，对当前各级电网运行情况进行认真分析，详细掌握低电压形成的原因和特点。

2、科学制定、合理安排电网建设改造规划，通过配电网运行分析、梳理电网薄弱环节，特别分析好低压台区的网架情况，积极筹措资金，分轻重缓急统筹安排相关项目实施。

3、加强配电网运行分析，在运行分析的基础上，建立保障电压质量的常态机制，特别是PMS配电管控平台上线运行后，各运行单位须利用PMS配网管控开展农村低电压综合治理管理分析工作有效管理农村低电压综合治理过程中发生的数据报表和相关文档资料，统筹各系统数据资源，加强分析研究，服务农村“低电压”综合治理工作。

综上所述，“低电压”问题涉及面广，其发生原因与治理是一个长期过程，采取单一调压手段已无法满足电压治理需求，充分利用供电企业多部门多专业综合治理的优势，结合10kV线路网架、配电变压器、低压台区线路、用户侧负荷、电压监测信息、PMS配网管控平台等相关业务数据综合分析，选择最佳方案治理。

我们将结合庄河地区“低电压”实际情况，边治理边学习探讨，吸收和总结先进技术经验，为解决“低电压”提供有益探索。

国网庄河市供电公司

马万鹏

2017年12月20日