台区低电压治理

　　一、电压治理意义及背景

　　为积极应对能源供需格局新变化、全面贯彻供电公司以新能源为主体的新型电力系统建设，满足经济社会日益增长的高品质用电需求，服务公司绿色低碳发展，公司认真总结配电网电压管理经验。

　　电压合格率是电能质量的重要指标之一，电压质量好坏直接关系到电力系统的安全和经济运行，对用户安全生产和产品质量有着重要影响；新农村建设、家电下乡也对电压质量提出了更高要求。最大限度地提高电压合格率是电力企业向客户提供优质服务的重要体现，国网公司供电服务“十项承诺”第一条中就提出了电压合格率指标要求：

　　一是，社会经济发展对供电电压质量提出更高要求。我国已开启全面建设社会主义现代化国家新征程，各地区产业结构和能源消费方式发生深刻变革，社会用电需求由“用上电”转向“用好电”。助力乡村振兴和新型城镇化战略实施，提升“获得电力”服务水平，提供优质的供电电压质量，是供电企业的责任担当。

　　二是，新型电力系统对电能质量管理提出更高要求。随着国家“双碳”工作提速，以新能源为主体的新型电力系统加快建设，整县屋顶分布式光伏开发全面启动，大规模分布式新能源接入，对配网电能质量影响日渐凸显。开展电能质量全面监测、分析和治理，实现配网无功电压电能质量协同控制和精益管理，是适应新型电力系统发展的重要保障。

　　二、电压合格的定义及范围

　　根据《供电监管办法（试行）》、《电力供应与使用条例》、《供电营业规则》规定，用户受电端的供电质量应当符合国家标准或者电力行业标准，在电力系统正常的情况下，供电质量应当符合的规定就包括了受电端额定电压及允许偏差值，偏差超过范围则视为不合格电压。

　　城市居民用户受电端电压合格率不低于 95%，农村居民用户受电端电压合格率不低于 94%。

　　在电力系统正常状态下，供电企业供到用户受电端的供电电压允许偏差为：

　　35千伏及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%。（如供电电压上下偏差同号（均为正或负）时，按较大的偏差绝对值作为衡量依据）。20千伏及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。220伏单相供电电压偏差为标称电压的+7%、-10%。在电力系统非正常状况下，用户受电端的电压最大允许偏差不应超过额定值的±10%。

　　低压台区的供电电压额定值为220V，合格电压正常情况下是：198V ~ 235.4V，非正常情况下也不允许超过198V ~ 242V 的范围。

　　三、台区产生低电压的原因

　　本文主要介绍台区的低电压情况。

　　低电压不仅存在着烧毁电动机的风险，还会带来家用电器受损、增大台区线损、降低电力系统稳定性等危害。

　　造成台区低电压的原因有：

　　1、供电半径大。中压线路供电半径的选取要适宜，如果过大，导致压降增大，同时低压线路末端的电压将会下降。当选用的无线供电半径较小，导致低压线路的压降减小，或低电压线末端的电压将会变大。

　　2、导线截面积小。由于中压线路采用的标准不同，如果导线直径较细，线路压降可能会大幅度上升，出现线路端电压降低和配电变压器的输出电压偏低现象。

　　3、设备老化现象。10kV线路、低压线路、接户线、进户线或由于客户长期运行超过线路使用寿命而导致的严重老化现象，有可能发生低电压运行。

　　4、线路过载。中压线路负载过大，可能会出现线路压降大幅度上升和线路末端的电压降低的现象，从而造成电网低电压。此外，配电变压器的过载，使变压器的电压降增加，也会导致这一类问题的出现。

　　5、配电变压器分接开关触头的开关位置不合理。由于运行管理的原因，出现配电变压器的分接头位置不合理，导致配电变压器输出低电压和末端电路电压低等问题。

　　6、低压三相负载不平衡。三相负载不合理运行时，中性线提供较大的电流，常常出现中性点电压产生较大的偏差，三相电压的变化也会出现低电压等问题。

　　7、无功补偿容量分配问题。通常，配电变压器在施工时，对于无功补偿，出现较多的问题，甚至，无功补偿设施在安装中都存在着不足。对于综合变压器台区，其无功功率传输的效率较低，导致在作业时出现低压等问题。

　　8、客户超容用电。部分客户合同的需求量超过了电力用量，超过了路线连接处或进入家庭线的限制电流，随着电压降大幅度提升，常常都会致使交变台的电压过低。

　　四、台区低电压原因分析过程

　　因为台区的低电压存在差异，因此分析低电压的原因应基于科学诊断，找到相应的故障点，制定可行和高效的策，能够及时发现问题并可以迅速处理。台区低电压的出现，可以从以下两点加以解析：

　　1、台区首端电压不合理。第一，台区首端电压的检查不够严格，在首端电压故障的分析功率因数可能发生了差异。当结果变小，说明分析无功补偿设备的容量不充足或没有达到标准；当功率因数可以加以安装配电变压器抽头等设置，这样就有可能达到标准，同时，需要检测10kV的线路电压能否稳定。

　　2、认证的第一端子电压和终端电压不合理。应当对台区的负荷进行运行试验，同时，检查配电变压器的工作状态，导线直径大小和规格是否满足要求，此外，供电半径是否达到标准。收集低电压区域的信息和数据可以从以下两方面进行：客户投诉内容、电压监测系统信息、日常运行状态和工作；从台区的测量自动化系统获得的第一端子电压、功率因数和功率分配负荷数据。

　　五、现有台区低电压的治理

　　1、台区首端电压偏低治理措施

　　应当改进控制和管理的模式，对于变电站10kV的母线电压，需要根据配电变压器档位做出相应的处理；无功补偿容量必须保证充足，才能达到台区功率因数减少的目的。一般来说，功率因数增加到0.95是比较合理的调整程度，由于功率因数的大小取决于补偿的容量，对于功率因数低于0.85的线路，应当配置线路分散仪器和无功自动跟踪补偿设施。

　　2、台区首端电压合格末端电压偏低治理措施

　　首选的是运行管理手段，加强负荷不平衡的三相负荷管理和调整；增加配电变压器容量或台区，解决配电变压器过载的问题；缩短低电压电源线或增加低压线路导线截面面积，控制供电半径在合理的范围内。根据工作负荷的分布情况，在三相四线末端安装分散无功功率补偿。

　　六、对新建台区进行合理的规划和设计

　　1、配电变压器的选址与容量选择

　　（1）配电变压器位置。在规划的前期，应当确定配电变压器的数目，可以通过当地地区负荷发展的程度来选取，尽量达到科学性和标准化，根据配电变压器选址“小容量、多布点”的要求，一般先在负荷分配中心进行选择。但是，会出现无法使用的情况，可能是选择不理想，没有根据要求进行选取，使得电源半径没有达到标准。所以，上述的分配方式无法广泛应用，在完成后也经常出现低电压等情况。因此，供电企业与地方政府和村组织需要制定相关的方案，分析利弊，考虑如何选择合理的区域分布。

　　（2）配电变压器容量的选择。低压配电变压器是主要的部件，所以选择合适的容量对正常高效工作提供保障。配电变压器的容量选择过大，会形成“大马车”现象，这不仅增加了铜和铁损，而且造成设备浪费和不合理的使用能力；选择太小，将导致长期过载运行，或由于变压器的负荷增加，导致更大的经济损失。因此，配电变压器必须根据电力负荷的供电面积来确定，预测负荷的趋势，主要考虑满足未来3~5年的无功负荷需求，配电变压器的损耗和无功功率负载等问题不可忽视。因此，在选择配电变压器模型时，考虑到投资和效益的损失比，尽量选择低损耗的变压器。

　　2、导线的选择

　　在进行导线的选择时，首先应把握电力负荷在网络中的发展情况，主要考虑近几年负荷增加或减少，并根据目前的负荷情况，结合当地经济发展规划，正确估计和预测未来的负荷发展空间。然后，根据规定的电压损耗情况，并考虑截面面积的增长率，以确定未来的负载导体。低压输电线路在允许的最大电压损失情况下，根据计算公式来计算，也可参考相关数据表，根据导线的规格，结合负载电流，对低压线路两端电压进行检查，确定合理的供电范围。配电变压器的出线口数量是根据电源的供电选择，一般控制在3~4回出线。根据负荷的分布情况，对干线和支线进行合理配置，使三相电流达到平衡，减少损耗。

　　3、无功补偿配置

　　无功功率补偿能够达到降低线压降的目的，通过增加路端的电压。但是由于电力负荷的积累，导致线路导线截面面积变大，线路阻抗变弱，而电感值变化不明显，所以线路电压损耗程度一般取决于无功功率的大小，在损耗中无功补偿的比例将越来越大。同时，三相不平衡电流无功功率补偿方法需要适当的调整。因此，对三相电流不平衡的系统，在每一个相位与中性线之间接入不同容量的电容器，可以使每个相位的功率因数补偿接近0.95。无功补偿装置的选择需要考虑载荷类型的因素，线性和非线性负荷的分配系统根据总负载的比例来确定补偿比例。

　　总之，低电压台区的治理是一项长期而艰巨的任务，但随着电网设备水平的不断提高，低压问题将逐步得到有效解决。未来新的低压电网规划和发展，必须从长远的角度来看，有一定的前瞻性，不仅要满足生产和生活的需求，还要为电力发展提供更大的空间。

　　参考文献

　　[1]方恒福.配变台区三相负荷不平衡治理方法[J].中国电力企业管理，2022.

　　[2]杨志宏.“低电压”产生的原因和对策研究[J].农村电气化，2012.

　　[3]尹戈.公变台区低电压的治理方法，本文主要参考此文。