（国网湖北省电力公司来凤县供电公司 湖北恩施 445700）
摘要：当前，随着社会经济的快速发展，在配电网中，供电电压偏差是主要的电能质量问题之一，直接影响到电网的稳定运行和用电设备的性能，因而受到供、用电双方的高度重视。电力公司一直以来都将重点放在中高压系统的电能质量问题治理上，而对低压配电网的关注较少，尤其是农村低压配网。随着我国经济的发展和居民生活水平的提高，低压配电网的负荷类型越来越多、容量越来越大，使得低压配电网的低电压问题日益凸显。因此本文主要就对中压配电网络低电压补偿调控技术及实现进行分析和探讨。
关键词：中压配电网络；低电压；补偿调控技术；实现
1低电压产生原因分析
依据低电压发生和持续的时间特点，大致可分为3类：长期性、季节性和短时性。①长期性低电压指用户低电压情况持续3个月或日负荷高峰低电压持续6个月以上的低电压现象；②季节性低电压是指度夏度冬、春灌秋收、逢年过节、烤茶制烟等时段出现的具有周期规律的低电压现象；③短时性低电压主要是指由农村居民临时性挂接负荷或建筑用电负荷引起的不具有长期性和季节性特点的阶段性不规律低电压现象。
配电网缺乏有效的电压调控能力。部分主变只能无载调压，无载调压变压器无法根据负荷情况及时调节电压，难以满足动态的电压调整需求。
变电站侧无功补偿容量配置不合理， 未能充分发挥变电站集中性无功补偿对电压调整方面的能力。部分变电站并联电容投入不合理，存在过补或欠补的状况，未能充分发挥其调压能力。
长线路线径小，缺乏调压能力。配电线路电压降与线路长度成正比，在农网中，中低压线路往往线路过长而又缺乏调压设备，线路电压分布无法控制，造成首端电压正常而末端过低的情况。
配变侧无功补偿能力弱。受限于各种原因，在老旧的配电变压器中， 往往没有配备无功补偿装置， 或无功补偿容量不足，导致线路输送大量无功，造成线路过载，电压偏低，严重影响线路末端用户电压。部分新建变压器虽然有配套的无功补偿装置，但因为运维人员的原因，并未及时投入使用，或对其进行手动投入，无法进行动态补偿，未能有效发挥无功补偿装置的调压能力。
部分配电变压器布点不合理， 设计建设时考虑得不够全面，未能校核电压降，个别新建配电台区设计时就超合理供电半径。而且在实际工作中，往往还存在配变选址困难，施工受阻等状况，加剧了配变选址的随意性，直接导致台区供电半径过大。大部分生活用电时段集中，特别是夏峰时期，作为一年负荷的最高峰，是低电压问题出现最多的时候，给电网造成很大的挑战。
2工程实例
本文以某线路段为例。线路亘长78km，电杆1161基，干线长33km干线导线型号1-468号LGJ-70，469-498号LGJ-50；有线路真空开关4组；线路固定补偿电容器4组288kvar；配电变压器63台，总容量为1760kVA。2012年运行数据表明最大负荷时首端电压为10.4kV，末端电压为8.22kV，配电变压器首端相电压189V。
实施点低电压产生的主要原因是10kV线路过长、导线截面严重不足，供电主干线线路不足7km其电压损失率超过5%，配电线路线损率达到11.6%，63台配电变压器中有49台原边电压不合格，达到78%。无功补偿不合理，4组补偿点均处在首端附近，并没有改善补偿点以后的电压质量，并且均为固定补偿，即便是功率因数达到0.97，然而低负荷时无功倒送现象十分严重，反而不经济。
2.1方案分析
经过该线路段的实际状况可知，线路固定补偿容量为288kvar，而线路最小有功功率对应的最小无功功率为−236kvar，因此可得线路实际最小无功功率为288−236=52kvar，故线路固定补偿容量选择为单台50kvar。若没有运行资料时线路固定补偿容量可由下式确定
式中ΔQ0i为线路中每台配电变压器的空载无功损耗（不含高压用户高压补偿配电变压器），kvar。
由有功和无功潮流和原有安装无功补偿容量可推算出该线路段最大无功需求量656kvar，在原有安装容量288kvar下最大负荷时功率因数为0.97。根据线路的最大有功功率和最大无功功率的需求，设计补偿总容量为440kvar，其中50kvar为固定补偿，390kvar为动态补偿。设计补偿点为3处，其中237号杆，补偿90kvar（动态90kvar）；353分支21号杆，补偿180kvar（动态60kvar+动态120kvar）；426号杆，补偿170kvar（动态120kvar+固定50kvar）。上位机系统根据变电站出口的无功潮流将4组动态加1组固定补偿运行方式可以组成17种排列组合，上位机系统本着无功功率平衡的原则进行优化组合，再指令安装点下位机进行远程控制，实现整条线路的无功动态平衡。
2.2线路调压器安装位置和容量的确定
首先无功优化的基础上，根据首端最大负荷情况进行潮流计算，线路调压器必须满足电压损失率不超过5%的范围内确定安装位置。线路调压器安装位置可由下式确定
式中Pmax为最大有功负荷功率，kW；Qmax为最大无功负荷功率，kvar；U为额定电压，kV；Δu%为电压损失率5%；L为线路调压器安装点距离，km；r0、x0为单位线路长度电阻、电抗，Ω。
该调压器为SVR型线路自动调压器，具有遥测、遥信、遥调和遥控功能，并且调压范围在0～+20%。经过计算整个配电线路台区的潮流分布，得到节点电压对台区变化的灵敏度及线路每个节点的压降。在线路末端安装馈线终端装（FTU），对线路末端电压进行实时监控，并且由GPRS通讯技术将线路末端电压实时数据传递给上位机，上位机再根据末端电压和线路调压器的档位实际情况，指令线路调压器进行档位调整，实现远程调压的目的。
2.3实施效果分析
对于该配电线路进行无功补偿优化和线路调压器调压协调治理，在最大潮流下线路的功率因数由补偿前0.97提高到0.99，10kV线路线损率比协调控制前下降了6%。无功补偿优化和线路调压器调压综合治理使配电变压器原边电压合格率由原有的22%达到了100%。在计算机、通讯、自动化技术的集成下有效的治理低电压现象，并实现了上位机远程管理的智能系统，为智能配电网的逐步实现奠定了基础。
结语
由于低压配电网存在供电半径大，阶段性过负荷以及导线线径与供电容量不匹配等问题，导致线路末端电压跌落严重，影响到了电力用户的正常用电，给电力公司及用户均造成了较大损失。本文主要就对中压配电网络低电压治理优先考虑无功优化，在此基础上合理选择调压器的安装位置、容量和控制方式。使配电变压器原边电压合格率由原有的22%达到了100%。同时，对线路调压器调压低电压治理，从线路末端采集电压数据，由上位机以此数据为依据远程控制调压方式还是首次尝试，不同于以往就地采样就地控制方式。在最大潮流下线路的功率因数由补偿前0.97提高到0.99，10kV线路线损率比协调控制前下降了6%。
参考文献
[1]刘洋.配电网电压无功三级联调综合控制的研究与应用[D].郑州大学,2014.
[2]黄帅.基于功率交换节点的中压配电网主动潮流控制技术[D].浙江大学,2016.
[3]路宁.配电网电压无功三级联调控制研究[D].西安科技大学,2012.
论文作者:彭艳红
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/6
标签：线路论文; 调压器论文; 电压论文; 低电压论文; 负荷论文; 变压器论文; 容量论文; 《电力设备》2017年第2期论文;