曾昭洁

（广东电网有限责任公司韶关供电局）

0 引言

农村配电网低电压是影响配电网服务质量的主要因素之一。相较于城镇地区，农村地区配电网相对薄弱，供电半径更长，无功补偿设备少，电压问题更为突出，特别是，负荷高峰期间，末端低电压问题更为严重，根本无法达到配电台区国标电压允许范围（380V±7%，220V－10%～＋7%）。上述问题往往由系统结构、管理运维等多种因素导致，在处理的过程中应“对症下药”，采用针对性治理策略，多措并举，有效检验，以保证农村配电网低压治理的科学性、高效性和可靠性。

1 配电台区低电压的主要原因

调查数据显示，配变无功补偿不足、线路供电半径过长、线径偏小、管理措施不到位是导致农村配电台区低电压的主要原因。

1.1 无功补偿不足问题

现阶段，农村配电网运行过程中配电变压器、异步电动机等普遍存在“大马拉小车”问题，无功负荷损耗严重。1／3的农村配电台区并未科学配置无功补偿装置，如缺乏设计，无功补偿装置与功率因数不匹配；恣意设置，无功补偿装置安装合理；规划混乱，分级补偿不到位等，致使配电台区轻载或空载问题严峻，无功损耗超过总无功负荷的60%以上。

尤其是在补偿方式选择上，我国农村配电网低压台区往往将重点放在装置补偿和线路补偿上，主要通过分散补偿的方式实现空载下的自动投切，以减少重点设备、关键线路的无功损耗。这种方式虽然能够在一定程度上缓解无功负荷引起的低电压问题，但处理效果并不显著。

1.2 线路供电半径过长、线径偏小问题

根据压降公式：ΔU＝［PR＋XQc］／UN，可知电阻R越大，电压降越大，导致末端电压越低。而电阻R，主要取决于线路长度和线径，线路越长，线径越小，R就越大。原则上农村地区配变供电半径不宜超过500m，但受农村用户居住相对分散，存在一台配变同时为几个自然村供电的现象，供电半径容易超出规范要求，加上一些新报装用户没有经过严密的计算评估允许其就近接入，进一步增长了原配变台区的供电半径。另外，一些老旧线路线径较小，运行年限长，线路本身的阻抗偏大，这些都直接导致末端用户出现电压偏低。

1.3 管理措施不当问题

配变档位不合理直接影响着农村配电网运行的经济效益。尤其是在偏远农村配电台区中用户较为分散，一旦负荷分配不均匀很容易出现“卡脖子、低电压”问题。而在用电数据采集方面，许多农村地区只能够采集公用配变首端电压数值，并按照该数据进行调档，致使档位与实际电压不符，首端高、末端低，引起低电压问题频发。

我国农村配电网运行过程中明确指出要确保变压器三相负荷不平衡度低于15%，以减少零序电流、磁滞涡流等引起的装置损毁，降低系统中的负荷损耗。但目前情况而言，大多农村配电网地处偏僻区域，用户较为分散，接入不均衡，三相负荷不均衡问题突出，变压器损耗、线路损耗严重。近十年来，由该因素导致的低电压问题逐年上涨，已经成为新时期人们关注的焦点。

2 配电台区低电压问题治理技术方案

2.1 总体方案

农村配电台区低电压问题处理过程中应按照安全性、可靠性和有效性原则做好总体规划和部署，针对无功补偿问题、线路现状问题、低压管理问题等做好装置设置、结构调整、管理优化，利用智能电网装置做好负荷监测，实现早部署、细安排、强运检、优质量，多措并举，从根本上解决低压问题，推进农村地区配电网建设和发展进程。

2.2 主要方案

2.2.1 利用集中补偿，减少无功损耗

农村配电台区低电压问题处理过程中应采用集中补偿和就地平衡相结合，就地与集中相结合，供电部门与电力用户相结合的原则。

目前，供电部分采用变压器低压母线侧集中补偿的方式为主。低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切，如图1所示。

图1 低压集中补偿原理

对于负荷密集地区，宜分析动态无功需求，提出动态无功装置配置建议。无功补偿设计时要充分考虑片区电网实际运行的电压水平，特别考虑春节等负荷低谷期的电压水平，配置合理的电容器、电抗器。以小水电集中外送地区和电缆线路密集地区的配电网可根据实际需要配置适当容量的感性无功补偿装置。

中压配电网配电站无功补偿容量宜按变压器负载率为75%，负荷自然功率因数为0.85时，将中压侧功率因数补偿至不低于0.95进行配置。实际应用中，也可按变压器容量20%～40%进行配置。

2.2.2 加强农网升级改造，提高网架水平

在解决线路供电半径过长、线径过小问题时，可根据实际状况适当选择控制类措施或改造类措施，做好网架调整和优化。

（1）安装调压器

对于谐波源负荷来说，调压器增大了系统阻抗，相同谐波电流发生量在调压器接入后负荷侧的谐波电压将增大。一般调压装置抬升调压器后端电压的同时，会增大前端线路的电流，不仅增大配变变压器的负载率，前端线路阻抗压降也会增大，反之末端电压又会降低，所以调压器有一定的调压范围，如图2和图3所示。

图2 单相调压器工作原理

图3 三相调压器工作原理

从整体上而言，三相调压器装置只适用于调节线路正序的压降，不适用于调整线路的负序和零序压降，对于三相不平衡场合，调压器将会加剧三相不平衡，应根据实际情况合理选择。

（2）做好线路改造

针对配变供电半径偏长引起的低电压问题，处理过程中应按照农村配电网“小容量、多布点、短半径”的原则规划新建配变拆分原有台区负荷，缩短供电半径；在负荷调整基础上将供电半径偏长的负荷切割至周边的台区，缩短供电半径，同时更换更大线径的低压导线。

改造类治理措施实施前，要经过严密的电压测算，和经济方案比较，避免治理不彻底或造成投资浪费。

式中，Δu为电压降百分数，%；Un为系统标称电压，kV；I为负荷电流，A；cosφ为负荷功率因数；P为负荷的有功功率，kW；l为线路长度，km；R′、X′为三相线路单位长度的电阻和电抗，Ω／km；Δui为三相线路单位电流长度的电压降百分数，%／（A·km）；Δup为三相线路单位功率长度的电压降百分数，%／（kW·km）。

按照压降公式，一般功率因数取0.9，配变负载率按照80%来计算改造后末端用户的压降情况，不同线径的单位电阻、电抗或线路单位功率长度压降百分比由设计规程查取。通过验算，可判断改造治理方案的合理性和可实施性。

2.2.3 优化管理手段，多措并举治理低电压

对于变压器档位不合理、三相不平衡等原因造成的低电压可优先采用跳档及调整接入负荷方式进行治理，也可以配合安装自动有载调压器和SVG装置进行治理；新增配变布点规划时合理设置配变位置，以接近负荷中心为宜，尽量保证分区的科学性、规范性和经济性；根据档位情况、负荷状况等做好智能电力数据采集及监测。

3 结束语

低电压问题是当前新农村建设面临的一个大问题，是一个长期的、动态的问题，它直接关系到广大农民的美好生活。我们必须积极重视低电压问题，深入分析产生的原因，剖析出现“低电压”问题的关键因素，加强农村配电网运行管理。要从无功补偿装置、线路半径改造、负荷管理优化三个方面出发，在农村电网发展规划及当地实际情况基础上，做好配电台区布局优化、结构优化及电能优化，从根本上提升用户用电质量。