SCI论文（www.lunwensci.com）
摘要：农网低电压问题成因复杂，涉及中压线路、配变运行状况、低压内部接线等多方面问题。为帮助工作人员对农网低电压问题 进行精准分析及制定有效的解决措施，通过设计低电压问题成因分析及措施制定系统，明确了分析系统所涉及相关数据的采集平 台，设计了各类问题的判断依据及相关算法。依据电网设备结构，从中压线路层面、配变运行层面、台区内部接线层面制定了自助 分析判断的流程与执行步骤，为系统分析算法实现提供了理论技术逻辑。根据各类因素所导致的低电压问题成因，制定出精准有效 的解决措施，并以具体实例介绍了台区低电压问题成因分析及措施制定系统的运行状况。
关键词：低电压,自助分析,问题成因,措施制定,监测系统
Analysis of Causes of Low Voltage Problems and Design of Measure-making System
Wang Xiaohu，Dai Qiaoxu
( Zhanjiang Power Supply Bureau，Guangdong Power Grid Company，Zhanjiang，Guangdong 524000.China )
Abstract：The causes of low -voltage problems in rural power grids are complex，involving many aspects such as medium -voltage lines，distribution transformer operating conditions，and low-voltage internal wiring.In order to effectively improve the accurate analysis of the low voltage problem in the rural power grid and formulate effective solutions，the collection platform of the relevant data involved in the analysis system was clarified by designing a system for analyzing the causes of low voltage problems and formulating measures.Problem judgment basis and related algorithms were designed.According to the structure of power grid equipment，the process and execution steps of self-service analysis and judgment were formulated at the level of medium voltage line，distribution and transformer operation level，and the level of internal wiring in the station area，which provided a theoretical and technical basis for the realization of the system design algorithm.According to the causes of low voltage problems caused by various factors，accurate and effective solutions were formulated，and the cause analysis of low-voltage problems in the substation area and the operation of the measure formulation system were introduced with specific examples.
Key words：low voltage;self-service analysis;cause of the problem;measure-making;monitoring system
0 引言
随着人民群众生活水平不断提升，各类生活生产用 电设备进入日常生活。尤其在天气炎热季节，空调制冷 设备的普遍使用，居民用电负荷呈现骤增的态势。负荷 增重、线路残旧、配电设备及线路重过载等问题，综合 导致部分地区出现季节性低电压问题。
近几年，县区供电局面临着大量的台区用户电压偏 低问题，供电企业为有效解决低电压问题，提升用户用 电质量，不断运用各种项目或运维手段予以解决。但由 于低电压台区数量偏多，分析人员数量有限及人员未能 全程跟踪问题的解决进度，导致低电压问题分析不够精准、解决措施未能真正奏效，造成投资浪费，问题未得 到精准解决等问题[1-2] 。
从配电层级结构方面划分，台区低电压的原因主要 可以归结为10 kV 中压线路电压低、低压台区内部问题、 台区配变问题。当前，供电人员主要通过人工查询各类监测系统，获取相应数据后，分别逐一进行分析低电压问题的成因，针对问题成因制定措施[3-4] 。
因低电压台区数量较多，造成问题的成因比较复杂， 工作人员需要查询的监测系统较多，所以造成低电压台区分析不够精准、分析效率较低，使得问题得不到有效的措施进行解决[5-6 ] 。针对这些问题，本文提出低电压问 题成因的分析方法，并针对具体的成因制定具体的解决 措施，并为各类监测系统提取关键数据提供有效的方法 与指引，从而为分析台区低电压原因及制定有效措施提 供有效的算法。
1 低电压问题成因分析系统结构设计
台区低电压问题的成因涉及各个方面，本文根据低 电压问题成因分析所需要的参数，提出成因自助分析所 涉及的主要监测系统。包括电网企业能量管理系统、配 电自动化系统、计量自动化系统、配电网规划系统等， 通过在各个系统获取所需要的数据，进入分析系统进行 低电压问题成因分析及制定措施，并根据供电人员的需 求输出分析报告及建议措施。
其中能量管理系统用于为低电压台区问题分析提供 低电压台区所在10 kV 中压线路的变电站10 kV 母线电压、提供低电压台区所在10 kV 中压线路的有功功率、 无功功率等[7]。
配电自动化系统用于为低电压台区问题分析提供低 电压台区所在10 kV 中压线路及其联络线路的联络开关 分合闸状态，用于分析特定时间段联络开关的状态，进而对线路是否存在转供电的情况进行判断与分析，以及 提供中压线路的分段开关电压信息等[8-9] 。
计量自动化系统用于为低电压台区问题分析提供低 电压台区的台区首端电压在低电压发生当天的三相电压 数值;提供低电压台区的台区配变在低电压发生当天的配变负载率数值;提供低电压台区的低电压用户智能电 表检测到的电压及其相关信息[5-6] 。
配电网规划系统用于为低电压台区问题分析提供低 电压台区所在10 kV 中压线路导线参数、线路长度等信 息;提供低电压台区的用户供电半径等信息;提供低电 压台区或低电压台区所在10 kV 中压线路的项目等信息。
以上各类监测系统与台区低电压问题成因自助分析 系统之间的联系如图1所示。各类监测系统与台区低电压问题成因自助分析平台构建起数据采集、逻辑判断、 成因分析输出的整体设计框架[10-11] 。
2 自助分析系统逻辑判断设计
因台区低电压问题涉及因素较多，包括中压线路问 题、低压台区内部问题，以及配变问题。为详细按照逻 辑关系分析各类问题，本文按照分析思维流程的方式， 按照11 个步骤，分别对中压线路问题、台区内部问题及 配变问题展开分析。
步骤1：分析系统通过计量自动化监测系统监测到台区低电压问题，其判断依据是监测到该台区有4户及以上的用户电压低于180 V，且持续时间累计超过10 h，此时自动确认为低电压台区问题。
2.1 中压线路问题低电压因素
确认实属低电压台区后，即开始进入成因自助分析 步骤。
步骤2：分析系统通过在计量自动化系统中调用确 认为低电压问题台区的首端电压情况，并进行分析其首端电压是否偏低，低于215 V 为是，执行步骤3.高于或 等于215 V 为否，执行步骤10、11 。
步骤3：分析系统通过分析首端电压为是偏低后， 开始调用配网规划系统中该问题台区相邻台区的信息， 并继续在计量自动化系统中调用相邻台区的首端电压情 况，进行判断，是否首端电压偏低。若相邻台区的首端 电压偏低，则进入步骤4~ 7;相邻台区首端电压不偏低 则进入步骤8~9.
步骤4：分析系统通过调用企业能量管理系统中低 电压问题台区所在线路的当天负载电流情况，并结合 配电网规划系统中线路限流值数据，判断该线路是否 存在重过载，若为重过载，则认为低电压问题的成因 为线路负载偏高导致，若线路不重过载，则为其他 原因。
步骤5：分析系统通过调用企业能量管理系统中低 电压问题台区所在线路的当天有功功率、无功功率情况， 并按照功率因数公式进行计算，判断该线路是否存在无 功功率过大，功率因数小于0.92.则认为低电压问题的 成因为无功功率偏高，若功率因数大于或等于0.92.则 为其他问题。
步骤6：分析系统通过调用企业能量管理系统中低 电压问题台区所在线路的当天有功功率、无功功率情况， 及配网规划系统中的线路参数，并按照压降公式进行计 算，判断该线路是否存在供电半径偏长，若压降超过 500 V，则为供电半径偏长，否则为其他问题。
步骤7：分析系统通过调用配电自动化系统中低电 压问题台区所在线路的当天环网线路联络开关情况，若 联络开关为合闸位置(开关电流非0)，则为转供电所引 起;否则为其他问题。
2.2 配变问题低电压因素
步骤8：分析系统通过调用计量自动化系统中的低 电压问题台区的首端三相电压;判断三相电压每个时刻的 电压差，若连续20 个或以上的测量点电压差均超过5V，则 为三相不平衡引起，否则为其他问题
步骤9：分析系统通过调用计量自动化系统中的低 电压问题台区的配变负载率及台区首端电压;判断负载 率是否超过80%，及台区首端电压一天内最高值及最低 值，若超过则为负载率偏高所引起，若首端最高值低于 230 V，最小值低于215 V，为挡位偏低问题，否则为其 他问题。
2.3 台区内部问题
排除中压线路问题及配变问题后，则初步认为属台 区内部问题所引起的低电压。
步骤10：分析系统通过调用配网规划系统低压台区 中的低电压台区供电半径，并进行判断，若超过550 m则为供电半径偏长所引起，否则为其他问题
骤11：分析系统通过调用计量自动化系统中的低 电压用户相序，并进行统计分析，分别计算低电压用户 中A相、B 相、C 相用户的个数，若某一相占比超过 50%，则认为单相线带过多负荷所引起，否则为其他 问题。
3 低电压问题解决措施制定
根据上文对低电压问题的成因逻辑判断及分析，系 统即可最终判断问题成因并制定如下措施。
在中压线路问题方面，中压线路负载率偏高采用新 出线路分割负荷，降低线路负载率，减少线路压降;无 功功率需求偏大或功率因数偏低的情况，建议在中压线 路消耗无功功率偏多的负荷位置安装并联无功补偿装置， 实现无功功率就地补偿，避免无功功率在线路长距离流 动;中压线路供电半径偏长的情况，建议采用中压调压 器或可控串补装置，实现线路末端电压得以提升;转供 电运行方式所导致的低电压问题采用合理优化线路运行 方式，避免长期转供电运行。对于存在其他问题的线路， 需结合年度规划工作，规划配电网网架完善类项目，提 升线路有效转供电能力。
低压台区内部问题方面，对于台区供电半径偏长 则应遵循“多布点、小容量”新建台区等方式缩短供 电半径;单相线带过多负荷的情况，应采用单相线改 成三相四线进行供电;台区三相不平衡问题需对三相 负荷电流进行分析，三相电流随时间规律性变化的情况，应采用运维手段调整三相负荷电流，使其达到平 衡的效果[12-13] 。
配变问题方面，配变重过载或故障问题，应采用新 建或换大配变;挡位偏低问题采用停电调整变压器挡位 措施等。其他问题则需要相关人员进行现场核实。
同时，随着国家“碳中和、碳达峰”新能源战略的实施，整县光伏试点工作不断在农村地区实施[14]，供电单位需结合低压台区的低电压、重过载问题有引导性地 布点屋顶光伏发电设施及配套安装分布式储能装置，综 合提升农村配电网电压质量。
4 测试验证与结果分析
低电压成因分析及措施制定系统运行后，以列表 的形式统计出各相关单位的低电压问题台区分析结果。 具体台区的问题成因可采用表格导出的方式用以获取， 如图2所示，以* * 台区#2 公变为例，可以导出该台 区中压线路因素、配变因素、台区内部因素等3 方面 的具体表征，系统根据表征内容，给出问题的成因分 析，并制定相应措施，用于指导工作人员进行解决 处理。
经系统分析* * 台区#2 公变为中压线路无功功率传 输偏大因素导致台区低电压问题，建议在线路合适位置 加装并联电容器进行无功补偿，减少线路因大量传输无 功功率所导致的线路电压降问题。
系统上线运行效果良好，能有效分析出中压线路因 素、配变因素、台区内部因素的具体问题，得出台区低 电压问题的精准成因，从而有效指导工作人员做出合理 的解决措施。
5 结束语
通过设计台区低电压自助分析平台，利用现有企业 级各类监测系统获取相关信息及参数，根据低电压问题 成因中的中压线路、配变问题、台区内部问题等3个层 面多个因素构建起低电压问题成因的逻辑判断流程。依 照逻辑判断流程，对台区低电压自助分析平台设计提供 了有效的算法支撑，并针对各类问题成因，制定了行之 有效的解决措施。系统上线运行效果良好，能精准分析 判断台区低电压问题成因及制定有效解决措施。为工作 人员精准快速分析低电压问题、制定有效解决措施、提 高电压质量等提供了高效支撑性辅助工具。
参考文献：
[ 1 ] 刘佩，齐凌成.更换导线型号改善配电网电能质量的机理分析[J ].机电工程技术，2013.42 (4 )：45-48.
[2 ] 卓谷颖，江道灼，梁一桥，等.改善配网电压质量的固定串补技术研究[J].电力系统保护与控制，2013 (8 )：34-38.
[3]万志军.农村配电网节能改造及电能质量提升技术研究[J].机电工程技术，2019.48 (5 )：203-207.
[4 ] 王小虎，杨阳，戴乔旭.基于配电网潮流的中压线路串联电容补偿容量及位置确定方法[J].机电工程技术，2020.49 (7 )：56-58.
[5]陈露东，贺墨琳.农网“低电压”规划治理措施[J].农村电气 化，2019 (5 )：123-126.
[ 6 ] 陈福，李波，熊文俊，等.计量自动化系统提高客户端电压质 量监测水平技术研究[J].云南电力技术，2018(2)：76-82.
[7]曹德发，沈均良.农村配电网低电压治理策略分析[J].农村 电工，2021 ( 10 )：64-68.
[8]张学臣.低压电网三相负荷不平衡的原因及危害[J].科技资 讯，2012 (28 )：34-35.
[9]范贤稳.农村配电网故障原因分析及应对措施[J]. 电气时 代，2021 (3 )：43-45.
[ 10 ] 李彩霞，赵玉珍，郭建锋.电网中低电压运行的危害及预防 措施[J ].煤炭技术，2007 ( 1 )：37-39.
[ 11 ] 杨倩倩.农网配电台区电能质量现状分析及智能综合治理 技术[J ].智能城市，2017 (4 )：186-187.
[ 12 ] 王德金，党成斌，颜勇，等.配电网无功及三相不平衡综合补偿仿真系统设计与应用[J]. 电气应用，2017 ( 21 )：90-95.
[ 13 ] 曾镜全.谈多路数据采集与处理系统[J].机电工程技术， 2012 (8 )：124-126.
[14]尹球洋.光伏电源对农村配电网电能质量的影响[J].农村 电工，2018 ( 1 )：36-37.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/57539.html
