近年来，由于城乡统筹发展战略的实施以及城乡结合地区的快速发展，农村地区用电负荷已经超出了一、二期农村电网改造的设计标准，部分10kV配电线路、配电变压器、低压线路出现了超负荷、过载问题，严重影响了地区的供电质量。为此，需对低电压问题的解决措施进行深入探究，并注重应用实践总结，保证实施效果。本文以新型电压调整以及无功补偿设备的应用为例进行了研究。
1 农村配电网低电压原因分析
我国低压配电网的供电电压额定值为380V（三相）/220V（单相），依据国际标准，10kV及以下三相供电电压应当严格控制允许偏差，参考标准为额定电压的±7%，220V单相供电电压偏差也有明显的控制要求，当前要求为额定电压的+7%～-10%范围左右。如果配电网的实际供电电压超过允许的底限值，则可判断为供电电压偏低，不利于电器的正常使用，也易发生低电压问题。
低电压产生的原因多种多样，主要有管理因素、设备因素、规划因素和运行因素。从技术层面来说，很多供电电压低产生的根本原因是电力系统中的负荷供电回路上存在较大阻抗，或者是负荷供电回路上的电压下降过大。
2 电压调节与无功补偿
2.1 技术原理
电力系统的负荷主要是由有功功率和无功功率组成，功率经过电力系统元件传输会产生一定的损耗，而损耗也可分为有功损耗以及无功损耗。电力系统中的无功功率多是由发电机和无功补偿装置提供的，所以，需要平衡无功补偿，保证配电网络的稳定运行。图1是一个典型的电力网结构，当供电点电压V1以及负荷功率P+jQ已经确定的情况下，线路电容以及变压器励磁功率的影响较小，可以直接忽略。在没有增加补偿装置前如果不计算电压降落的横分量，则如式（1）
由上述内容可知，需要依据现行农村电网运行的相关要求对无功功率补偿容量进行合理设计，从而改变电网的无功潮流分布，并降低配网中产生的无功功率损耗和电压损耗，稳定电压，保证供电质量。
2.2 无功补偿调压控制策略
对于变电站中的VQC策略，需对V以及Q两个变量同时进行调节，低压配电网中的无功补偿调压控制，只需调节Q一个变量即可实现调压目的。但是需对Q进行合理控制，才能够控制电网接入点的电压V。需注意的是，以电力电容器为主的无功源无功控制设备，无功容量和设备接入电网接入段中的电压高低是息息相关的。无功控制设备向电网输送的无功会对接入端电网电压的高低产生影响。同时，无功控制设备向电网注入无功对电压的影响是逆向的，会对无功控制设备输出的无功容量产生影响。
电压型无功控制中，无功控制设备的无功功率和无功控制设备在电网接入端中的电压会相互影响，由此电压型无功的可控性较低，而超调、稳定时间等相关指标也会下降，不利于无功控制质量的提升。尤其是若将并联电容器作为无功源的无功自动控制设备，在电容器投切过程中会产生巨大的振荡，对电网运行造成干扰，会缩短无功控制设备的使用寿命。为了提升电压型无功控制质量，优化控制效果，需对电压型无功补偿设备进行技术研究与开发，对无功控制输入对于接入点电压的影响进行合理推测，从而减小无功自动控制的超调量，以缩短无功自动控制稳定所需的时间。
3新型电压调整与无功补偿设备在农村配电网中的应用
3.1 新型电压调整与无功补偿设备
3.1.1 SVR系列馈线自动调压器
如图2所示，SVR的工作原理为：当自动调压器的输出电压与设置的基准电压不相符时，控制器可以通过反馈输入信号发送的控制信号对输入的分接头进行相应的处理，从而保证输出的电压恒定。
图2 馈线自动调压器原理图
SVR馈线自动调压器的主要优势是容量较大，后期产生的损耗较低，对于安装及维护的要求较低，操作也十分便捷。同时，需要根据电压的实际变化对有载分解开关档位进行相应的调整，并保证电压调整的准确性，维护线路运行安全与稳定。显示SVR输出端电压、电流、日动作次数、总动作次数，当前档位主要分为最高档和最低档。此外，需要做好档位保护工作，并对档位的操作时间进行控制，从而保证配电网的运行管理效率，并保证设备性能稳定。
3.1.2 DWK型户外高压无功自动补偿装置。
如图3所示，DWK型户外高压无功自动补偿装置主要包括1台三相星型接法的高压并联电容器、真空接触器、2台电压互感器、6台电流互感器、3台避雷器和控制器。这种集成型的补偿装置集合了电气主电路和控制回路，并且将高、低压元器件安装在必要位置，从而强化配电网对外的抵抗与自愈能力。同时该设备结构布局合理，占地面积小，对于安装及维护的要求不高，与农村配电网的运行管理需求相符。
图3 DWK型户外高压无功自动补偿装置的电气主接线图
DWK型户外高压无功自动补偿装置的主要控制目标是线路电压及无功功率，为了保证电压稳定，需采用综合控制措施，严格控制电压与无功标准，予以调整，将偏差控制在允许范围内，从而保证无功的稳定。基于这种控制模式，突破了以往将电压作为控制标准的缺陷，且不会受到功率和无功功率的影响。
3.2 应用
如图4所示，依据线路运行负荷变化，对电压以及无功补偿进行适当调整，保证其使用效果。
图4 无功补偿装置接线原理图
某地区配电线路负荷较重，且分支线数量较多，负荷分布分散，经调查线路的功率因素在0.7左右，线路末端电压较低，为8kV。选用的无功补偿设备容量为500kVar，将其安装在主干线的208号杆。根据当前线路相关参数的变化情况来看，主要影响因素为线路后端变化和负荷容量变化，为此需对其进行调整。因此，需将调压器的容量设置为5000kVar，调压范围为0～+20%，档位需设置为7挡，多安装在主干线的302号杆上。经实践证明，将无功补偿和自动调压设备安装在线路上后，发现功率因素以及电压质量均有所提升，详细运行情况如：线路电压由9.76kV提升到10.11kV，系统电流由58.4A降到53.6A，功率因数从0.75变为0.98，无功量从420kVar变为60kVar，设备安装点（设备显示）电压由8.05kV提升为10.55kV，线路末端（用户测量）电压由360V提升为380V。
可知，在10kV线路上进行电压调整并安装无功补偿装置，可以提升农网供电质量。另外，电压调整及无功补偿设备也可安装在负荷较重、供电质量较差的生产企业，提升企业的生产能力，节省配电网络建设成本。
4 结语
综上所述，当前我国农村地区的配电网络运行普遍存在低电压问题，需依据地区的发展要求和后期调整对现有配电线路进行升级改造。具体来说，要根据实际情况选用实际的设备类型，并通过前期调查和计算分析，确定设备安装的最佳位置以及运行参数，保证电网的供电质量以及运行的稳定安全。
参考文献
[1]王子群．农村配电网低电压产生的原因及治理措施[J]．农村电工，2016，（7）.
[2]徐柏榆，朱晋，马明，等．负载侧电压无功就地统一补偿装置配置方案性能分析[J]．电工技术学报，2013，（S2）.
收稿日期：2017-08-15
作者简介：熊育民（1987-），女，江西上饶人，广东电网有限责任公司东莞供电局工程师，硕士，研究方向：电力系统管理。
