农村“低电压”问题原因分析及综合治理方法研究
【摘 要】随着农村居民生活水平的提高，农村用电量及负荷日益增长，用户对供电质量要求明显提升，农村电网“低电压”问题突出。文章深入分析“低电压”成因，提出相应解决措施，并结合实际案例列出综合治理方案。
【关键词】“低电压”；供电半径；综合治理
随着县域经济的快速发展和农村居民生活水平的提高，农村居民生活生产用电量大幅度上升，家用电器的普及、农业加工业的发展也对供电质量提出了较高的要求。农村电网低电压、卡脖子等问题日益突出。文章结合农网低电压台区调研情况，深入剖析低电压产生原因，并有针对性的提出低电压治理方案建议，有助于提升农网供电质量。
1 低电压成因分析
1.1 低压线径小
由于农村地区大部分低压线路为“一二期农网改造”时期建设的，存在低压主干线及分支线、用户接户线线径偏小，导线老化严重的现象。
根据压降公式 可知，在电阻率ρ及导线长度
不变的情况下，电压降 与导线截面 成反比，线径偏小，将导致电压损耗偏大，致使用户端电压偏低。
1.2 中压供电距离长
由于一些偏远的农村地区负荷密度低，用电负荷小且分布分散，导致供电的10kV线路铺设较长。按照《配电网规划设计技术导则》（Q/GDW 1738-2012），10kV线路供电半径应满足末端电压质量的要求，原则上农村地区供电半径不宜超过15km。目前，农村地区仍然存在一部分中压线路供电半径不满足上述要求。
根据压降公式 可知，在电阻率ρ与导线截面S
不变的情况下，电压降 与线路长度 成正比，线路长度过长，将导致10kV末端电压偏低。
1.3 低压供电距离长
根据《配电网规划设计技术导则》（Q/GDW 1738-2012），低压线路供电半径应满足末端电压质量的要求，原则上农村地区低压供电半径不宜超过500m。实际在农村地区，配变布点存在一定的困难，主要由于农村建房整体规划不足，农村居民杂乱无章的不断向外扩建大量“小产权”房，导致配变无法深入到负荷中心，只能沿村边架设，使得低压供电距离过长，引起末端电压偏低。
1.4 配变容量不足
由于早期农网改造时期建设的配变容量逐渐无法满足农村居民迅速增长的用电需求，农村地区户均配变容量偏低，造成用户端电压偏低。
根据公式 （β为负载率， 为变压器阻抗电压有功分量， 为变压器阻抗电压无功分量）
可知，在一定条件下配变首端电压损耗值ΔU与配变容量S成反比，当配变容量S越小时，首端电压损耗越大，末端电压越低。
1.5 无功补偿不足
由于农网用电季节性强，电力负荷分散，配变长期处于低负荷运行状态，造成无功严重不足；农村配电网中有大量异步电动机，平时负载不高，无功负荷相对比较高，导致电网无功不足，引起电压偏低。
根据 可知，当线路无功补偿 不足时，无功损耗增加，导致电压损耗ΔU增大，末端输出电压降低。
1.6 三相不平衡
农村电网存在一定的三相负荷不平衡的现象，主要由于农网建设时疏于对三相负荷的分析考虑，同时单相农用电动机的使用也加剧了电压降低和三相不平衡的问题。
根据公式 可知，在线路电阻 及用电器额定电压 不变的情况下，线路上负载P越大，则压降ΔU越大。三相不平衡的情况下，某一相的负载P特别大，导致相电压压降远比其它两相大，由此导致低电压。
2 “低电压”治理措施
针对“低电压”产生的原因，主要技术治理措施有以下几种：缩短中压线路供电半径，提高末端电压；更换大截面导线，提高线路输送能力；新增配变布点，缩短低压供电半径，提高末端电压；增加无功补偿，降低无功损耗，提高线路电压；合理布置三相负荷，平衡
分配负载，避免单相电压偏低。在具体治理“低电压”问题时需对以上各方案进行综合对比分析，确立不同方案的适应性和经济性。
2.1 供电半径优化
中压长线路多存在于农村偏远地区，在缺少110kV及以上电源点的情况下，可能出现“低电压”的问题。根据农村地区负荷分布特点，可考虑利用35kV配电化技术，在局部区域增加35kV配电化站，缩短10kV线路供电半径，提升线路末端供电电压。
2.2 低压线路改造
对于因低压线径小而导致“低电压”的线路实施整体改造，将小截面导线更换为大截面导线，增加低压线路输送能力，降低线路损耗，提升线路末端电压质量。
2.3 缩短低压供电半径
对于低压供电半径过长而导致“低电压”的台区，应考虑按“小容量、密布点、短半径”的原则新增配变布点，尽量靠近负荷中心，缩短低压供电半径，满足末端电压质量要求。
2.4 增加无功补偿
对于缺乏无功补偿而存在“低电压”问题的台区，可通过增加无功补偿，改善电压质量，主要方式有：加装公用配变无功集中补偿装置；加装10kV线路补偿装置；增设变电站无功补偿。
2.5 调整三相负荷
针对台区的三相不平衡，建议改造低压线路用户合同容量安装位置，减少接户线线损，接户线应三相平衡搭接，对三表位及以上的单相表箱应采用三相供电，以平均分配负荷，并在日常维护管理中加强监测和管理，确保三相负荷平衡。
3 “低电压”综合治理案例
福建省龙岩市武平县下坝乡露冕下村配变容量160kVA，配变最高负载率为79%，平均负载率为14%，供电户数73户，其中“低电压”用户数达到21户，发生时段为早中晚用电高峰期。调查分析该配变台区供电情况，分析其用户端低电压产生的原因主要是低压供电距离长，最长达到1600m，远远大于农村低压台区500m供电距离标准；其次是低压导线线径采用LGJ-25mm2，小于农村地区低压线路50mm2的标准。
综合以上分析原因，对下坝乡露冕下村配变台区进行“低电压”治理改造。按照“小容量、密布点、短半径”的原则增设配变、缩短低压供电距离，结合台区负荷，对“卡脖子”线路实施改造。改造后，配变台区供电距离下降至500m，低压导线更换为50mm2，21户“低电压”全部解决。
4 结论
“低电压”治理工作任重道远，需要加大投资和改造力度。对当前农村电网出现的“低电压”问题，应持续开展相关排查、跟踪监测和梳理工作，深层次分析“低电压”产生原因，按照“一台区一方案”原则，逐个详细制定“低电压”台区治理方案并具体落实改造，科学合理地解决“低电压”问题。
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