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摘要：针对盘山地区灌溉期间电压合格率低的问题，利用调查数据分析导致电压质量下降的原因，提出提高电压质量的对策。通过实施改进措施和优化电压质量管理流程，盘山地区的电压质量得到明显提升，电压合格率由99.246%提升至99.99%，达到预期目标值。
关键词：电压质量；农网；合格率；变压器
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）07-0036-03
近年来，春节和农耕季节灌溉期是盘山地区保供电的关键时期，对农网供电电压质量提出严峻挑战。为确保盘山地区在此期间的电压质量，有必要开展提高盘山地区电压质量攻关，研究导致电压质量下降的因素，优化电压质量管理流程，为提升农网电压合格率提供实践指导。
1 盘山地区农网电压合格率波动情况
电压质量是电能质量的主要指标之一，对保证工农业用电的安全稳定与经济运行具有重要作用。对农耕季节灌溉期间及其前后的电压合格率波动情况进行统计分析，在2016年3—8月期间，7月受降雨偏少、农业灌溉设施大规模使用的影响，电压合格率持续走低，全区1 024个配电变压器台区中个别台区居民端最低电压不足180 V，远低于198 V的标准最低电压，直接影响生产生活的正常用电。另外，对居民端电压过低的陆家一组台区，以及居民端电压过高的张荒七组台区的居民端电压进行24 h监测，发现最低电压发生时段为农业生产灌溉高峰期，最高电压发生时段为凌晨4点30分左右。造成电压异常变化的原因是农业灌溉导致电流增大，负荷急剧增加，配电变压器重载甚至过载运行。从配电供电电压分析结果可以看出，盘山地区的农网电压存在诸多问题，需要优化农耕季节灌溉期间电压质量，以解决电压合格率指标低的问题。
2 盘山地区农网电压质量波动原因
运用“头脑风暴法”分析影响问题的原因，将配电变压器调档不及时、客户私自增加负荷作为主要研究方向，讨论后绘制的“鱼刺图”如图1所示。
通过调查分析，共找出8个导致电压波动的主要原因：变电站10 kV母线影响、配电线路影响、AVC系统调节不及时、配电台区原因、采集装置或系统原因、负荷预测不准确、业扩报装管理制度不完善和无保供电应急预案。针对变电站10 kV母线的影响，可从增加变电站无功补偿容量、人工电压调整、合理运用无功补偿装置3个方面来提高电压合格率；但此法只能解决长期电压10 kV线路异常问题，对于季节性电压异常现象无实质作用。针对配电线路影响，通过分析2016年7月28—29日陆家一组台区所屬10 kV喜陆线、2016年8月28—29日张荒七组台区所属10 kV喜前线电压波动情况发现，监测期间10 kV母线电压均在合格范围之内（10 kV标准电压为9.3～10.7 kV）。另外对2016年7—9月66 kV喜彬变AVC系统调压情况进行统计，对比提前调压量和上传滞后引起电压越限时间，发现调压提前量ΔU与上传滞后引起电压越限时间无相关关系。对比陆家一组、张荒七组与仙水六队等5个台区发现，陆家一组台区存在低压供电半径过长、线径过细的情况，导致电压越下限；张荒七组台区存在配变档位选择不合理情况，导致电压越上限。另外，盘山公司虽然制定了业扩报装管理制度，但制度执行不够严格。
通过对以上要因进行确认，最终确定2条要因，即配电台区原因和业扩报装管理制度不完善。
3 盘山地区农网电压质量控制对策
经过综合分析研究，确定配电台区原因和业扩报装管理制度不完善这2个要因，针对要因制定的对策方案如表1所示。
4 盘山地区农网电压质量实施效果
4.1 缩短低压供电半径
利用农网升级改造工程优化低压配网结构，通过增设配电变压器布点缩短低压供电半径，保证低压线路末端电压。此法实施后，东坝墙子台区、马架子一队台区的电压合格率指标显著提升，达到99.97%以上。
4.2 安装低压线路电压动态调节器
末端电压调节器串联于低压供电线路末端，用于稳定线路末端电压。末端电压调节器输入电压Ui为线路电压，末端电压调节器输出电压U0为叠加了电压ΔU之后的较高电压，ΔU经末端电压调节器动态调节产生，使末端电压调节器的输出电压合格，一般可满足10～30户居民的用电需求。动态调节器损耗较低，可实现不停电自动调节输出电压。调节器采用三相电压独立调节方式，可有效解决三相电压不平衡问题。
4.3 更换低压导线线径
利用低压检修工程更换低压导线线径，保证低压线路末端电压正常。此法实施后，高升村台区、张荒八组台区的电压合格率显著提升，达到99.94%以上。
4.4 调整配变档位
调查走访张荒七组、陆家一组台区和仙水六队5个台区的运维班组时，了解到以下情况：1） 农耕季节灌溉期到来前，仙水六队5个台区运维班组发现现场实测电流逐步增大，极有可能造成变压器重载运行。二次侧电压无法维持在规定范围内，台区末端电压严重偏低。运维班组通过讨论分析，在负荷陡增之前调整配变档位，合理有效地将台区电压控制在规定范围内。2） 陆家一组台区的运维班组未能及时准确地对所负责的台区进行现场实测，造成农耕季节灌溉期间电压严重偏低。3） 张荒七组台区的运维班组虽然在农耕季节灌溉期到来前进行了配变档位调整，但未在灌溉期结束后及时恢复原有档位，造成后期电压严重偏高，影响用电安全。
针对低压电网运维人员安全意识不高、整体综合素质较低、现场测负荷不认真甚至编造数据的情况，盘山公司建立基于GSM与GPS的电流电压监测系统，低压电网运维人员在配变台区及末端用户处进行电流电压测量时，测量数据和测量点的地理位置信息通过GSM和GPS模块发送到管理终端。同时，通过比较PMS2.0设备（资产）运维精益管理系统中的设备地理位置，对低压电网运维人员工作进行实时监督。
关键词：电压质量；农网；合格率；变压器
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）07-0036-03
近年来，春节和农耕季节灌溉期是盘山地区保供电的关键时期，对农网供电电压质量提出严峻挑战。为确保盘山地区在此期间的电压质量，有必要开展提高盘山地区电压质量攻关，研究导致电压质量下降的因素，优化电压质量管理流程，为提升农网电压合格率提供实践指导。
1 盘山地区农网电压合格率波动情况
电压质量是电能质量的主要指标之一，对保证工农业用电的安全稳定与经济运行具有重要作用。对农耕季节灌溉期间及其前后的电压合格率波动情况进行统计分析，在2016年3—8月期间，7月受降雨偏少、农业灌溉设施大规模使用的影响，电压合格率持续走低，全区1 024个配电变压器台区中个别台区居民端最低电压不足180 V，远低于198 V的标准最低电压，直接影响生产生活的正常用电。另外，对居民端电压过低的陆家一组台区，以及居民端电压过高的张荒七组台区的居民端电压进行24 h监测，发现最低电压发生时段为农业生产灌溉高峰期，最高电压发生时段为凌晨4点30分左右。造成电压异常变化的原因是农业灌溉导致电流增大，负荷急剧增加，配电变压器重载甚至过载运行。从配电供电电压分析结果可以看出，盘山地区的农网电压存在诸多问题，需要优化农耕季节灌溉期间电压质量，以解决电压合格率指标低的问题。
2 盘山地区农网电压质量波动原因
运用“头脑风暴法”分析影响问题的原因，将配电变压器调档不及时、客户私自增加负荷作为主要研究方向，讨论后绘制的“鱼刺图”如图1所示。
通过调查分析，共找出8个导致电压波动的主要原因：变电站10 kV母线影响、配电线路影响、AVC系统调节不及时、配电台区原因、采集装置或系统原因、负荷预测不准确、业扩报装管理制度不完善和无保供电应急预案。针对变电站10 kV母线的影响，可从增加变电站无功补偿容量、人工电压调整、合理运用无功补偿装置3个方面来提高电压合格率；但此法只能解决长期电压10 kV线路异常问题，对于季节性电压异常现象无实质作用。针对配电线路影响，通过分析2016年7月28—29日陆家一组台区所屬10 kV喜陆线、2016年8月28—29日张荒七组台区所属10 kV喜前线电压波动情况发现，监测期间10 kV母线电压均在合格范围之内（10 kV标准电压为9.3～10.7 kV）。另外对2016年7—9月66 kV喜彬变AVC系统调压情况进行统计，对比提前调压量和上传滞后引起电压越限时间，发现调压提前量ΔU与上传滞后引起电压越限时间无相关关系。对比陆家一组、张荒七组与仙水六队等5个台区发现，陆家一组台区存在低压供电半径过长、线径过细的情况，导致电压越下限；张荒七组台区存在配变档位选择不合理情况，导致电压越上限。另外，盘山公司虽然制定了业扩报装管理制度，但制度执行不够严格。
通过对以上要因进行确认，最终确定2条要因，即配电台区原因和业扩报装管理制度不完善。
3 盘山地区农网电压质量控制对策
经过综合分析研究，确定配电台区原因和业扩报装管理制度不完善这2个要因，针对要因制定的对策方案如表1所示。
4 盘山地区农网电压质量实施效果
4.1 缩短低压供电半径
利用农网升级改造工程优化低压配网结构，通过增设配电变压器布点缩短低压供电半径，保证低压线路末端电压。此法实施后，东坝墙子台区、马架子一队台区的电压合格率指标显著提升，达到99.97%以上。
4.2 安装低压线路电压动态调节器
末端电压调节器串联于低压供电线路末端，用于稳定线路末端电压。末端电压调节器输入电压Ui为线路电压，末端电压调节器输出电压U0为叠加了电压ΔU之后的较高电压，ΔU经末端电压调节器动态调节产生，使末端电压调节器的输出电压合格，一般可满足10～30户居民的用电需求。动态调节器损耗较低，可实现不停电自动调节输出电压。调节器采用三相电压独立调节方式，可有效解决三相电压不平衡问题。
4.3 更换低压导线线径
利用低压检修工程更换低压导线线径，保证低压线路末端电压正常。此法实施后，高升村台区、张荒八组台区的电压合格率显著提升，达到99.94%以上。
4.4 调整配变档位
调查走访张荒七组、陆家一组台区和仙水六队5个台区的运维班组时，了解到以下情况：1） 农耕季节灌溉期到来前，仙水六队5个台区运维班组发现现场实测电流逐步增大，极有可能造成变压器重载运行。二次侧电压无法维持在规定范围内，台区末端电压严重偏低。运维班组通过讨论分析，在负荷陡增之前调整配变档位，合理有效地将台区电压控制在规定范围内。2） 陆家一组台区的运维班组未能及时准确地对所负责的台区进行现场实测，造成农耕季节灌溉期间电压严重偏低。3） 张荒七组台区的运维班组虽然在农耕季节灌溉期到来前进行了配变档位调整，但未在灌溉期结束后及时恢复原有档位，造成后期电压严重偏高，影响用电安全。
针对低压电网运维人员安全意识不高、整体综合素质较低、现场测负荷不认真甚至编造数据的情况，盘山公司建立基于GSM与GPS的电流电压监测系统，低压电网运维人员在配变台区及末端用户处进行电流电压测量时，测量数据和测量点的地理位置信息通过GSM和GPS模块发送到管理终端。同时，通过比较PMS2.0设备（资产）运维精益管理系统中的设备地理位置，对低压电网运维人员工作进行实时监督。