低壓臺區總表三相電壓不平衡對線損的影響及診斷方法研究方向分析

蔣麒憬， 沈方雷

（1. 同濟大學 電子與信息工程學院，上海 201600；2. 國網上海松江供電公司，上海 201600）

0 引言

近幾年，臺區線損治理一直是國家電網公司高度重視的一項議題。上海供電公司對各類線損問題的治理逐步推進，尤其是影響低壓臺區線損的采集問題、戶變關系問題、竊電問題、表計接線問題等都進行了專項治理[1]，但對于低壓臺區總表的三相電壓不平衡問題的治理重視程度不足。

1 低壓臺區三相電壓不平衡問題

1.1 低壓臺區總表接線

低壓臺區總表一般為三相四線智能電能表，電能表的電流線是經變壓器二次側線路的電流互感器接入三元件的三相四線電能表；電壓線則是直接從變壓器二次側線路中并聯接入表計。接線原理圖如圖1所示。

圖1 三相四線經電流互感器接入電能表接線原理圖

1.2 低壓臺區三相電壓不平衡原因概述

低壓臺區總表三相電壓不平衡的原因可分為：系統側三相電壓不平衡，即低壓臺區變壓器三相線路電壓不平衡；臺區總表零線虛接，即當低壓臺區總表零線虛接時，會導致電能表內部存在三個末端星型連接電壓線圈的中性點漂移，可能出現三相電壓不平衡現象，同時也有損壞電能表元件的可能[2]；臺區總表電壓熔管松動；臺區總表電壓熔絲熔斷。

低壓臺區總表三相電壓不平衡會致電能表計量電壓產生誤差，進一步造成計量誤差，影響臺區線損[3]。

1.3 三相電壓不平衡度計算公式

本文采用的低壓臺區總表電壓不平衡度計算公式為：

式中：Y為三相電壓不平衡度；Umax、Umin分別為三相電壓中的最大值和最小值。

根據目前工作經驗，將電壓不平衡度超過1%認為是不平衡，電壓不平衡度不超過1%認為是平衡。當低壓臺區總表一天中96點電壓不平衡度均超過1%，則該臺區總表電壓不平衡。

2 三相電壓不平衡問題案例分析

2.1 三相電壓不平衡問題治理

本文分析的臺區容量為250 kVA，電壓等級為10 kV，臺區總表電流互感器變比為400/5?，F場排查時，測量電能表A、B、C電壓對零線電壓和屏顯一致，但是與對地電壓不一致，說明存在中性點飄移現象，零線存在接觸不良、虛接的情況。工作人員現場進行了零線穿刺處理后，表顯三相電壓不平衡現象消失。

2.2 臺區電壓曲線

松江公司線損監測平臺記錄數據顯示，本臺區存在低壓臺區總表三相電壓不平衡情況，經現場排查為現場零線虛接導致，并于2021年12月3日進行治理，臺區總表電壓、電流曲線如圖2所示。

圖2 臺區總表電流、電壓曲線

從圖2中可以看出，在2021年12月3日治理后臺區總表三相電壓不平衡率得到了改善（從4%左右降至1%以下）。在三相電壓不平衡問題治理前，該臺區線損為穩定微負損（-1%至0%之間），在2021年12月3日治理后，臺區線損恢復合理（0%至1.5%之間）且穩定。

3 臺區線損影響分析

3.1 松江公司治理情況

表1為松江公司治理情況。由表1可見，治理后5個臺區總表電壓不平衡率均得到改善，下降至1%以下。從松江公司治理前后7日平均線損率變化來看，其中3個臺區線損從微負損恢復至合理，1個臺區線損從合理變為微負損，1個合理臺區線損狀態未變化。通過分析對比松江公司臺區治理情況可見，臺區電壓不平衡率結合用電負荷大小和分布情況線損波動區間在±4%。

表1 松江公司治理情況

3.2 松江電壓不平衡問題分布及線損情況

3.2.1 三相電壓不平衡度分布情況

據2022年7月16日電壓和線損數據統計，松江公司合計三相電壓不平衡臺區364個，其中高損臺區16個，負損臺區16個，均存在一定數量。松江臺區總表電壓不平衡分布情況如表2所示。

表2 松江臺區總表電壓不平衡分布情況

3.2.2 三相電壓不平衡影響線損分布情況

由表3上海三相電壓不平衡影響線損分布情況所示，三相電壓不平衡對線損的影響分布較為平均，在11%左右。其中三相電壓不平衡率在10%以上的不合理臺區分布數量比較突出，有55.3%的臺區線損不合理，涉及120個高、負損臺區。

表3 上海三相電壓不平衡影響線損分布情況

表4為低壓臺區三相電壓不平衡分布及線損情況。據2022年7月16日三相電壓不平衡分布情況分析，由表4可見，松江三相電壓不平衡且不合理臺區仍存在一定數量。低壓臺區三相不平衡問題對線損的影響不可忽略，急需治理。

表4 低壓臺區三相電壓不平衡分布及線損情況

4 總表三相電壓不平衡診斷方法研究方向

根據目前上海電網低壓供電網結構[4]，認為存在兩種低壓臺區總表三相電壓不平衡問題診斷模型。

模型一：通過橫向對比同一10 kV線路下各臺區總表電壓不平衡度，如果存在平衡臺區，則診斷其他不平衡臺區三相電壓不平衡，再結合臺區線損率生成異常（此模型可覆蓋全部臺區，但受限于臺區與線路關系可靠性影響）。

模型二：通過縱向對比臺區總表與本臺區用戶表電壓不平衡度，如果用戶表三相平衡，但總表三相不平衡，則診斷臺區三相電壓不平衡，再結合臺區線損率生成異常（此模型只可覆蓋HPLC臺區，但也受限臺區是否有三相用戶與戶變關系可靠性影響）。兩種模型原理相通，結合后可基本覆蓋所有臺區，并且可提高診斷準確性，值得深入研究。

5 結束語

通過分析低壓臺區總表三相電壓不平衡問題的具體案例、松江公司的治理情況、上海公司的問題分布及線損情況，指出三相電壓不平衡問題在日常低壓臺區線損治理中的重要性，并基于上海低壓供電網的結構，指出了橫向對比10 kV線路下臺區結合縱向對比總分表計的電壓不平衡問題診斷模型這一研究方向。