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摘要：论述了电压降低问题及通过哪些技术手段来防止它的偏差范围超出规定。电压偏差是电力系统中配电网中最受关注的一个参量，对用户来说与日常生活有关，而对系统来说，电能是产品质量的生命线。从技术上来说电压偏差要在允许范围内的确很困难，电压偏差标准要求与实际存在的电压偏差之间矛盾很突出。首先从解说规范、标准开始说明问题，以分析原因并探讨技术上可采取何种措施、应用何种手段来缩小电压偏差范围为重点。同时提出了国家电网公司需要修改有关标准的建议，使之与电压偏差要求的范围相匹配。作为辅助说明，最后给出了一个典型实例对全文进行总结。
关键词：电压降低；配电网；电压偏差；电能标准
作者简介：吴彩玲（1968-），女，安徽泗县人，安徽省宿州市泗县供电公司人力资源部主任，工程师。（安徽 泗县 234300）
中图分类号：TM714.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0222-03
配网是指向用户供电的电力网络，所谓县域配电网就是指10kV及以下各电压等级的电力网络，它最广泛的应用群体就是低压居民用户，他们最为不满的问题是：急需用电时却因电压太低电器不能正常工作，甚至于损坏电器。这涉及到电力公司的产品质量问题，而电压是衡量其质量最重要的指标，如不符合要求就有可能造成以上情况，使老百姓不满，电力公司可能被老百姓投诉，供电公司不仅要按“居民用户家用电器损坏处理办法”进行损坏赔偿，而且系统因电压降低会少供电且损耗大，可以说电压低有百害而无一利。长期的电压低是什么原因造成的需要分析，可采取哪些措施及手段来解决电压的严重降低也需要总结研究，这是本文重点论述的内容，为突出主要矛盾，文章将着重点放在低压配网上。
一、国家电网公司相关系统对电压的标准与要求
国家电网公司的电压标准与产权分界点：
电压标准有：电压偏差、电压波动与闪变、电压公共谐波、三相不对称度。后三项研究的对象是企事业单位，在此略去。县域配电网反映出来的突出矛盾是电压偏差，其负值是矛盾的主要方面，范围是：10kV及以下的±7%Ue；低压单相为-10%Ue～+7%Ue。
偏差低于规定值又是它的核心，也是困难所在，制定这个标准的实质一方面是给生产设备厂家一个设计依据，无论是配电设备、受电设备都应可靠、正常、安全地工作，保证工作寿命；另一方面电能输送过程有电压损失，它的标准与电力现有技术水平相适应。既然问题是“低”，那考核点就定在连接设备的线路末端上，一般用户地理范围相对于线路的长度来说要小得多，所以考核的对象是系统，因此规定在产权分界点进行。按说10kV末端在10kV配变上，但用户产权分界是在最后一根电杆上，或在用户的穿墙套管上，380kV在到达用户的末端产权分界也是如此。所谓产权分界点是指在这一点向源的方向所有有形资产权隶属于系统，向用户一侧则属于用户。“居民用户家用电器损坏处理办法”条文规定“由于系统的问题所造成的损失，系统负责按年限折价赔偿”，因此必须明确系统与考核点。220V居民用户比较特殊在其住宅内布线压降不能略去，国家限定不大于3%。常用负荷矩来校验其电压损失，及最大负荷电流电压损失为3%Ue时，说明导线最大长度L是多少。用户用电设计最大时不能超出其值，因此不能以用户受电设备的电压来考核电压偏差，规程规定在产权分界点计量箱上考核其幅值范围，但考虑到用户内损失3%Ue，此考核点应为±7%Ue而非（-10%～+7%）Ue。当低压线路导线截面较小略去感性分量时，那么各电压降落的绝对值的和与各向量和近似相等，等于电压损失的代数和。因此作者认为“低压技术规程”规定在计量箱上考核电压偏差范围（-10%～+7%）Ue有误。
二、一个解释电压降低的基本模型
为了说明电压降低与哪些因素有关，现用一个最简单的放射型单回路无备用接线模型来逐一展开说明，如图1所示。
从源的出线变电所的主变来看它不属于配网，它应是地方变电所的输送电网的一部分，按输送电网的标准来说，它的主变应是有励磁调压，现很多都是自动调节电压输出的可认为二次10.5kV为相对稳定的输出，除此之外都不是研究的对象。
10kV线路：线路电压损失允许10%，即源侧是高5%，到终端即配电变一次侧低5%，由于10%电压的限制，又由于架空线路约0.4Ω/km感抗的存在，负荷电流会在感抗上引起电压降落。工程上通俗表达为1km/kV即每千伏最大传输距离1公里，10kV则为10公里。则最大距离10公里下最大传输负荷为：
10公里线路感抗为Xl=0.4Ω/km×10km=4Ω
10kV相电压为Up=10/=5.77KV
允许10%电压损失值为△U=5.77×10%=577VPm
线路最大允许电流 Im=577/4≈144A
对应总最大传输负荷功率Sm=×10×144=2500kVA
以上略去了电阻分量，传送2500kVA。
以上略去了线路电阻，也略去了线路对地电容的容性无功的影响，即使用很粗的导线也不可能传输更大负荷功率。实际不光考虑到电压质量，更要考虑线路线损值。所以实际传输功率要小，10kV传输10公里功率为1500kVA，则最大传输有功Pm=1500×0.85（cosα=0.85），Pm=1275kW，10kV配网容载比 Rs≥1.6～2.0，以最小计Rs=配变容量S/Pm=1.6～2.0 配变容量之和S =1.6×Pm=（1.6～2.0）×1275=2000kVA～2550kVA以现在国家电网公司“短，小，密”布局要求以上的线路也就带6～8台315kVA配变。
10kV配变：10kV配变是无励磁调压方式，按国家标准一般正常情况下分接调压开关是不动的，它对应电压如下表1。
由于不能自动调压，它不能保证在最大负荷下输出高出额定值5%Ｕe，否则空载时会出现较大的过压，表1 0.42kV/0.38kV=1.105=110.5%高出10.5%了，配变超出了电压偏差7%的上限了，而实际上由于变压器铁芯在容性电流的激励作用下电压还会升高。不需要集中参数的电容存在，空载线路就是电容（暂略）。只要系统有一定负荷，过电压的偏差问题是容易解决的，可见系统减少峰谷差很重要。可以设想将来智能电网能够自动投入负荷比，如对动力电池进行充电，电压偏差正向增加的问题就解决了。 低压线路压降问题，如图2 源侧以额定值380V为基准点：
其低压有以下几个压降：
380V是对应9.5kV下的空载电压，在最大负荷下要低4%，而实际上大约低于3%，其一是因为配变很少满负荷工作，即使满负荷也不可能达到4%，因4%的内电压降是短路试验的结果，是感性的压降，实际压降是负荷电阻分量大，内电压降会略小。且国网规程标准中规定电压偏差应至少在90%的时间段内就符合要求。其二，配变设计时即考虑了向用户供电要求电压稳定其漏抗相对小，其内部压降在满负荷时也不超过4%。而输电网主变则要限制短路电流其漏抗设计的较大，其内部压降可大于5%。
主干线路电流大、负荷率大、年利用小时大、导线粗，它与配变漏抗的阻抗角基本相同可直接与配变电压损失求代数和。
与线路指向集中一区域供电的线路，它与总负荷比例一般较小，导线以电阻分量为主。接户线指向一个单元的一个用户或几个用户供电，它如是单相的一个用户按I30≤30A校验，有几个用户分表套户线输出的是I30=K1×K2×N×30A校对之。K1——同时启动时的系数，K2——同时达到负荷最大值的同时系数，N——分表户数。
这两段线路以电阻分量为主，简化为直接相加求电压损失代数和。因此可以将四个电压换算为代数和直接相加即△U1+△U2+△U3+△U4=U总小于8%Ue，即可确保计量箱的产权分界点的电压损失小于7%。考虑配变内的电压损失U1小于4%，其它三个都按每100m2%的电压降落计算，又考虑到向量和总是小于代数和的，这种考核称为三段式电压考核，是确保电压质量的一个很好的方法。即△U2≤4% Ue——主干线路最大电压损失；△U3≤2% Ue——分支线路最大U电压损失；△U4≤2% Ue——接户线最大电压损失。即每百米电压损失不大于2%，按千伏输配电路对应长为1000m，0.4kV对应400m，以上主干200m、分支100m接户线单相是2倍物理长度50m×2+100m三者之和为400m。同时期望10kV最大电压损失小一些，以使配电变在最大负荷下不小于一次额定电压，配电变二次输出略高于额定电压。
三、线路电压降低及应对措施
在低电压下，如果要传送大一点的负荷，电流就会较大，导线截面较大，此时导线分布感抗的影响就会显现出来，要维持电压降低在一个低水平，往往是很困难的。而在10kV配网电压下，它的最大负荷是受到线路感抗限制的，其线上电流较小，导线截面也不大，往往分布感抗与电阻在同一个数量级上。
1.10kV线路电压降低及应对措施
当用电配变稍大一点，低压电压损失很难控制，所以往往对10kV寄予希望，它的电压损失分量可小一点，使得配变原端电压可以高一点，比如，10kV只降5%到10kV线路终端为10kV，配变二次可提高5%至0.4kV（空载时），满载时再降4%，二次输出还高1%，低压分段控制上就易于实现。我区10kV线路根据负荷性质：向大用户工业供电的应选95mm2LGJ铝线，向城区公用变供电（居民用电为主）的选75mm2LGJ铝线，前者年利用最大小时超5000小时，后者约为2000-3000小时。最大负荷计算为1500kVA。最大电流Im=1500/（×10）=87A，95mm2线路感抗（查表）0.35Ω/km，电阻R=1/35×1000/95=0.3Ω/km，Z=0.45Ω/km，相压降为△U=87×0.45≈40V/km如：平均等效长度为7km，可算出电压损失为5%。许多人持有陈规对此质疑：“导线太粗了”。下面估算一下年消耗电量：△p=3×I2×R×L=3×872×0.3×7=47.68kW，最大负荷年平均小时为5000小时，查表（cosΨ=0.85，τ=3500小时）τ为I2下对应年平均小时。年消耗电量A=47.68×3500=16.7万kWh，若用50mm2铝导线其电功率损失将是它的二倍左右，即多加50mm2每年可节省16.7万kWh电量，增加导线的成本算一算就知道了。
以上只是定性分析，假若把导线截面再加粗一些，效果会更好。但只解决了线路的有功耗损而在降低电压损失方面意义已不大。因为主要矛盾不是内直阻对电压降的影响而是线路感抗，若试图减低感抗而又不改变10kV配网电压下，只能在传输介质上想办法，如改为电缆传输，电缆的每公里感抗XL<0.1Ω。其降低的道理很简单，高中物理实验如何绕无感线圈就是实例，将双头一折，按住末尾端，两头一起在框架上绕制完成，电流一进一出，产生的磁场相互抵消了。电缆也一样，导线相距很近产生的磁场是相消的，等效电感就大为降低。不用电缆用绝缘集束导线，线间距离小了，它的XL约为0.25Ω/km，可见他远不如电缆结构效果，除此之外没有更好的措施，现在正在研究配电电压为20kV配网，但笔者认为这缺少科学依据，也缺少长远发展眼光，在35kV与10kV之间再加一个等级，而每增加一个等级就会增加一个电磁环节，发展是应该减少电磁环节，可以将35kV直变至0.4kV，况且要改变规范与标准，又为什么死守着架空线不放，研究发展电缆传输，10kV固体绝缘根本不是问题，金属铝不是问题，好处太多了。但电缆有个防雷电击穿问题，架空线的空气绝缘是可逆的，而绝大部分固体绝缘是不可逆的，后叙之。
2.0.38kV电压降落问题的应对措施
由模型考虑0.38kV的传输电压降落问题，每百米限制2%电压降落，按每千米传一千伏，380Ｖ（0.4kV）传400m，如图3：
（1）主干线路。例315kVA配变，按β＝0.8计算250kVA 电流I＝250/（×380）＝380A，查表 300mm2架空铝导线 XL=0.30Ω/km，200m长感抗为 XL=0.2×0.3=0.06Ω/km，略去导线电阻其感抗电压降略△U=380A×0.06=22.8V
△U%=22.8/220=10.5%，100m为5.2%，100m都传不了。因此，其一要多分路，比如主变低压向电杆两端传送两路，而每杆架两回线就分四路。每路不到100A，问题就能得以解决。 其二用低压电缆传输，电缆每千米感抗只有0.08Ω加大截面，减小电阻能较大地增加传输距离。但电缆有机固体绝缘的电击穿问题要安装电缆的过电压保护。 （2）分支线路。例35mm2 铝导线传50A，L=100m 因电阻分量远大于电感（略去电感）
R=1/35×100/35=0.08Ω △U=50×0.08=4V<2%
注意三相平衡，因电流相对较小电压也下降了。
（3）接户线。接户线属系统，导线截面应按架空线路标准进行校验计算。接户线按国标单相用户I30≤30A，即30分钟平均电流小于30A，按最大30A校验，接户线最大长度规定50m，电线电气长度50×2=100m选16mm2铝线，R=1/35×100/16=0.179Ω，△U=30×R =5.36V，5.36V>220×2%已超出三段考核标准，可见接户线的电压损失产生的影响最大，有些接户线还带有1～5户的套户线，其电压损失惨重。事实上这是南方电网刚出的建议标准，在我区就没有16mm2的接户线，因国网标准是：“接户线最小截面应大于铝线4mm2，铜线2.5mm2，如果架空铺设铝线应大于6mm2，最大长度50m，超过25m中间应加一根电杆…”。这就是误导，我区4mm2铝接户线多得是，规范标准指导思想是原则性问题，但它出现了错误，由此决定城农网改造是解决不了大问题的。还有更匪夷所思的问题，低压线损指标是≤12%，这意味着什么呢？电压损失可能超过20%，因为在低压配网阻性为主的系统中，瞬时的电能损失与电压损失是成正比的，它们基本是相等的，但考核线损是月平均值，而电压的考核是月或年最大1小时的平均值，即月度或年720或8760小时中一个小时的最大平均值。平均值为12%，最大值将可达到24%，一方面放宽了要求，另一方面就难以匹配。建议要严格限制线损率在5%之内，标准不对，城农网改造不能从根本上解决问题。
因此，作小结如下：主干要采用分路，每路150A及以下，L=200m，150mm2导线，各支路50A、L=100m，35mm2导线，接户线16mm2小于50m，考虑同时性系数。150A主干可分6路50A子路，每支路三相接9户用户，150A主干接居民用户数为6×9=54户，其平均电流150/（54/3）折至3相=8.3A，K总=8.3/30=0.28，此处同时性系数还包括对2/3用户最大值小于20A。以上系粗略性的估算，因配网用电的随机性及各分支路的复杂性问题，不可能来做精准计算的。另对外线路来说，都应选用经济电流密度为主要校验手段，对此要说的是，经济电流密度还要大幅降低，笔者初步认为应降至每平方毫米零点几个电流。
现在国家电网公司标准还停留在50年代前苏联的标准上，50年代我国不得不优先考虑国家安全，铝又不能大量生产，因为它是非常稀缺的国防资源。可现在国情完全不一样了，强调的是可再生能源、新能源、低碳，铝产量已占世界总产量40%了。减少电流密度，降低线路损耗，同时也改善电压质量，生产更多的铝，实现良性循环。
四、配电变的电压损失问题及应对措施
从以上看到配电容量大了，低压的电压损失难以匹配，所以国家电网公司给出的改造标准是“小、短、密”，配电变容量小，就要密布，密布线路就短，这样就能将以上问题都解决了吗？配电小了，它自身的各种损耗相对都会加大；多台配变并列供电，难以避免并列环流和均衡分配负荷的问题。现在新型高导磁率铁材料的配变比以往配变的短路电压百分比要大，即它的额定负荷的内压降要大，这是由于导磁率高，铁芯截面小了，导线截面大了，线匝远离了铁芯，漏磁通增大所致。所以各种问题都需综合看待。
漏磁通对应漏抗增大引起电压降低，新型高导磁率配电变比如G800型2.0T的铁磁材料比传统1.4T高出0.6T，又加上导线截面加大，线匝长度减少，其铜损大幅降低。但由于漏抗大，其输出U2的波动可能较大。如何选择配电变要综合看，如：是否要都选用非晶合金，要综合几方面考虑它的?m=0.15～0.2，它最大效率时负荷率如此低，它的铁损是如此小，适应年最大利用小时少的地方，可见它是为农村量型打造的。它的导磁率没有根本改变，甚至略低于冷轧硅钢，其铜损较大。这就不适合负荷率高的城市或企业。而高导磁率材料才是未来城市及三班制企业高负荷率，年利用小时高地方使用的，但它的短路电压百分比较大对应内压降大，对匹配电压偏差不利。
感性无功的去励磁作用降低了二次电压的输出，介绍如图4所示。
cosφ=-0.8时容性，cosφ=0.8时感性，当负荷率增大性变化明显。图4也说明了变压器实际电压降比短路电压百分比要小，前者cosφ大，后者主要是感性分量。
下面给出向量图说明之，如图5所示。
图5a，可看出|E1|<|U1|
图5b，可看出|E1|≥|U1|
U1是上一级源电压决定的，可以看作定值，而E1的大小决定配变主磁通。而主磁通决定每匝感应电动势，E2电动势就是由此决定的，所以在此引用了发电机中的去励磁（感性），激励（容性），其对磁通的改变上与发电机完全一致。因此欲使U2输出提高应提高cosφ，安装补偿可提高到0.98，但决不要以此为依据采用过补偿使其带有容性性质，会出现过电压等一系列严重问题。
五、单一主干低压回路采用电缆实例
在一个小区采用电缆相比架空线的确要美观的多，而实际上采用架空线有不得已的一面，即线路电压损失没法控制，只能使用电缆增大导线截面以减少电阻，同时最重要的是减少了感抗使传输距离大大增加了。如图6所示。
特点简介：由于配电变三点联合接地的要求，当一次侧10kV避雷器动作时高压会经二次侧中性点传给低压侧，这样就不可直接用电缆，因低压电缆是固体有机绝缘，瞬时高压电击穿是不可逆的，必须加过电压防护，电位梯度场的变化工程上认为在20m以外可看作电位零点，所以可在电缆前方与配电变之间加20m架空线在线缆中间接口处安装一组0.22kV氧化锌避雷器最高过电压不超过1500V，
固体1～10?s瞬时击穿电压幅值约等于6～8倍工频击穿电压，低压电缆工频击穿电压都在1000伏以上1500伏远小于（6～8）×1000伏低压电缆是相当安全的。可以计算出315kVA配电变满负荷传送至终端电压降落小于5%，这个降落是感性的，后面再有6%的阻性压降，向量和都不会超过8%的电压损失，可见它还有很大的裕度的。
六、总结
因负荷的随机性和分支的复杂性，控制电压的降落有很大困难，尤其是低压，提高用户电压标准不可能，只有降低输出回路的阻抗，电阻可以通过增大导线截面，电感需改变传输结构如：架空裸线变绝缘导线减少间隔，或直接用电缆（如上例）。国网给定了一个补充电压偏差规定：应在满足90%的时间段内使电压质量得到满足，即10%的时间段可以不满足，8760小时的10%是876小时，一个月是720小时，这个10%时间都用在7～8月份了，用户超负荷就是用户问题，电源不足就是发电的问题。作为系统方应踏踏实实的增大导线截面、合理选择配变、降低峰谷差、补偿无功、提高三相平衡度、配变运行方式及自动化，上例电缆方式值得借鉴研究。
（责任编辑：李杰）
关键词：电压降低；配电网；电压偏差；电能标准
作者简介：吴彩玲（1968-），女，安徽泗县人，安徽省宿州市泗县供电公司人力资源部主任，工程师。（安徽 泗县 234300）
中图分类号：TM714.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0222-03
配网是指向用户供电的电力网络，所谓县域配电网就是指10kV及以下各电压等级的电力网络，它最广泛的应用群体就是低压居民用户，他们最为不满的问题是：急需用电时却因电压太低电器不能正常工作，甚至于损坏电器。这涉及到电力公司的产品质量问题，而电压是衡量其质量最重要的指标，如不符合要求就有可能造成以上情况，使老百姓不满，电力公司可能被老百姓投诉，供电公司不仅要按“居民用户家用电器损坏处理办法”进行损坏赔偿，而且系统因电压降低会少供电且损耗大，可以说电压低有百害而无一利。长期的电压低是什么原因造成的需要分析，可采取哪些措施及手段来解决电压的严重降低也需要总结研究，这是本文重点论述的内容，为突出主要矛盾，文章将着重点放在低压配网上。
一、国家电网公司相关系统对电压的标准与要求
国家电网公司的电压标准与产权分界点：
电压标准有：电压偏差、电压波动与闪变、电压公共谐波、三相不对称度。后三项研究的对象是企事业单位，在此略去。县域配电网反映出来的突出矛盾是电压偏差，其负值是矛盾的主要方面，范围是：10kV及以下的±7%Ue；低压单相为-10%Ue～+7%Ue。
偏差低于规定值又是它的核心，也是困难所在，制定这个标准的实质一方面是给生产设备厂家一个设计依据，无论是配电设备、受电设备都应可靠、正常、安全地工作，保证工作寿命；另一方面电能输送过程有电压损失，它的标准与电力现有技术水平相适应。既然问题是“低”，那考核点就定在连接设备的线路末端上，一般用户地理范围相对于线路的长度来说要小得多，所以考核的对象是系统，因此规定在产权分界点进行。按说10kV末端在10kV配变上，但用户产权分界是在最后一根电杆上，或在用户的穿墙套管上，380kV在到达用户的末端产权分界也是如此。所谓产权分界点是指在这一点向源的方向所有有形资产权隶属于系统，向用户一侧则属于用户。“居民用户家用电器损坏处理办法”条文规定“由于系统的问题所造成的损失，系统负责按年限折价赔偿”，因此必须明确系统与考核点。220V居民用户比较特殊在其住宅内布线压降不能略去，国家限定不大于3%。常用负荷矩来校验其电压损失，及最大负荷电流电压损失为3%Ue时，说明导线最大长度L是多少。用户用电设计最大时不能超出其值，因此不能以用户受电设备的电压来考核电压偏差，规程规定在产权分界点计量箱上考核其幅值范围，但考虑到用户内损失3%Ue，此考核点应为±7%Ue而非（-10%～+7%）Ue。当低压线路导线截面较小略去感性分量时，那么各电压降落的绝对值的和与各向量和近似相等，等于电压损失的代数和。因此作者认为“低压技术规程”规定在计量箱上考核电压偏差范围（-10%～+7%）Ue有误。
二、一个解释电压降低的基本模型
为了说明电压降低与哪些因素有关，现用一个最简单的放射型单回路无备用接线模型来逐一展开说明，如图1所示。
从源的出线变电所的主变来看它不属于配网，它应是地方变电所的输送电网的一部分，按输送电网的标准来说，它的主变应是有励磁调压，现很多都是自动调节电压输出的可认为二次10.5kV为相对稳定的输出，除此之外都不是研究的对象。
10kV线路：线路电压损失允许10%，即源侧是高5%，到终端即配电变一次侧低5%，由于10%电压的限制，又由于架空线路约0.4Ω/km感抗的存在，负荷电流会在感抗上引起电压降落。工程上通俗表达为1km/kV即每千伏最大传输距离1公里，10kV则为10公里。则最大距离10公里下最大传输负荷为：
10公里线路感抗为Xl=0.4Ω/km×10km=4Ω
10kV相电压为Up=10/=5.77KV
允许10%电压损失值为△U=5.77×10%=577VPm
线路最大允许电流 Im=577/4≈144A
对应总最大传输负荷功率Sm=×10×144=2500kVA
以上略去了电阻分量，传送2500kVA。
以上略去了线路电阻，也略去了线路对地电容的容性无功的影响，即使用很粗的导线也不可能传输更大负荷功率。实际不光考虑到电压质量，更要考虑线路线损值。所以实际传输功率要小，10kV传输10公里功率为1500kVA，则最大传输有功Pm=1500×0.85（cosα=0.85），Pm=1275kW，10kV配网容载比 Rs≥1.6～2.0，以最小计Rs=配变容量S/Pm=1.6～2.0 配变容量之和S =1.6×Pm=（1.6～2.0）×1275=2000kVA～2550kVA以现在国家电网公司“短，小，密”布局要求以上的线路也就带6～8台315kVA配变。
10kV配变：10kV配变是无励磁调压方式，按国家标准一般正常情况下分接调压开关是不动的，它对应电压如下表1。
由于不能自动调压，它不能保证在最大负荷下输出高出额定值5%Ｕe，否则空载时会出现较大的过压，表1 0.42kV/0.38kV=1.105=110.5%高出10.5%了，配变超出了电压偏差7%的上限了，而实际上由于变压器铁芯在容性电流的激励作用下电压还会升高。不需要集中参数的电容存在，空载线路就是电容（暂略）。只要系统有一定负荷，过电压的偏差问题是容易解决的，可见系统减少峰谷差很重要。可以设想将来智能电网能够自动投入负荷比，如对动力电池进行充电，电压偏差正向增加的问题就解决了。 低压线路压降问题，如图2 源侧以额定值380V为基准点：
其低压有以下几个压降：
380V是对应9.5kV下的空载电压，在最大负荷下要低4%，而实际上大约低于3%，其一是因为配变很少满负荷工作，即使满负荷也不可能达到4%，因4%的内电压降是短路试验的结果，是感性的压降，实际压降是负荷电阻分量大，内电压降会略小。且国网规程标准中规定电压偏差应至少在90%的时间段内就符合要求。其二，配变设计时即考虑了向用户供电要求电压稳定其漏抗相对小，其内部压降在满负荷时也不超过4%。而输电网主变则要限制短路电流其漏抗设计的较大，其内部压降可大于5%。
主干线路电流大、负荷率大、年利用小时大、导线粗，它与配变漏抗的阻抗角基本相同可直接与配变电压损失求代数和。
与线路指向集中一区域供电的线路，它与总负荷比例一般较小，导线以电阻分量为主。接户线指向一个单元的一个用户或几个用户供电，它如是单相的一个用户按I30≤30A校验，有几个用户分表套户线输出的是I30=K1×K2×N×30A校对之。K1——同时启动时的系数，K2——同时达到负荷最大值的同时系数，N——分表户数。
这两段线路以电阻分量为主，简化为直接相加求电压损失代数和。因此可以将四个电压换算为代数和直接相加即△U1+△U2+△U3+△U4=U总小于8%Ue，即可确保计量箱的产权分界点的电压损失小于7%。考虑配变内的电压损失U1小于4%，其它三个都按每100m2%的电压降落计算，又考虑到向量和总是小于代数和的，这种考核称为三段式电压考核，是确保电压质量的一个很好的方法。即△U2≤4% Ue——主干线路最大电压损失；△U3≤2% Ue——分支线路最大U电压损失；△U4≤2% Ue——接户线最大电压损失。即每百米电压损失不大于2%，按千伏输配电路对应长为1000m，0.4kV对应400m，以上主干200m、分支100m接户线单相是2倍物理长度50m×2+100m三者之和为400m。同时期望10kV最大电压损失小一些，以使配电变在最大负荷下不小于一次额定电压，配电变二次输出略高于额定电压。
三、线路电压降低及应对措施
在低电压下，如果要传送大一点的负荷，电流就会较大，导线截面较大，此时导线分布感抗的影响就会显现出来，要维持电压降低在一个低水平，往往是很困难的。而在10kV配网电压下，它的最大负荷是受到线路感抗限制的，其线上电流较小，导线截面也不大，往往分布感抗与电阻在同一个数量级上。
1.10kV线路电压降低及应对措施
当用电配变稍大一点，低压电压损失很难控制，所以往往对10kV寄予希望，它的电压损失分量可小一点，使得配变原端电压可以高一点，比如，10kV只降5%到10kV线路终端为10kV，配变二次可提高5%至0.4kV（空载时），满载时再降4%，二次输出还高1%，低压分段控制上就易于实现。我区10kV线路根据负荷性质：向大用户工业供电的应选95mm2LGJ铝线，向城区公用变供电（居民用电为主）的选75mm2LGJ铝线，前者年利用最大小时超5000小时，后者约为2000-3000小时。最大负荷计算为1500kVA。最大电流Im=1500/（×10）=87A，95mm2线路感抗（查表）0.35Ω/km，电阻R=1/35×1000/95=0.3Ω/km，Z=0.45Ω/km，相压降为△U=87×0.45≈40V/km如：平均等效长度为7km，可算出电压损失为5%。许多人持有陈规对此质疑：“导线太粗了”。下面估算一下年消耗电量：△p=3×I2×R×L=3×872×0.3×7=47.68kW，最大负荷年平均小时为5000小时，查表（cosΨ=0.85，τ=3500小时）τ为I2下对应年平均小时。年消耗电量A=47.68×3500=16.7万kWh，若用50mm2铝导线其电功率损失将是它的二倍左右，即多加50mm2每年可节省16.7万kWh电量，增加导线的成本算一算就知道了。
以上只是定性分析，假若把导线截面再加粗一些，效果会更好。但只解决了线路的有功耗损而在降低电压损失方面意义已不大。因为主要矛盾不是内直阻对电压降的影响而是线路感抗，若试图减低感抗而又不改变10kV配网电压下，只能在传输介质上想办法，如改为电缆传输，电缆的每公里感抗XL<0.1Ω。其降低的道理很简单，高中物理实验如何绕无感线圈就是实例，将双头一折，按住末尾端，两头一起在框架上绕制完成，电流一进一出，产生的磁场相互抵消了。电缆也一样，导线相距很近产生的磁场是相消的，等效电感就大为降低。不用电缆用绝缘集束导线，线间距离小了，它的XL约为0.25Ω/km，可见他远不如电缆结构效果，除此之外没有更好的措施，现在正在研究配电电压为20kV配网，但笔者认为这缺少科学依据，也缺少长远发展眼光，在35kV与10kV之间再加一个等级，而每增加一个等级就会增加一个电磁环节，发展是应该减少电磁环节，可以将35kV直变至0.4kV，况且要改变规范与标准，又为什么死守着架空线不放，研究发展电缆传输，10kV固体绝缘根本不是问题，金属铝不是问题，好处太多了。但电缆有个防雷电击穿问题，架空线的空气绝缘是可逆的，而绝大部分固体绝缘是不可逆的，后叙之。
2.0.38kV电压降落问题的应对措施
由模型考虑0.38kV的传输电压降落问题，每百米限制2%电压降落，按每千米传一千伏，380Ｖ（0.4kV）传400m，如图3：
（1）主干线路。例315kVA配变，按β＝0.8计算250kVA 电流I＝250/（×380）＝380A，查表 300mm2架空铝导线 XL=0.30Ω/km，200m长感抗为 XL=0.2×0.3=0.06Ω/km，略去导线电阻其感抗电压降略△U=380A×0.06=22.8V
△U%=22.8/220=10.5%，100m为5.2%，100m都传不了。因此，其一要多分路，比如主变低压向电杆两端传送两路，而每杆架两回线就分四路。每路不到100A，问题就能得以解决。 其二用低压电缆传输，电缆每千米感抗只有0.08Ω加大截面，减小电阻能较大地增加传输距离。但电缆有机固体绝缘的电击穿问题要安装电缆的过电压保护。 （2）分支线路。例35mm2 铝导线传50A，L=100m 因电阻分量远大于电感（略去电感）
R=1/35×100/35=0.08Ω △U=50×0.08=4V<2%
注意三相平衡，因电流相对较小电压也下降了。
（3）接户线。接户线属系统，导线截面应按架空线路标准进行校验计算。接户线按国标单相用户I30≤30A，即30分钟平均电流小于30A，按最大30A校验，接户线最大长度规定50m，电线电气长度50×2=100m选16mm2铝线，R=1/35×100/16=0.179Ω，△U=30×R =5.36V，5.36V>220×2%已超出三段考核标准，可见接户线的电压损失产生的影响最大，有些接户线还带有1～5户的套户线，其电压损失惨重。事实上这是南方电网刚出的建议标准，在我区就没有16mm2的接户线，因国网标准是：“接户线最小截面应大于铝线4mm2，铜线2.5mm2，如果架空铺设铝线应大于6mm2，最大长度50m，超过25m中间应加一根电杆…”。这就是误导，我区4mm2铝接户线多得是，规范标准指导思想是原则性问题，但它出现了错误，由此决定城农网改造是解决不了大问题的。还有更匪夷所思的问题，低压线损指标是≤12%，这意味着什么呢？电压损失可能超过20%，因为在低压配网阻性为主的系统中，瞬时的电能损失与电压损失是成正比的，它们基本是相等的，但考核线损是月平均值，而电压的考核是月或年最大1小时的平均值，即月度或年720或8760小时中一个小时的最大平均值。平均值为12%，最大值将可达到24%，一方面放宽了要求，另一方面就难以匹配。建议要严格限制线损率在5%之内，标准不对，城农网改造不能从根本上解决问题。
因此，作小结如下：主干要采用分路，每路150A及以下，L=200m，150mm2导线，各支路50A、L=100m，35mm2导线，接户线16mm2小于50m，考虑同时性系数。150A主干可分6路50A子路，每支路三相接9户用户，150A主干接居民用户数为6×9=54户，其平均电流150/（54/3）折至3相=8.3A，K总=8.3/30=0.28，此处同时性系数还包括对2/3用户最大值小于20A。以上系粗略性的估算，因配网用电的随机性及各分支路的复杂性问题，不可能来做精准计算的。另对外线路来说，都应选用经济电流密度为主要校验手段，对此要说的是，经济电流密度还要大幅降低，笔者初步认为应降至每平方毫米零点几个电流。
现在国家电网公司标准还停留在50年代前苏联的标准上，50年代我国不得不优先考虑国家安全，铝又不能大量生产，因为它是非常稀缺的国防资源。可现在国情完全不一样了，强调的是可再生能源、新能源、低碳，铝产量已占世界总产量40%了。减少电流密度，降低线路损耗，同时也改善电压质量，生产更多的铝，实现良性循环。
四、配电变的电压损失问题及应对措施
从以上看到配电容量大了，低压的电压损失难以匹配，所以国家电网公司给出的改造标准是“小、短、密”，配电变容量小，就要密布，密布线路就短，这样就能将以上问题都解决了吗？配电小了，它自身的各种损耗相对都会加大；多台配变并列供电，难以避免并列环流和均衡分配负荷的问题。现在新型高导磁率铁材料的配变比以往配变的短路电压百分比要大，即它的额定负荷的内压降要大，这是由于导磁率高，铁芯截面小了，导线截面大了，线匝远离了铁芯，漏磁通增大所致。所以各种问题都需综合看待。
漏磁通对应漏抗增大引起电压降低，新型高导磁率配电变比如G800型2.0T的铁磁材料比传统1.4T高出0.6T，又加上导线截面加大，线匝长度减少，其铜损大幅降低。但由于漏抗大，其输出U2的波动可能较大。如何选择配电变要综合看，如：是否要都选用非晶合金，要综合几方面考虑它的?m=0.15～0.2，它最大效率时负荷率如此低，它的铁损是如此小，适应年最大利用小时少的地方，可见它是为农村量型打造的。它的导磁率没有根本改变，甚至略低于冷轧硅钢，其铜损较大。这就不适合负荷率高的城市或企业。而高导磁率材料才是未来城市及三班制企业高负荷率，年利用小时高地方使用的，但它的短路电压百分比较大对应内压降大，对匹配电压偏差不利。
感性无功的去励磁作用降低了二次电压的输出，介绍如图4所示。
cosφ=-0.8时容性，cosφ=0.8时感性，当负荷率增大性变化明显。图4也说明了变压器实际电压降比短路电压百分比要小，前者cosφ大，后者主要是感性分量。
下面给出向量图说明之，如图5所示。
图5a，可看出|E1|<|U1|
图5b，可看出|E1|≥|U1|
U1是上一级源电压决定的，可以看作定值，而E1的大小决定配变主磁通。而主磁通决定每匝感应电动势，E2电动势就是由此决定的，所以在此引用了发电机中的去励磁（感性），激励（容性），其对磁通的改变上与发电机完全一致。因此欲使U2输出提高应提高cosφ，安装补偿可提高到0.98，但决不要以此为依据采用过补偿使其带有容性性质，会出现过电压等一系列严重问题。
五、单一主干低压回路采用电缆实例
在一个小区采用电缆相比架空线的确要美观的多，而实际上采用架空线有不得已的一面，即线路电压损失没法控制，只能使用电缆增大导线截面以减少电阻，同时最重要的是减少了感抗使传输距离大大增加了。如图6所示。
特点简介：由于配电变三点联合接地的要求，当一次侧10kV避雷器动作时高压会经二次侧中性点传给低压侧，这样就不可直接用电缆，因低压电缆是固体有机绝缘，瞬时高压电击穿是不可逆的，必须加过电压防护，电位梯度场的变化工程上认为在20m以外可看作电位零点，所以可在电缆前方与配电变之间加20m架空线在线缆中间接口处安装一组0.22kV氧化锌避雷器最高过电压不超过1500V，
固体1～10?s瞬时击穿电压幅值约等于6～8倍工频击穿电压，低压电缆工频击穿电压都在1000伏以上1500伏远小于（6～8）×1000伏低压电缆是相当安全的。可以计算出315kVA配电变满负荷传送至终端电压降落小于5%，这个降落是感性的，后面再有6%的阻性压降，向量和都不会超过8%的电压损失，可见它还有很大的裕度的。
六、总结
因负荷的随机性和分支的复杂性，控制电压的降落有很大困难，尤其是低压，提高用户电压标准不可能，只有降低输出回路的阻抗，电阻可以通过增大导线截面，电感需改变传输结构如：架空裸线变绝缘导线减少间隔，或直接用电缆（如上例）。国网给定了一个补充电压偏差规定：应在满足90%的时间段内使电压质量得到满足，即10%的时间段可以不满足，8760小时的10%是876小时，一个月是720小时，这个10%时间都用在7～8月份了，用户超负荷就是用户问题，电源不足就是发电的问题。作为系统方应踏踏实实的增大导线截面、合理选择配变、降低峰谷差、补偿无功、提高三相平衡度、配变运行方式及自动化，上例电缆方式值得借鉴研究。
（责任编辑：李杰）