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    • 低压配网供电电压质量分析和提升措施研究

        根据国家和电力行业标准,在系统正常状况下电网企业供到客户受电端380V三相供电电压允许偏差为标称电压的±7%,220V单相供电电压允许偏差为标称电压的7%、-10%;城市居民用户受电端电压合格率不低于95%,农村居民用户受电端电压合格率不低于94%。当电压过低时,将使电动机绕组电流增大,降低电动机的效率和使用寿命,电动机转速下降,影响用户的产品质量和产量;使发电厂风机、水泵设备的出力下降,直接影响锅炉汽机的出力;还使电炉等电热设备的出力降低,白炽灯发光效率降低,各种电子设备不能正常工作。当电压过高时,电气设备的绝缘会加速老化、增加了电能损耗、增加了电费支出。所以,保证电压质量的合格对于减少工业废品、提高用电设备的效率、延长用电设备的使用寿命都有显著的作用。

        

        1 影响供电电压质量的因素

        

        电网规划、改造相对滞后。随着社会经济的发展,用户的用电设备激增,负荷增长非常快。由于电网规划、建设相对滞后,线路、台区配套不到位,出现配变重过载、线路重过载、线路残旧、台区供电半径较长、导线线径偏小等情况,造成线路的电压降较大,用户端电压质量较差。

        

        用户负荷影响。用户负荷的种类繁多,特别是大功率电动机、电弧炉、供氧机、整流器等负荷,这些负荷会对电网产生无功冲击、多次谐波、负序等干扰性的负面影响,并且这些负面影响还可以经过电网线路连接点影响其他用户,给用户带来冲击性的电压干扰。

        

        配变的峰谷差过大。用户负荷会随用户生产流程与昼夜、季节的变化而改变,导致配变的峰谷差过大。用电负荷越低电压越高,用电负荷越高电压越低,导致不同季节、不同时间中用电量峰谷负荷的悬殊,从而引起电压波动较大,不能够提供稳定的运行电压。

        

        三相不平衡。由于用户负荷大小不同和用电时间的差异,低压配电网中存在三相负荷不平衡的现象,中性点电压发生偏移,导致三相电压不平衡,重负荷所在相电压降低,轻负荷所在相电压升高。严重时会使中性线电流过大,变压器运行温度过高,更严重时将变压器损坏。因此,当出现三相不平衡时应尽快将负荷平衡,以提高电压质量,降低损耗。

        

        配变分接开关设置不合理。部分电网企业由于对配变运维不到位,导致配变的分接开关设置不合理,或者未及时进行调整,导致台区的电压整体偏高或偏低。

        

        无功补偿投入不到位。配电网供电负荷的多样性会导致台区无功消耗过大,配电网谐波含量增加,电压发生畸变,电压合格率低。如果无功补偿容量不足或者投入不到位,容易使台区用户供电电压处于持续偏低的情况。

        

        2 提升供电电压质量措施

        

        2.1 抓好基础管理

        

        利用调度自动化系统、计量自动化系统和电能质量监测系统的电压质量监测功能,进一步拓展电压质量监测点覆盖范围,规范和完善电压监测点设置,提高电压质量监测点的代表性和统计数据的准确性。电网企业应结合台区负荷情况,采取电压监测仪装置或计量自动化装置每月定期抄录电压数据,每半年对所有台区开展一次电压普测,并形成台区电压管理档案或记录,全面掌握台区的电压情况。

        

        2.2 加快电网改造

        

        首先,优化配电网网架结构,及时掌握负荷情况,梳理重过载的线路和配变,优先采取新出线路、新增配变的方式对原有重过载线路、配变进行改造,割接负荷,降低线路和配变的负载率。若受条件限制也可以增容更换的方式解决;其次,要逐步淘汰运行年限长、老化残旧的线路,提高线路的健康度,减少线路的电压降;再次,要科学新增电源布点,合理调整电源布点,通过负荷割接缩短台区的供电半径,台区的供电半径一般不能超过400米;最后,要根据台区的负荷情况对线径较小的导线进行更换,科学计算选用导线的截面,并留有一定的裕度,能满足用户正常使用家用电器的需求。

        

        2.3 提升运行管理

        

        加强配变调压分接开关档位的运行管理。对于供电半径控制在400米范围内且低压线径满足负荷需求的配电台区整体存在电压偏高或偏低情况,通过调整变压器的分接开关,将配变分接开关置于合理的位置,使配变输出电压保持在正常合理范围。配变分接开关调整前后,需对其低压出口和所供的首、末端低压用户电压进行现场实测,对实测和用电信息采集系统电压超出国标误差范围的情况,及时整改。配变分接开关调整后需进行配变的直流电阻测试,合格后才能投入运行,确保安全。同时要分析配电变压器调挡后其低压出口及所供台区各低压用户的电压合格率提升效果,总结经验,便于指导下一步配电变压器调挡工作。

        

        加强配网无功补偿设备的运行管理。低压无功补偿具有降低台区有功损耗,提升台区电压质量的重要作用。加强低压配网无功补偿设备巡视和维护,及时消缺,提高配变无功补偿设备的可用率,对于提高电压质量和电网经济运行水平具有重要意义。另外,要严格执行对用户的功率因数进行电费考核的有关规定,确保用户所配置电容器合理投退,设备故障及时处理。

        

        及时调整三相不平衡。利用计量自动化系统、现场负荷钳测等手段对配变三相负荷分布情况进行检测,及时调整负荷达到基本平衡。同时为了遏制中性点偏移,在台区的部分低压杆塔加装重复接地装置,采用TN-C的方式,防止台区重负荷所在相电压降低,轻负荷所在相电压升高,影响电压质量和配变经济运行。因此开展负荷三相不平衡治理对提升电压质量,提高配变经济运行具有重要的意义。

        

        2.4 优化无功补偿

        

        加强台区无功补偿管理,应结合台区配变容量、负荷性质,合理配置无功补偿容量,一般按照不低于配变容量30%进行配置,容量过大可能导致过补偿。根据台区三相负荷不平衡情况,选择合理的三相共补和三相分补容量;其次,要选用智能型无功补偿装置,能根据设定的无功补偿投退定值,自动根据台区的无功需求自动投切。

        

        2.5 加强发电调度管理

        

        加强发电厂调度运行管理,确保发电厂上网电压符合电网安全、经济运行要求。在负荷低谷期,系统电压偏高时,调度部门应采取调整发电机无功出力、进相运行等措施来降低系统电压。加强小水电上网监管力度,完善小水电上网协议,明确小水电上网电压上限、功率因数要求。对小水电下达上网电压曲线,严格控制小水电上网电压越限。同时应调度小水电错峰上网,避免小水电无序上网导致系统电压偏高。

        

        2.6 应用新技术

        

        应用有载调压配电变压器。部分配电变压器台区电压波动幅度大,存在短时间内配电变压器台区电压越上限与越下限并存现象,低压无功补偿装置不能有效改善电压水平的情况下,通过加装有载调压配电变压器,合理设置调压策略,利用自动化信息通道上传运行信息,及时掌控设备状况,可解决部分台区由于负荷电压波动造成的短时电压越限情况。

        

        应用配网AVQC系统。结合配电自动化建设,充分利用配电自动化系统通信通道和测控设备,建设配电网AVQC系统调节有载配电变压器、低压无功补偿装置、线路调压器等,实现动态调节配电网电压和功率因数,优化调整配网AVQC系统控制策略。

        

        应用低压配网电压无功统一调节器。在台区末端电压偏低的地方加装无功统一调节器,可就地实时实现无功补偿,更加有效地提升电压质量。

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