低压负荷（共7篇）
低压负荷 篇1
1 改造的必要性
山东省巨野县供电公司的低压配电屏配置, 配电变压器容量在160 kV·A以下的, 有一部分选择了CT系列接触器作为开断负荷的开关设备。配电变压器容量在200 k V·A及以上的, 低压开关设备多选用DW15系列断路器, 其二次控制大部分采用按钮开关。当10 kV配电线路停电时, 开关设备 (接触器或断路器) 的吸合线圈因失压而跳开;当电源侧来电时, 因控制部分使用的是按钮开关, 如果没有外力的作用, 按钮开关不会动作, 也就不会通电, 开关设备吸合线圈因得不到电压, 不能自动合闸。
10 kV配电线路在运行中, 由于各种因素, 如线路检修、计划停电、业扩报装接电和各种外力因素造成的短路等, 都会造成10 k V线路干线及部分线路停电。按照传统的模式, 此时必须人工合闸, 这就增加了电工工作难度和工作量, 特别是在夜里或者遇到阴雨天气, 会造成送电不及时, 给居民生活、工厂生产带来不便和损失。
巨野县供电公司通过长期的分析、调研, 实施了对低压侧开关设备来电自动投运的改造, 实现了来电自动合闸的功能。此改造投资小, 效果明显, 有效节省了人力、物力, 提高了工作效率, 为公司实现人性化服务提供了技术支持。
2 改造措施
解决以上问题, 只需在二次控制回路上加装一只时间继电器, 如图1所示。其工作原理:当线路恢复供电时, 利用时间继电器的动断触点KT, 把二次控制回路导通, 为开关设备接触器 (图1中KM) 的线圈供电, 使其吸合, 这时接触器动合触点KM闭合, 时间继电器的动断触点断开, 完成自动合闸。工作人员可以根据实际情况, 自行设定时间继电器动作时间。
另外, 时间继电器还具有保护的功能, 当低压负荷侧出现故障时, 开关设备 (图1中接触器KM) 跳闸, 电源断开, 此时时间继电器线圈没有失去电压, 动断触点KT处于断开状态, 开关设备不能自动合闸。只有故障解除后, 由人工操作按钮才能恢复供电, 从而使企业和用户免受更大的损失。
低压负荷 篇2
三相负荷不平衡的形成, 是由于农村低压电网多为单、三相负荷混合电网, 负荷波动较大, 且随着农村经济的发展单相负荷大幅增加, 负荷性质多样造成的。因此, 三相负荷不平衡的成因可归纳为以下几点。
(1) 农网改造前电力企业对农网的规划设计前瞻性不足。农网改造的目的当时主要是解决无电村的问题, 电价高的问题以及农村供电无可靠性的问题, 因当时没有充足的改造资金而且时间有限, 改造范围广, 施工任务紧。所以改造中在低压分支线路中架设了一定数量的单相两线线路, 尤其是在用户不集中的村屯只有一条主线是三相线路, 其余大部分是两线供电, 没有把农村低压电网三相平衡问题在改造之初就纳入到工程的规划中去。
(2) 供电企业的运行管理中, 没有对农村低压电网三相负荷不平衡的危害有一个清醒的认识, 对于两相线路的相序接引未进行合理分布, 忽视了两相线路的增加量, 而且负荷越不集中的地方线路越长, 线径越细, 甚至出现迂回线路, 末端负荷增加时也只好进行两线线路的延伸, 这在无形中就加重了低压电网三相负荷的不平衡度。
(3) 随着农村经济的不断发展, 农民生活水平不断提高, 尤其是农网改造及“家电下乡”政策实施后, 农民不只局限于拥有电视和照明设施, 大量的大功率家用电器进入寻常百姓家, 例如:微波炉、电冰箱、电炒锅、电热水器、电饭煲、电炒锅等, 单台容量大多数从几百瓦到几千瓦不等, 而且都是采用单相220V电源供电, 造成单相负荷激增;另一方面, 随着工业的发展, 农副业加工量减少, 单相负荷已经跃升为农村电力负荷的“主力军”, 据了解, 现在一般农村单相负荷已占到总用电负荷的70%以上, 比重相当大。面临这种单相负荷用电极大增长的情况, 如果不注意三相平衡, 可能会使低压电网的三相不平衡度很大, 电网运行状况下降。
(4) 农村用户的用电负荷性质发生了较大变化。负荷分电阻性、电感性和电容性三种, 负荷性质不同功率因数不同, 即使三相电流值相等, 最后中性线上的电流也未必为零。而几乎所有的家用电器上标注的都是有功功率, 单按铭牌功率去计算负荷进行接线, 就很难实现理想的三相平衡, 即中性线电流接近零。
2 农村低压电网三相负荷不平衡的危害
三相负荷不平衡对电网、电气设备都存在着潜在的危害, 下面从几个不同的方面予以分析。
2.1 增加电网损耗
(1) 增加变压器损耗, 变压器的损耗包括空载损耗和负载损耗。正常情况下变压器运行电压基本不变, 空载损耗与负荷大小无关, 即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化, 且与负荷电流的平方成正比, 三相负荷平衡时各相电流相等, 损耗为:3I2R。当三相负荷不平衡运行时, 变压器的负荷损耗则变成了三只单相变压器的负荷损耗之和, 在最大不平衡时其损耗为:3 (3I2R) , 是平衡时的3倍。
(2) 增加低压线路损耗。
三相四线制供电线路, 在一定负荷、相同时间条件下, 如果负荷分配均匀, 中性线接近于零, 则损耗最低。当负荷分配不平衡度最大时, 则某一相线和中性线的电流相等, 电能损耗是平衡时的6倍, 而且负荷越大损耗就越大。
(3) 增加高压线路的损耗。
低压侧三相负荷平衡时, 6~10KV高压侧也平衡, 设高压线路每相的电流为I, 其功率损耗为:△P1=3I2R。低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧, 在最大不平衡时, 高压对应相电流为1.5I, 另外两相电流都为0.75I, 此时功率损耗为:=1.125 (3I2R) , 即高压线路上电能损耗增加了12.5%
2.2 危害电气设备及线路
(1) 三相负荷不平衡可能造成变压器烧毁的严重后果。三相负荷不平衡时中性线会有电流流过, 当中性线电流过大时, 零序电流所产生的零序磁通会在油箱壁及钢结构件中通过, 引起较大的电能损耗, 从而使变压器运行温度升高, 绕组过热, 引起油质劣化, 加快变压器内部绝缘老化, 迅速降低变压器的绝缘性能。同时三相电压相差极大, 负载轻的一相上电压过高, 甚至达到线电压, 将会导致配电变压器烧毁。
(2) 危害低压设备:农村的低压设备保护配置比较简单, 性能过低, 安装比较粗糙, 配线取材及线径不够理想, 在三相负荷不平衡时三相电压将产生偏差, 严重时空气断路器或交流接触器会动作造成停电, 在空气断路器或接触器的重负荷相因过热会引起触点老化、损伤, 严重者造成外壳绝缘击穿, 并且容易造成导线接线端子处过热氧化, 从而接触不良, 影响低压设备。
(3) 在三相四线制系统中, 理想状态是负荷平均分配到三相上, 即每相的电流为I, 中性线电流为零。假设在最大不平衡时, 即某相为3I, 另外两相为零时, 中性线电流也为3I, 也就是说线路在最大不平负衡载下运行时, 线路的相电流是在平衡负载下运行的3倍。由发热量Q=0.24I2Rt, 知电流增加3倍, 发热量增加9倍, 最大电流相导线温度直线上升, 致使导线连接处、薄弱处烧断, 酿成线路断线事故。同理, 由于中性线导线截面一般选取相线导线截面的50%, 加上接头质量不好, 使导线电阻增大, 因此中性线烧断的几率更高, 可能造成用户大量低压电器烧毁的事故。
2.3 对供电企业的影响
在日常的运行管理中, 低压电网损耗增大, 将降低供电企业的经济效益。线路故障率的增加, 也将严重影响供电的可靠性, 增加维护成本。并且线损指标完成困难, 会对抄收人员的工作积极性造成一定的影响。
2.4 对动力用户的影响
三相电压不平衡时, 感应电机的磁场发生变化, 在定子中便产生一个逆序旋转磁场, 正、逆两个磁场作用于感应电动机的绕组中, 因转子逆序磁场将产生一定的逆序制动力矩, 从而使电动机的转速受到制约, 影响了电动机的输出功率。
3 对三相负荷不平衡的防范措施
(1) 加强对变压器三相负荷不平衡度的管理, 应把降低三相负荷不平衡作为一项经济指标来抓, 列入考核项目, 制定奖惩措施以提高认识, 增强对降损工作的自觉性和积极性。
(2) 在新建低压线路架设好以后在户表进行安装之前, 把本台区下的单相负荷用户进行登记、规划, 根据容量大小均衡地分配到低压线路的三相上, 绘制施工图纸, 并且要保留现场初始资料。户表安装要根据图纸施工, 在每相接引的计量箱处做好相序标记, 并在实际运行中选择负荷集中时间段对变台处三相线路用钳形电流表进行负荷分配情况的测试, 检查是否在平衡度允许范围内, 必要时做出调整。
(3) 对于新装用户, 做好新增单相负荷的功率分配, 同时将运行的功率因数不同的单相设备, 分别均匀地分布到三相线路中。观察台区负荷的变化情况, 定期用仪表进行测量, 及时拟定平衡计划, 调整负荷分布以期达到理想的平衡度水平, 在实际工作中形成常态机制, 不断完善提高。
(4) 观察季节性用电户的负荷变化, 根据用户负荷的增加或减少, 及时作出相应调整, 满足现阶段负荷平衡度的要求。
(5) 合理配置无功补偿设备, 提高用户的功率因数。由于实际三相电网并不总是平衡的, 单相负载随时大量增加, 负荷变化无规律, 因此对某一相采样信号所做的电容补偿对该相是适当的, 对另外两相可能是过补偿或欠补偿, 达不到最优的补偿目的, 所以采用新型无功功率自动补配电箱, 分相就地补偿, 实现补偿和配电双重功能。
(6) 用技术武装头脑, 提高农电工的专业水平, 把农电工从低压线损指标考核的巨大压力下解脱出来, 提高农电工解决问题的能力, 把农电工技能培训的各项工作提到重要议事日程上来。让他们用科学的方法对负荷进行分析, 用切实有效的措施把农村低压电网三相负荷不平衡问题解决好, 把线损稳定住、把损失降下来, 不断提高供电可靠性, 打造一个良好的效益型、服务型用电环境。
综上所述, 是对农村低压电网的一点见解, 当然, 农村低压电网三相不可能有绝对的平衡, 但要相对的平衡, 以平衡度指标为限, 在日常工作中经常对各类负荷进行调查, 对当地的负荷发展趋势有一个明确的了解, 才能做好负荷分配工作, 经常对配变主线、支线负荷电流进行不定期测试, 组织有针对性地调整, 才能从根本上控制三相不平衡现象的发生, 避免给供电企业和广大用户造成危害。
参考文献
[1]刘云志.农村配电网三相负荷不平衡的危害和防范措施[J].职业圈, 2007 (21) .
[2]沈玉梅.浅谈农村低压电网三相负荷不平衡[J].松州, 2010 (2) .
低压负荷 篇3
一、负荷集中于线路末端
这种情况多为专线用户, 负荷性质较为重要, 用电容量也较大。
其最优补偿容量和最优分布方式的计算, 应根据用户的供电状况来确定。电力用户进行无功补偿的方式主要有集中补偿和分散补偿两种。
二、负荷均匀分布的线路
负荷均匀分布的线路是指负荷沿主干线大致均匀分布, 如部分城市公用配电线路、电力排灌线路。最优补偿的计算。按照将线路中无功损耗降低到最小的标准, 确定装设电力电容器组的最佳位置和最优补偿容量。
利用函数求极值的方法, 当线路的功率ΔP损耗为极小值时, Li=2/3L,
最优的补偿容量Qb=2/3Q, 此时线路无功损耗达到最小值。
线路上安装n组电力电容器时
最佳的装设位置为Li=2i/2n+1L (1)
最优补偿容量为Qbi=2/2n+1Q (2)
线路最优无功补偿总容量为Qb=iQbi=2i/2n+1Q
式 (1) 、式 (2) 常被称作2i/2n+1法则, 广泛地应用于电力系统中, 配电线路上电力电容器安装组数越多, 降损效果越明显, 但相应地增加了运行维护的工作量, 也增加了设备的投资。因此, 一般对于负荷均匀分布的配电线路, 安装1组补偿电力电容器较为适宜, 最多安装2组。
三、负荷非均匀分布的线路
实际上在多数配电点多的特点, 其负荷是非均匀分部的, 如图2所示。在这种情况下进行无功补偿计算, 需要进行简化计算。按照归一变换方法, 将不同型号的导线实际长度, 换算成同一型号导线的等效长度, 将各配电点分部的实际无功负荷, 换算成归一化无功负荷, 得出最佳补偿容量:
归一化变换要经过一系列复杂的计算过程, 在实际操作过程中, 一般按照下面简化的方法进行配置。
(1) 在负荷较大的分支线上, 分别配置一组电力电容器, 安装地点在距支线T接点2/3处, 补偿容量为支线无功负荷平均值的2/3。
(2) 在干线距首端的2/3处配置一组电力电容器, 容量为经支线补偿后, 全线路剩余无功负荷的2/3。电力电容器组应尽量靠近配电变压器安装, 停电后电力电容器组可通过变压器绕组放电。.遇到线路停电检修, 还应断开电力电容器组的跌落式熔断器, 必要时放电, 在运行中还应根据负荷变化情况、电压水平等适时投切。
另外, 我们可以安装一些可调容量的变压器。用户根据自身需要进行容量的调节, 避免空载运行容量的调节, 避免空载空运行, 可调容量的配电变压器有串并联调容、Y-Δ换接调容和母子变压器等。出于对用户负责的考虑, 网改后我们有接近1/4的新增配电变压器使用了可调容量变压器。
四、平衡配电网络的三相负载
低压网络中, 由于存在单相负载, 使各相负载电流的大小分布不均, 从而造成在相负载不平衡, 不仅引起相线中总能耗的增加, 在中性线上也有电能损耗, 使线路的电压降增大, 线损增加。三相负载不平衡还会影响变压器的出力, 一般要求在变压器出口处三相负载一不平衡度不大于10%, 干线及分支线首端的不平衡度大于20%。所以, 我们应该尽量平衡变压器出口的三相负荷。对于中性线的电能损耗, 我们可以采取分级接地的措施进行整改, 即在中性线的起点处每隔一段距离接地。
结束语:
低压负荷 篇4
随着各地经济的快速发展,社会用电需求保持了快速增长态势,低压客户用电需求急剧上升,但由于受电网建设制约,农村地区供电半径过长、线路残旧、末端电压过低等问题仍十分严重,相关投诉居高不下,客户满意度得分低于平均水平。在此环境下,出于用电检查现场检测的需求,将负荷终端应用到低压配电网电压监测中的方法应运而生,通过负荷终端、GPRS无线移动通信网络,连接计量自动化系统,实现低压配电网的实时监测、数据采集和分析处理,为提高供电企业的用电管理水平提供了技术支持。
1 现状和背景
博罗县位于广东省东南部,辖区17个镇,总面积2 858 km2,总人口120万,是全国百强县之一。博罗供电局主要担负着全县的供电任务,截至2014年12月31日,全局拥有10 k V变压器9 210台,总容量约280万k VA,电力用户数逾39万,其中低压用户达38.5万,农村用户32万,占用户总数的82%。2014年第三方客户满意度调查,博罗供电局总体得分为73分,低于广东总体得分12分,低于惠州供电局得分5分。以第三方客户满意度调查的91个调查结果为不满意的客户所反映的128个原因作为分析样本,分析表明,因电压质量不稳定而不满意的客户占14.29%。2014年,95598转办辖区内抱怨工单96宗,其中电压质量抱怨工单54宗,占56%,且全部为低压用户。
目前,博罗供电局对中压配网运行状况的监测、控制已逐步完善,专变、配变已基本实现数据系统自动采集,但低压配电网的电压监测点少,运行状况掌握不够全面、准确。每次转办抱怨电压低工单,用电现场管理均采用传统的操作方式,即用电检查员现场采用钳形电流表、万用表等仪表仪器现场测量,不但工作效率低,且工作质量也不尽人意。
主要表现:一是工作效率低,通常一个公变要负责很大范围内的供电,出现低压配电网电压过低一般都是末端用户,处于较为偏远的地区,测量一个点的电压要跑二三次,可能花费一天的工作时间,工作效率低;二是取证存在差异,负荷是变化的,在用电高峰时和非用电高峰时测量结果大不相同,而每台台变因所接负荷性质不同出现的高峰时段不同,测量结果可能与用户描述相差甚大,往往会因此引起用户的重复抱怨;三是没有形成有效的数据库,大量原始数据和基础数据分散在各基层单位,不便保存、查询,且数据分析统计较差,更加没分类建档,不能完全发挥作用,无法为配电网改造立项提供参考。
博罗供电局营销覆盖面广,部分用电检查人员业务素质、技术素质及学历都有所欠缺,在当前精细化管理形势下,必须依靠强有力的信息技术手段,科学地开展营销需求侧管理、用电运行监测,才能更好地推进营销工作和营销服务,提升服务品质和质量,提高客户满意度。
2 负控终端监测配电网电压工作原理
负控终端属于负控管理系统,建立在计算机硬件技术、计算机软件技术、数字通信技术、电能计量技术、电力营销技术基础之上。负控管理系统包括GPRS无线网络、负控终端及主站系统,具有远程自动抄表、用电异常信息报警、负荷质量监测及电能质量监测等功能。
GPRS又称为无线分组业务,其是高速度数据处理的一种通信服务方式,具有实时在线、高速传输用户数据的功能,通过使用流量进行电能收费,可以有效降低用电信息采集系统的使用成本。根据运营商提供通信服务的范围,可对大部分区域进行网络的覆盖,以有效处理分散用户的通信数据。与传统的短信通讯方式相比较,GPRS通信方式能有效处理数据量大的用户数据,对于分散不集中的用户,也能实现有效的通信数据;对于高山、洼地等较偏远的地区,借助中国移动的通信网络进行通信,能有效降低用电信息采集系统建设的成本。
负控终端融合了无线通信和高精度电能计量等技术,基于GPRS无线移动通信网络,以TCP/IP协议为主要通信方式,具有4路轮次跳闸输出、1路报警输出、2路RS485接口、4路遥信/脉冲开关量信号输入。终端自身具有交流采样功能,并可通过RS485等方式采集电表数据和遥信量数据,能满足用电监测、远程抄表、大用户管理等多方面的应用需求。
主站系统与负控终端的数据传输主要是通过无线移动通信网络实现的,为保证终端功能的实现及与前置机(主站)的正常通讯,可根据用户实际情况及需求,通过遥控或按键设置相关参数,包括通讯参数、主动上报参数、任务参数、主站通讯地址(包括通讯信道类型、主站IP、主站端口)等。主站系统每5 min采集测量一次电压,记录最大值、最小值和发生的时间,实现配电网电压监测统计。
3 负荷终端在电压监测中的应用
配电网中电力用户一般较为分散,如果以电力用户单元为监控点构筑电压监测系统,投入非常大。既然负控终端具有远程自动抄表、电能质量监测等功能,那么如何应用到配电网电压监测中呢?
3.1 设备的改造
根据用电检查对低压用户电压监测的需求,将三相四线的负控终端引出电压线和地线,增加插头,改装为带插头式终端,通过无线移动通信网络将终端数据传递到主站系统,主站系统建立虚拟用户,实现远程监测电压。
3.2 设备的应用
2015年初,博罗供电局客户服务全方位会议委员会决定将负控终端应用在配电网电压监测工作中,流动对可能存在低电压现象的台区和抱怨用户开展电压实时监测,以掌握供电区域低电压用户分布情况。
3月,经改良的34台三相四线负控终端投入17个供电所,供电所怀疑存在低电压台区或出现电压低抱怨用户时,工作人员携带“神器”对用户进行单点测量,插头插入用户的开关面板,即可实时在线查询数据。经过1~2天的测试,基本可根据采集的数据分析电压变化情况,完成电压测量任务。
经近半年的应用,流动监测电源点56个,效果显著,主要表现如下:一是该投入结束了过去靠用电检查员人工测量的落后局面,由于操作简单方便,可由辖区抄表员代劳,大大减轻了用电检查员的工作量,提高了工作效率;二是做到了数据采集实时、高效、准确、可靠,去除人为和时间因素,有效解决了用户电压低抱怨工单数据取证问题;三是实时在线监测系统可根据配电网管理需要,对数据进行统计、分析,实现数据和资源共享,不仅为电压质量改善提供了良好的技术支撑,有效推进了配电网低电压快速响应机制的建立,确保了配电网低电压整治工作快速有序开展,也为配电网改造立项、完善网架结构提供了有效依据。
4 结语
负荷终端运用在低压配电网电压监测中,不仅为人们带来了便利,也实现了对配电单点负荷的自动监测、数据采集和处理、统计分析、远程传输等功能,提高了工作的质量和效率,是供电企业用电管理的技术支撑。
摘要：随着经济的发展,农村的用电需求量与日俱增,但农村电网的运行以及改造却相对滞后。农村地区的电能供应经常会出现低电压的情况,抱怨电压低的工单数量居高不下。采用负荷终端作为监测低压用户电能质量的工具,应用于现场用电检查,科学有效地处理客户诉求,为低压配电网改造提供了有效依据。现针对博罗供电局电压低抱怨多的现状,提出将负荷终端应用于低压配电网电压监测,其可行性、合理性已在实际应用中得到了证实,且具有良好的可操作性。
关键词：负荷终端,低压配电网,电压监测,工作原理
参考文献
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[2]陈盛,吕敏.电力用户用电信息采集系统及其应用[J].供用电,2011(4).
低压负荷 篇5
低压线路在电能传输过程中, 会产生损耗, 叫做低压线损。从理论上讲, 线损是电能以热能和电晕的形式散发于电网元件的周围空间, 是一种客观存在的物理现象。是电能输送过程中不可避免的, 从物理本质上看, 线损产生的原因主要有:
1) 电阻作用产生的损耗, 由于电路中存在电阻, 电流在回路中流动时, 会产生热能, 并以热能的形式散发, 我们称之为电阻损耗, 这种损耗是随着导体中通过的电流的大小而变化的, 是可变损耗。
2) 磁场作用产生的损耗。交流电路中, 许多电气设备需要建立并维持磁场才能正常运行, 如电动机需要建立并并维持旋转磁场才能正常运转。在这种电磁场的能量转换过程中, 设备的铁芯中产生了磁滞和涡流现象, 发生了电能损耗。我们称之为励磁损耗, 它仅与设备的接入电压有关, 与流入的电流类大小无关。对于固定的电压等级, 这种损耗是一定的。
从损耗的本质上看到, 电阻损耗是可变的。在实际的工作中, 我们是否可以通过调整配电线路的负荷结构, 来降低线路中的电流, 最终降低电阻损耗。
咱们再来看下面的例子:
在理想情况下, 一个负荷, 总的负荷电流为I, 每根导线的电阻为R, 功率因数10SФ=1在采用单相二线制供电时的线路功率损耗为:△p1=2I2R。
当把全部负荷平均接到两根相线上时, 则每相的电流变为原来的1/2, 则此时采用二相三线制供电时的线路功率损耗为:
当把全部负荷平均分配到三相上时, 每相的电流不变为原来的1/3, 则采用三相四
对上面三个式子进行比较:
可见, 对同样的负荷, 采用单相二线制线路功率损耗最大, 二相三线制次之, 三相四线制供电线路功率损耗最小, 在实际的负荷功率分配中, 若能把用电负荷平衡地分配到三相上时, 可以有很大的降损空间。
下面再来看看通常三相四线线路供电的情况:
当三相功率因数相等, 而各相电流不等时, 线损为:
从上式可以看出, A、B、C三相电流的不平衡度越大, 则损耗也越大, 中性电流越大, 损耗也越大。
通过上面的叙述, 我们可以看到, 应尽量采用三相四线制供电, 并实现三相负荷平衡, 就可避免无谓的电能损失。在实际工作中, 我们可以这样进行三相负荷平衡。
(一) 认真了解用电户用电情况, 并按实际情况进行分类
一般情况下, 我们把用户分成5类:
(1) 高水平用电户 (家用电器较多, 照明用电多, 用电时间长, 用电量大)
(2) 一般用电户
(3) 低水平用电户 (只有最基本的家用电器, 少量照明用电, 主要集中晚上用电)
(4) 家庭小企业 (有容量较大的用电负荷, 用电有一定规律性)
(5) 小商户
在一个配电变压器的供电网络中, 我们先把所有用电户, 按上面所列情况分为五类用户, 设想让这五类用户在每相上各按1/3, 这样能使三相电流在多数时间中较为接近。
(二) 接点处的三相平衡
接点指从三相四线配电回路上接入到电度表箱的表前引下线的搭接点。在接点处, 采用三相四线的表前引下线, 在电度表箱中对该表箱的所有用电户进行单相负荷的均衡分配, 同一类型的用户按各相1/3, 对应分配到每一相上。若不能均衡分配不同, 类型的用电户, 应结合用电户的平均用电量为依据, 进行负荷的三相分配, 调整到每相上负荷的月均用电量相近。在进行负荷的调整时, 一般以晚上用电高峰期作为负荷调平的基准时刻, 根据我们的经验, 晚上是用电的高峰期, 且用电持续时间最长, 选取晚上这个时段是最为合理的, 如能达到接点处的平衡, 各单相电流在电度表箱内的分接点处互补, 使分接点处的中性线电流在各单相回路中流动, 而不流入低压三相四线回路中, 这时的节能效果最好, 是最理想的状态, 但在实际中却难以办到, 就需要采用就近平衡。
(三) 相邻接点间的就近平衡
若单个接点无法达到三相平衡, 这时可采用相邻的接点间进行三相负荷平衡, 通过相邻接点上负荷的再分配和接线调整, 是可以达到近似的三相负荷平衡, 需要注意的是选取电气距离上最近的接点, 要使这样的不平衡区段最短。对一些用电大户, 有较多的单相负荷, 应先在内部把负荷进行三相调平之后再在接点处进行平衡。
(四) 分支线路的三相平衡
有了各接点的平衡, 就保证了分支线路的三相平衡, 在分支线路中可用钳形表测量三相电流及中性线电流, 三相电流应调整到大致平衡。分支线的首端电流, 不平衡度要保证小于10% (三相电流不平衡度K=320×100%/ (IA+IB+IC) 。
(五) 主线路的三相平衡
在配电变压器的低压隔离开关出线侧交, 低至线路的各相电流, 并进行调整, 应保证主线路的电流不平衡度小于8%, 如能达到三相电流近似相等, 中性线电流接近于零。就达到了理想的负荷三相平衡状态, 该配电网络也就具备了很好的降损效果。示意图如下:
图中, 1、2两接点都能三相平衡, 是就地平衡点, 3、4两接点或三相负荷差距太大, 或只有少数用户, 就采取就近平衡, 以达到三相平衡的效果。根据我们的经验, 在农村中采取了把配电变压器配置在负荷中心, 缩短供电半径, 加大导线直径, 用电户电能表集中安装等措施后, 比较显著地降低了低压线损, 但线损率大部分还是超过12%, 我们在此基础上对配电变压器的供电网络进行了低压用电负荷的三相平衡调整。经过较长的一段时间运行比较, 感到三相负荷的平衡调整, 可使低压线路的线损在原基础上下降20%～25%, 是一个实际, 可行的降损新举措。
参考文献
低压负荷 篇6
关键词：建筑电气,单相非线性设备,谐波特性,电能质量,谐波电流,谐波治理
0 引言
在理想的供电系统中, 电能以单一恒定的工业频率 (50Hz或60Hz) 与规定幅值的稳定电压供电, 对电能质量用频率和电压来衡量。因此各国就用频率和电压的允许偏差值对电能质量进行衡量并作出规定。但仅用这两个指标来表征电能的质量并不完善, 波形畸变和三相交流电力系统中三相电压和电流的不平衡也是影响电能质量的重要因素, 这两个问题在过去未对电力系统产生严重的影响。
1 电力系统中谐波产生的原因及危害
目前, 随着非线性设备的大量使用, 电力系统谐波问题引起了人们越来越多的关注。这些非线性设备将发电机向电力系统提供的基波功率转化为各次谐波能量, 成为“谐波能量”源, 被称为电力系统谐波源。作为谐波源, 非线性设备可大致划分为如下三类:
(1) 以具有强烈非线性特征的电弧为工作介质的设备, 如气体放电灯、交流电弧炉和交流弧焊机等;
(2) 指具有铁磁饱和特性的铁芯设备, 如变压器和电抗器等;
(3) 以电力电子元件为基础的开关电源设备, 如各种电力电子变流设备 (整流器、逆变器、变频器等) , 相控调速和调压装置, 大容量的电力晶闸管可控开关设备等。
在电力系统中, 谐波危害问题随着谐波设备越来越广泛的应用而日趋恶化, 引起了学术界和供用电部门的密切关注。谐波不仅会消耗系统的无功功率储备, 其危害还主要表现在以下几个方面:
(1) 谐波引起的热损耗。谐波增加设备的铜耗、铁耗和介质损耗从而加剧设备的热应力。因谐波电流的频率为基波频率的整数倍, 高频电流流过导体时, 由于集肤效应 (当交变电流流过导线时, 导线周围变化的磁场也要在导线中产生感应电流, 从而使沿导线截面的电流分布不均匀。特别当频率较高时, 此电流几乎是在导线表面附近的一薄层中流动, 这就是所谓的“集肤效应”) 的作用, 导体对谐波电流的有效电阻增加, 从而增加了设备的功率损耗、电能损耗, 使导体的发热严重。
(2) 谐波对通信系统造成的干扰。谐波对邻近通信线路产生谐波电压的静电干扰和谐波电流的电磁干扰, 引起通信系统的噪音, 降低信号的传输质量, 降低语言或图像的清晰度, 甚至会破坏信号的正常传递, 引起信号的丢失, 使系统无法正常工作。在电力线载波通信的系统中, 由于谐波的影响, 造成系统误动作, 甚至无法运行, 在谐波和基波的综合作用下, 曾有多次触发电话响铃的记载, 在极端的情况下甚至将威胁到通信设备和人员的安全。
(3) 谐波对住宅和办公建筑中低压电器造成的不良影响。计算机、绘图仪、打印机和很多家用电器、灯具既是小型或微型谐波源, 也是受谐波有害影响的电器, 谐波会使计算机数据丢失, 程序出错, 甚至损坏;谐波影响自动控制的家用电器的正常工作, 如电视机、收音机、洗衣机等荧光灯的伏安特性是严重非线性的, 因此会引起严重的谐波电流, 其中3次谐波电流含量最高, 同时电网中的谐波又会使日光灯、白炽灯异常发热减少其使用寿命, 特别是对白炽灯光源的的影响, 美国EIS照明手册指出, 若谐波引起电压升高5%, 则白炽灯寿命降低47%。
2 低压单相非线性负荷的使用特性及危害
当今社会, 节能是发展的主题, 在这种意识的驱动下电力电子技术发展得更加迅速。美国IEEE学会认为, 伴随着电力电子技术的飞速发展这一当代最重要的科技进步, 已涌现出大量的作为非线性用电负荷的敏感电子器件。其负荷在20世纪90年代中后期的美国要上升到1992年的4-5倍。英国同样有学者认为, 自60年代以来由于电力电子技术的不断发展, 若谐波畸变问题不能得到有效的治理, 到80年代末, 英国的供电电压畸变率可能高达10%。目前, 电力电子设备被大量地应用于人们的生产生活中, CFL、计算机、笔记本电脑、空调、微波炉、电视机、冰箱等非线性设备被大量使用在住宅和办公楼建筑, 谐波注入量因此而迅速增加。这些非线性设备与传统大功率谐波源有很大差异。传统的分析方法把各谐波设备看作固定谐波电流源或电压源, 在这里具有较大的局限性, 这取决于此类小功率谐波源的数量大、分布地域广, 且不同设备间谐波相位具有较大的差异, 既不能像大功率谐波源那样对其单独补偿, 也不能对其进行简单的数值叠加。
低压配电系统单个非线性负荷如节能灯、计算机等接入系统并不会造成严重影响, 但由于其数量众多, 其总谐波危害不容忽视。低压配电系统中的单相非线性负荷所产生的谐波, 除了使电能的生产、传输和利用的效率降低, 使电气设备过热、产生振动和噪声, 并使绝缘老化, 使用寿命缩短等危害以外, 更严重危害之一, 非线性负荷的广泛使用将导致大量3次及其倍数次谐波从中性线流过, 其电流有效值甚至会超过流经相线的电流有效值。在现行的建筑电气设计规范中, 对非线性负荷引发的谐波问题没有充分地考虑, 认为流经中性线电流比相线电流小得多, 在设计时中性线截面选择得较小。在大量3次及其倍数次谐波电流流过中性线时, 中性线电流明显增大, 甚至会超过相线电流, 选择偏小的中性线截面积将使导线过载过热、损坏其绝缘, 甚至会引发短路火灾, 为电气火灾事故埋下巨大的隐患。
3 低压单相非线性负荷谐波特性研究的必要性
目前, 电力系统中谐波畸变引发的电能质量问题, 逐渐引起了越来越多的专家和学者的关注。其中在低压配电系统中应用越来越广泛的节能灯、计算机、电视机等单相非线性设备, 对电力系统造成的谐波危害也日趋严重。对谐波治理的措施主要有三种:
(1) 受端治理, 即从受到谐波影响的设备或系统出发, 提高它们抗谐波干扰能力; (2) 主动治理, 即从谐波源本身出发, 使谐波源不产生谐波或降低其产生的谐波; (3) 被动治理, 即加设滤波器, 阻碍谐波源产生的谐波注入电网, 或阻碍电力系统谐波流入负载端。被动治理谐波的措施主要有:采用无源滤波器的谐波治理;采用有源滤波器的谐波治理;采用混合型有源滤波器进行谐波治理。混合滤波器可降低治理投资、改善传统滤波器的技术性能, 成为未来抑制谐波的新的方向。但由于低压配电系统中这些单相非线性设备的功率小, 分布广等特点, 给谐波治理造成了困难。
另外, 在低压配电系统中, 谐波引起线缆过载导致短路火灾的问题也日趋严重。我国电气火灾火灾问题尤为严重, 占火灾总数的30%, 因电气火灾造成的损失占火灾总损失的40%, 严重威胁了人民的生命财产安全。电气火灾中又以线路短路火灾居多, 约占电气火灾的40%, 因此防短路火灾是防电气火灾的重点。而线路因过载加剧绝缘劣化以致失效而引起短路是较为主要的一条。目前基于电力电子电路的单相用电设备 (非线性负载) 的广泛使用, 导致低压配电系统谐波问题日益突出, 时有因谐波过载而导致导线过热引发火灾的报道。
4 结束语
总之, 随着电力电子技术的飞速发展, 单相非线性设备得到越来越广泛的应用, 对低压配电系统的电能质量造成了很大的影响。
参考文献
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[2]王葵.谐波电流对低压配电网的影响分析[J].继电器, 2008, 36 (7) :24-28.
低压负荷 篇7
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