不平衡负荷补偿（共8篇）
不平衡负荷补偿 篇1
末端负荷不均衡是三相负荷不平衡率高的主要原因, 一般采用调整负荷的方式进行解决。由于从低压主干线、分支线连接到电能表箱的接户线采用的是单相两线制模式, 原始的调整方法只能使主干线路达到三相负荷均衡, 而接户线部分的中性线电流一直存在且很大, 造成接户线电能损耗严重, 不能彻底解决线路损耗高的问题。
针对上述情况, 笔者建议采用三级负荷平衡法:主干线路、分支线路到表箱的接户线均采用三相四线制模式接线, 根据表箱内各客户用电负荷情况, 将电能表合理分配, 使负荷均匀分布到各相, 从而实现配电盘总负荷一级平衡、低压分路出线二级平衡、表箱三级平衡, 彻底解决三相负荷不平衡带来的各种问题。
除此之外, 为保持台区三相负荷的平衡, 还应定期对配电变压器进行负荷电流的现场测量, 发现负荷不平衡情况严重时, 及时调整各表箱所带负荷, 尽量使三相负荷就地平衡。
不平衡负荷补偿 篇2
【关键词】旁母代供；异常；处理
0.前言
当电力传输网络不够完善时，为保证部分设备检修情况下不间断供电，在一些重要的变电站设置了旁路母线接线，旁路可以旁代主变、旁代线路甚至兼用母联，旁路的设置对提高供电可靠性起到了至关重要的作用。
220kV涟水变是淮安地区建成比较早的一个大型变电站，采用双母线带旁路加专用母联方式。变电站运行人员反映旁母代供操作过程中，按调度要求记录的旁母负荷测量值三相不平衡率较大，甚至出现个别相电流为0的情况，影响运行人员以及调度员对设备状态的判断。
1.异常现象
在220KV涟水变进行无人值班改造过程中，旁路720开关无人值班自动化改造工作结束后，调度下令用720开关旁代主变701开关操作以实现带负荷测试，当合上720开关，实现720开关与被代701开关并列运行时，出现了异常情况：720开关电流分别为：A相为0A、B相为28.49A、C相为33.4A。如图1：
首次出现异常后，恢复运方。通过仪器对CT二次回路检查无开路异常。调度再次下令720开关旁代主变701开关代供操作中，当合上720开关后，A相电流仍偏小，当天停止720开关。第二天对720开关CT进行试验后，720开关再次旁代701开关测试。测试结果如下表：
三次异常情况时负荷电流记录表
事后我们又统计了前期720开关旁路代供操作情况。由于涟水变无人值班自动化改造，所有110kV间隔除783涟胡二线、785涟高线为备用线外，均发生过旁路代供操作。当720开关与所带开关并列运行时负荷情况如下：
通过上表我们发现：旁路720开关代主变701开关并列运行时三相负荷电流不平衡率最高达到了100%，最低14%，平均61.3%。720开关旁代701开关的数据最高具有典型性。
2.原因分析
对720开关无人值班自动化改造后发生的异常情况进行分析，我们发现720开关与701开关并列运行时720开关A相电流为0A，701开关的A相电流相应的偏大。
720开关与701开关同相电流之和及实际负荷A、B、C三相几乎相等。
现场人员初步判断认为720开关与701开关此时为并联电阻关系（如图2所示）。
720开关负荷电流与电阻大小成反比。
我们用直流电阻测试仪分别对720 开关的三组110kV刀闸和7016刀闸进行接触电阻测量，测量数据表明7202、7206、7016三组刀闸接触电阻在150至200微欧之间，而7201刀闸接触电阻达1800微欧，大大超过正常值100微欧，所以一次设备接触电阻大是三相电流不平衡的主要原因。
3.采取办法
针对此问题，现场作业人员对上述四组刀闸进行除锈并用导电脂润滑处理，通过对检修后刀闸接触电阻现场测量，四组刀闸的九个动静触头接触电阻均在100微欧左右。
后期，我们统计了720开关旁路代供操作情况。结合涟水变110kV部分保护更换工作，720开关旁路代供701开关后负荷电流三相不平衡率由实施前的平均61.3%降低到实施后的6%，满足了运行人员对设备状态的判断。
4.总结
新型不对称负荷补偿装置控制研究 篇3
随着我国经济水平的不断发展,电力系统内出现了大量的不平衡负荷,这些不平衡负荷产生的负序电流增加了系统电能的损失,严重威胁着电力系统的安全和经济运行[1,2]。在负荷接入点安装补偿装置,用以平衡负序电流是目前比较广泛应用的方法。以晶闸管相控电抗器(TCR)为核心的SVC是目前国内外广泛使用的动态无功补偿装置。TCR并联电容型SVC,除了可以校正功率因数、稳定系统电压外,还可以补偿三相负荷的不平衡。
SVC具有多种补偿算法,以往理论和文献中一般采用两种方式计算所需的补偿导纳。第一种:用有功或者无功功率平均值表示所要求的补偿导纳,这种方法虽然对采样时刻没有特殊要求,但是计算中的电压量,电流量都是相量形式,不易测量和实现。第二种:用瞬时电流和电压求所需的补偿导纳,用这种方法计算补偿导纳,对抽样时间严格的要求,必须是三相电压过零变正的时刻。文献[3]便是采用了一种基于功率平衡思想的以测量功率表示的补偿导纳算法,但未考虑谐波的情况。文献[4-6]是基于瞬时功率理论,采用电流瞬时值进行计算,但算法复杂、精度不够高。
无论采用上述哪种控制算法,对于电流、电压以及功率的检测总是实现控制算法的一个不可或缺的步骤,目前主要存在以下一些检测方法。由S.Fryze提出的Fryze时域非正弦电流检测理论物理意义明确,但其检测需要一定的延时。文献[7-8]在该理论的基础上探讨了三相系统无功的实时检测方法,该方法只有在电压和电流都不含谐波成分时才能实现实时检测,其他情况下都需要一定周期的延时才能实现检测。基于平均功率理论[9]的检测方法是后来出现的一种比较重要的电量检测法,其定义明确,但需构建复杂的模拟器件来实现,实时性和精确度不高。国内还有许多基于瞬时无功功率理论的实时电量检测方法[10,11]的研究,但对于其在电力系统不对称负荷方面中的应用较少。
本文通过对不平衡系统进行分析,首次提出一种基于瞬时无功功率理论的补偿导纳新算法,比起之前的补偿导纳计算理论,该方法具有简单性、快速性、准确性等特点,并通过Matlab/Simulink仿真对该算法进行了验证及说明。
1 不平衡负荷补偿分析
1.1 理想补偿网络
斯坦米兹首先提出了理想补偿网络理论[3],图1(a)所示为单相电阻负荷R。这是一个功率因数为1,三相不平衡的系统。而在图1(b)中bc、ca两相分别加接电抗为的电容,二者产生谐波可以构成平衡的三相系统[4,10]。
该平衡的三相系统的相量图如图2所示。电容电流的方均根值相等,相互相位差为120°。故经上述平衡化电路可将不平衡的三相系统变换成平衡的三相系统[12]。
由以上补偿原理可以求得补偿导纳为:
式(1)只能作为补偿原理的说明,因为欲求的补偿器导纳是用负荷导纳来表示的,而负荷的导纳却不像线电流和电压那么容易测量。
1.2 SVC补偿导纳的计算
T.J.E米勒提出了用对称分量法分析负荷补偿。该方法根据补偿之后,负序电流这两个条件,理想补偿器导纳便可用式(2)表示:
本文基于以上理论基础提出基于瞬时无功电流的补偿导纳计算方法由瞬时无功功率理论可以把三相电流的有功成分和无功成分分解开来,即三相电流可表示成:
根据式(3)对各相有功、无功电流求均方根,可得各相无功电流的有效值:Iap、Ibp、Icp、Iaq、Ibq、Icq。
因为一般无功为感性无功,所以有:
又因为三相电压对称,所以由式(4)~(6)可知:
式(7)经化简后可得:
将式(8)代入式(2)中可以求得三相各自需要的补偿导纳:
2 基于瞬时无功理论的补偿导纳检测
基于瞬时无功功率理论的检测法是电网畸变电流检测的有效方法[13],根据三相瞬时无功功率理论建立的谐波检测方法有:p-q法和ip-iq法。其中基于ip-iq运算方式的无功电流检测法在三相三线制电路中得到了成功应用。由式(9)可知,要求SVC补偿导纳,只需知道Iaq,Ib q,Icq。下面应用瞬时无功功率的ip-iq运算方式推导出所需补偿导纳。
根据对称分量法,可将三相三线电力负荷的电流分量ai、bi、ci分解为正序分量组、负序分量组和零序分量。因为三相三线制电路中不含基波零序电流分量和各次谐波零序电流分量,考虑三相电流中含有基波和各次谐波正序和负序电流分量的一般情况,故系统电流可分解为正序分量组和负序分量组。则ai、bi、ci表示为:
式中:下标中的1表示正序,2表示负序,n表示谐波次数(当n=1时表示基波);I表示电流有效值;φ表示初相角。将它们变换至α-β两相:
据此可求出ip、iq为:
它们的直流分量
可见,是由基波正序电流分量产生的。将它们反变换即可得出:
则:
结合上述理论,为得到式(9)补偿导纳所需无功电流,根据图4所示的ip-iq法无功电流检测原理,图4中PLL为锁相环电路(Phase Lock Loop)。该方法中,需要用到与a相电网电压ae的基波正序分量同相位的正弦信号sin(ωt)和对应的余弦信号cos(ωt)。三相电流ia、ib、ic通过Clark变换C32和Park变换C可得qi,qi经Park反变换C和Clark反变换C23即可得出三相基波无功电流iaq、ibq、icq。
将三相电路的各相电流的瞬时值ia、ib、ic,变换到α、β两相正交的坐标系上研究,即:
是由基波正序电流分量产生的。将它们反变换即可得出式(16)、(17)。
由于检测出来的无功电流iq经过了低通滤波器滤波,因此输出的电流为直流,这就消除了电流中谐波电流对无功电流检测的影响,保证了检测的精度。最终通过以上方式所检测得到无功电流,根据式(9)求得SVC的补偿导纳并以此来控制晶闸管的触发角。
3 SVC装置仿真
采用TCR+FC型的SVC,在Matlab中建立Simulink模型,其原理图如图5所示。一组△形接线的三相不对称负荷。各相的阻抗为的电源中。控制器中采用本文所述算法。在0.06 s时刻投入SVC,观察线电流波形,并通过负序分离模块观测负序电流的变化情况。
(1)SVC未投入时
由于三相负荷不对称性,系统的三相电流也出现了不平衡,A、B、C三相电流仿真图如图6所示。
(2)0.06 s投入SVC后。
由图7(a),可以看出在SVC投入之前,线电流三相严重不平衡。当在0.6 s投入SVC之后,经过一小段时间,线电流三相对称且无畸变。
由图7(b),负序电流在SVC投入之前幅值很大(开始一段的0是由测量延迟造成的),当投入SVC后,负序电流的幅值迅速减小到近似为零。
由图7(c)可看出,在0.6 s投入SVC后,TCR三相相电流导通情况,因为不对称负荷造成各相补偿导纳不同,所得触发角也同,最终得出图7(c)TCR各相电流不同。由此可以看出,本文所述算法是正确的。
图8为电源侧有功功率、无功功率,从图中可以看出在0.06 s经过SVC的无功功率补偿,经过大约一个周期的时间感性无功功率被迅速补偿为零,表明了该SVC模型具有很快的动态响应能力。
4 结论
本文在三相负荷平衡化原理和瞬时无功功率理论的基础上,首次提出补偿导纳的新算法,该算法具有响应速度快、对采样时刻没有要求等优点,克服了目前一些导纳算法的不足。
(1)该补偿方法以T.J.E米勒平衡补偿理论为依据,通过补偿负荷的基波无功电流和基波负序电流实现平衡化补偿。
(2)这种方法计算补偿导纳简单,有效,在检测的电气量——无功电流时,可以做到没有任何的延时,保证了实时性。
(3)利用这种检测技术,能够避免线路中各种谐波电流造成的影响,保证了所计算的补偿导纳的准确性。
(4)通过该控制策略所得仿真结果理想,在SVC装置投入后经过一个多周期不对称的三相电流基本平衡,并且功率因数显著提高。
不平衡负荷补偿 篇4
在10 k V配电变压器理想的三相四线制低压供电系统中, 三相电流有同样的数值, 且相位按顺序互成120°, 这样的系统就叫做三相平衡系统。在三相四线低压网络中, 当三相负荷完全平衡时, 中性线电流为零, 这是供电最理想的状态, 但在实际运行中是难以实现的。因为系统中有大量单相负荷存在, 而且, 负荷是动态的, 因此一般三相负荷是不平衡的。有关规程规定配电变压器三相负荷电流不平衡率不允许超过20%, 并规定配电变压器中性点电流不能超过其额定电流的25%, 即100 k VA配电变压器中性线电流不超过36A, 200 k VA配电变压器中性线电流不超过72 A, 315k VA配电变压器中性线电流不超过113 A。
2 三相负荷不平衡的原因
(1) 在台区建设或改造完成配电变压器投入运行时, 没有对用电户数、用户用电负荷进行统计, 然后合理地给三相分配负荷。
(2) 在日常的10 k V配电变压器管理工作中, 三相负荷的平衡问题在大部分县供电公司都是处于一种无序管理状态, 较少人为主动进行监测调整。而且存在台区负责人不了解所管辖区用户的负荷状况以及用户用电负荷增长情况的现象, 台区内的用电负荷大户、大功率电器用户没有合理地分配到低压三相线路上。
(3) 大部分的配电台区负责人, 由于平时工作时图省事、图方便, 在用户新装时, 往往都是哪儿接电源方便就在哪儿接线, 没有把新增用户合理地分配到低压三相线路上。
3 三相负荷不平衡的危害
(1) 三相负荷不平衡, 使磁路不平衡, 会造成配电变压器本身和线路附加损耗增加, 增大10 k V线路和0.4 k V线路的线损率, 从而增大配电网线损率。
(2) 影响配电变压器本身的出力, 使重负荷相的绕组过载, 而轻负荷相绕组轻载, 使配电变压器容量不能被充分利用。
(3) 引起用户电动机附加损耗和振动, 危及电动机安全运行, 影响其正常出力, 使电动机利用率下降。有关规程规定, 配电变压器中性点电流不能超过其额定电流的25%。根据这一规定, 一般配电变压器的电压偏移不会超过5%。美国全国电气制造商协会做过试验, 3.5%的电压不平衡将使电动机温升增加25%。我国也有试验数据说明:当三相电压不平衡达到5.34%时, 电动机空载损耗增加为平衡时的2.41倍。
(4) 使照明电灯寿命缩短 (电压过高) 或照明度不足 (电压过低) 。试验数据说明, 当运行电压比额定电压高5%时, 使白炽灯寿命减少30%;当运行电压比额定电压高10%时, 使白炽灯寿命减少一半;当运行电压比额定电压低5%时, 使白炽灯照明度减少18%;当运行电压比额定电压低10%时, 使白炽灯照明度减少30%。
(5) 配电变压器三相负荷不平衡, 使负荷较大的一相绕组过热而使其寿命缩短, 导致整台配电变压器的寿命缩短。研究表明, 配电变压器在额定负荷下, 电流不平衡度为10%时, 其绝缘寿命约缩短16%。因此长时间严重负荷不平衡时, 很容易烧毁配电变压器。
(6) 配电变压器三相负荷不平衡严重时, 中性线电流就会增大, 长时间运行, 极易烧断中性线, 造成用户用电设备损坏事故。
4 调整平衡三相负荷的方法
(1) 首先要取得配电变压器低压侧各相电流数据, 可在配电变压器上安装监测仪表取得电流数据, 也可用钳形电流表卡测各相负荷电流。测量电流要在负荷高峰时进行, 因为这时的电流数据最具有参考价值。当然, 如果能在不同的负荷时段进行多次测量, 会更有利于调整负荷。
(2) 一定要分清配电变压器哪一相电流大, 哪一相电流小。所谓调整平衡就是从电流大的相往电流小的相调整转移部分负荷。如某配电变压器在运行时实测三相电流数据分别为L1相140 A, L2相180 A, L3相220 A, 那么该配电变压器就需要从L3相往L1相上转移40 A电流的负荷, 也就是8.8 k W的单相负荷。
5 注意事项
(1) 配电变压器 (台区) 负责人在管理配电变压器时, 要有三相负荷平衡观念。平时就应注意做到:各相电能表实抄电能量大致相同;各相所带的照明用户数大致相同;用电大户平均接在三相上;将大功率电器, 如单相电焊机分别接在不同相上, 禁止集中接在同一相上。
不平衡负荷补偿 篇5
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) .
不平衡负荷补偿 篇6
台区三相不平衡是供电所重要指标之一。为降低三相负荷不平衡公变台数, 长子县供电公司开展了台区负荷不平衡治理工作, 并将该工作纳入公司绩效考核。长子县供电公司共有公变台区641个, 2014年11月份底三相负荷不平衡率大于40% 的台区高达170余个, 占比为26.52%。
2采取的措施
为了扎实开展三相负荷不平衡台区专项整治工作, 我公司根据2014年12月各供电所实际存在的三相负荷不平衡台区, 从3月份开始, 按“一台区一预案”的方针, 出台了三相负荷不平衡台区专项整治方案, 逐月制定具体的整治计划。
2.1三相负荷不平衡台区占比指标与同期、环比情况
2014年12月底日均三相负荷不平衡台区152个, 占比为26.47%;2015年3月底日均三相负荷不平衡台区64个, 占比为11.13%, ;2015年5月底专项整治活动结束后, 日均三相负荷不平衡台区29个, 占比为5.03%。
2.2各供电所专项整治活动前后三相负荷不平衡台区对比
各供电所在三相负荷不平衡专项整治前共有225个三相负荷不平衡台区, 专项整治动共消除192个三相不平衡台区, 新增10个台区, 最终共有43个三相不平衡台区, 各所新增的三相不平衡台区数均在预控目标范围。
在整治活动中, 城关所、宋村所、南陈所完成专项整治计划目标。 堡头所、石哲所、田良所、岚水所、草坊所未完成整治计划, 这五个供电所整治率分别为91.67%, 84%, 78.57%, 71.43%, 64.58%。
2.3各供电所专项整治具体措施实际情况 (表1)
3解决三相不平衡台区的措施及方法
3.1强化三相不平衡台区监督
在整改期间乡镇供电所管理部将持续关注生产实时管控系统中三相不平衡台区数据, 汇总长期以来三相不平衡台区信息, 对实际情况进行摸排, 向各供电所反映最新数据。
3.2加强三相不平衡台区整改计划管控
针对三相不平衡严重台区及所属供电所, 加强计划制定流程, 细化整改计划步骤, 杜绝同一台区长期反复三相不平衡。根据三相不平衡台区的轻重缓急, 公司乡镇供电所管理部将分期安排三相不平衡台区整改工作, 确定每期工作重点, 指导供电所整改工作安排。
3.3建立整改分析机制
根据台区现场供电电源接线方式, 对供电所线路无法供电的单相接户线串接的情况, 通过“两线改四线”的措施进行彻底解决, 这也是此次专项整治最有效的措施。
3.4强化指标责任考核
对指标管理方面, 乡镇供电所管理部按日常工作实际情况每月提出相关考核意见, 按有关管理办法执行考核, 并每月向公司分管生产领导书面反馈考核执行情况。
3.5加强无功补偿管理, 提高电压质量
随着农村生活不断提高, 家电下乡政策开放, 各种家用电器的单相感性设备增多, 三相电流不平衡, 农村抗旱排涝设备多数接入公变, 部分JP柜中无功补偿损坏, 功率因数降低, 导致电压质量下降、零线电流增大。
4取得的成效
各供电所在三相负荷不平衡专项整治活动中, 共对91个台区进行了负荷调整, 对134个台区进行了接户线的改造。共调整用户3688户, 接户线改造11761米。
(1) 三相负荷不平衡整治, 对部分高线损台区起到一定降损作用。
(2) 在降损的同时, 也促进了营销达标台区的增加。
(3) 调整了极端三相不平衡的台区用电负荷, 减少了因单相过
负荷而烧损变压器、分路开关过负荷跳闸及烧毁变压器低压出线等事故, 对提高低压配网的安全运行起到积极作用。
参考文献
[1]廖学琦编著.农网线损计算分析与降损措施[M].中国水利水电出版社, 2003.
[2]王抒祥主编.供电所管理[M].中国电力出版社, 2000.
不平衡负荷补偿 篇7
1 三相负荷不平衡的危害
1.1 对配电变压器的危害
造成配电变压器出力减小。配电变压器绕组结构是按负载平衡运行工况设计的, 各相性能基本一致, 额定容量相等。配电变压器的最大允许出力受到每相额定容量的限制, 当其在三相负荷不平衡工况下运行, 负荷轻的一相就有富余容量, 从而使其出力减少。三相负荷不平衡越严重, 配电变压器出力减少越多。为此, 配电变压器在三相负荷不平衡时运行, 其输出的容量就无法达到额定值, 其备用容量亦相应减少, 过载能力也降低。同时, 配电变压器处于不对称运行状态, 会造成零序电流过大, 轻则造成配电变压器局部金属配件温升过高, 重则将会造成配电变压器的单相烧毁或中性线断线, 烧损线路设备和用户电器等严重后果。
1.2 对一般家用电器的危害
配电变压器在三相负荷不平衡时运行, 其各相输出电流就不相等, 这必将导致其输出的三相电压不平衡, 中性点发生位移造成中性线有电流通过。在此情况下, 负荷重的一相电压降低, 导致照明灯具不亮、电器效能降低, 而负荷轻的一相电压升高, 可能造成家用电器绝缘击穿、损坏或使用寿命缩短。
1.3 对电动机的危害
配电变压器在三相负荷不平衡工况下运行, 由于存在负序电压, 其产生的旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场方向相反, 起到制动作用。由于正序磁场比负序磁场要强得多, 电动机仍按正序磁场方向转动, 但由于负序磁场的制动作用, 必将引起电动机输出功率减少, 从而导致电动机效率降低。同时, 电动机的温升和无功损耗, 也将随三相电压的不平衡度增大而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行, 既不经济又不安全。
1.4 对人身的危害
在配电变压器中性点接地运行方式下, 如接地电阻达不到技术要求时, 配电变压器三相负荷严重不平衡就会使中性线带电, 从而对接触接地极或配电变压器金属构架人员的人身安全构成威胁。
1.5 对电压质量和线损的影响
在三相负荷不平衡度较大的情况下, 配电变压器中性点不接地或接地电阻达不到技术要求时, 中性点将发生位移造成中性线带有一定的电压, 从而加大线路的电压降, 使线路供电电压偏低, 尤其是线路末端的电压远远超出电压降的允许范围, 直接导致用户用电设备不能正常工作, 电器效能降低, 同时极大增加低压线损。实践证明, 一般情况下三相负荷不平衡可引起低压线损率升高2%—10%, 不平衡度越高对低压线损率的影响越大, 如不平衡度超过30%, 影响低压线损率可以达到3—6个百分点。
2 三相不平衡负荷的解决办法
2.1 管理措施
(1) 建立健全三相负荷平衡的监测制度和考核办法, 促使管理人员有效地监测三相负荷的变化。县供电企业应将配电变压器三相负荷平衡率纳入到管理单位的日常考核工作中, 以确保监测、调整、考核的闭环管理到位。在配电管理工作中设立专人对三相负荷进行监测, 以掌握配电变压器运行的第一手资料。
(2) 加强基础资料的管理, 减少单相负荷接入的随意性。新增用户接入随意, 是引起三相负荷不平衡的源头。为此, 要在日常管理工作中, 加强对用户负荷基础资料的管理, 结合电网的实际情况, 从源头上降低三相负荷不平衡程度。
2.2 技术措施
(1) 改善配电网络, 减少两线制供电增加四线制供电, 以便在三相负荷不平衡时进行负荷调整。同时在日常对用户用电进行改造或将其接入系统时, 都要考虑三相负荷平衡, 避免随意接入负荷。
(2) 根据三相负荷监测情况, 对低压用户负荷进行调整, 调整的原则是要保证在每天高峰期三相负荷基本平衡, 有条件的可以安装配电监测系统或利用远程抄表系统对三相负荷进行在线监测, 根据监测数据指导管理单位进行三相负荷的调整。
(3) 增大中性线的导线截面积, 在规划或建设配电网络时, 使中性线与相线的截面积一致, 以减少损耗, 消除断线隐患。
补偿系统电压不平衡的分析与处理 篇8
1.1 补偿度不合适所引起的相电压不平衡
网络的对地电容与补偿系统内所有消弧线圈构成以不对称电压UHC为电源的串联谐振回路,如图1所示,中性点位移电压为:
式中:uo为网络的不对称度,一系统补偿度:d为网络的阻尼率,约等于5%;U为系统电源相电压。由上式可以看出,补偿度越小,中性点电压就越高,为了使得正常时中性点电压不致于过高,在运行中必须避免谐振补偿和接近谐振补偿,但在实际情况下却时常出现:(1)补偿度偏小时,因电容电流IC=2πfc姨3 Uφ和消弧线圈电感电流IL=Uφ/2πfL由于运行电压、周波的变化,都能引起IC和IL的变化,从而改变了旧的补偿度,使系统接近或形成谐振补偿。(2)线路停止供电,操作人员在调整消弧线圈时,将分接开关不慎投在不适当的位置,造成明显的中性点位移,进而出现相电压不平衡德现象。(3)在欠补偿运行的电网里,有时因线路跳闸,或因限电、检修而导致线路停电,或因在过补偿电网里投入线路,均会出现接近或形成谐振补偿,造成较严重的中性点位移,出现相电压不平衡。
1.2 电压监视点PT断线出现的电压不平衡
PT二次熔丝熔断和一次刀闸接触不良或非全相操作出现的电压不平衡的特点是;接地信号可能出现(PT一次断线),造成断线相的电压指示很低或无指示,但无电压升高相,且此现象只是在某个变单独出现。
1.3 系统单相接地引起的电压不平衡
补偿系统正常时不对称度很小,电压不大,中性点的电位接近大地的电位。当线路、母线或带电设备上某一点发生金属性接地时,与大地同电位,两正常相的对地电压数值上升为相间电压,产生严重的中性点位移,其特点有:接地相电压的电阻不同,两正常相电压接近或等于线电压,且幅值基本上是相等的,中性点位移电压的方向与接地相电压在同一直线上,与之方向相反,其相量关系如图2所示。
1.4 线路单相断线引起的电压不平衡
造成单相断线后,网内参数发生不对称变化,使之不对称度明显增大造成电网中性点出现较大的位移电压,致使系统三相对地电压不平衡。系统单相断线后,以往的经验是断线相电压升高,两正常相电压降低。但是,因单相断线位置、运行条件和影响因素的不同,中性点位移电压的方向、大小和各相对地电压指示,都不尽相同;有时两正常相对地电压升高,幅值不等或相等,断线相电源外对地电压降低;或一正常相对地电压降低,断线相和另一正常相对地电压升高却幅值不等。
1.5 其他补偿系统感应耦合引起的电压不平衡
两个补偿系统分别送电的两条线路较近且平行段较长,或同杆架设交叉开口备用时,二者经并行线路之间的电容构成串联谐振回路。出现相对地电压不平衡。
1.6 谐振过电压出现的相电压不平衡
电网中许多非线性电感元件如变压器、电磁式电压互感器等,与系统的电容元件组成许多复杂的振荡回路。空母线充电时,电磁式电压互感器各相与网络的对地电容组成独立的振荡回路,可能产生两相电压升高、一相电压降低或相反的相电压不平衡,这种铁磁谐振,只在用另外电压等级的电源,经变压器对空母线充电时,在这仅有的一个电源母线上出现。在一个电压等级的系统里,由送电干线对所带的二次变电所母线充电时,不存在这一问题,要避免空充母线要带一条长线路一起充电。
2 系统运行中各种电压不平衡的判断和处理
系统运行中出现了相电压不平衡的状况时,多数伴有接地信号,但电压不平衡却并非全属接地,不能盲目地选线,应从以下几方面分析判断:
2.1 从相电压不平衡范围查找原因
2.1.1 如电压不平衡仅限于一个监视点且无电压升高相,造成用户无缺相反应时,则是本单位PT回路断线.此时只考虑带电压元件的保护能否误动和影响计量间题。不平衡的原因是否因为主回路负载连接不平衡,导致显示不平衡,还有是否是显示屏幕出现故障引起的。
2.1.1 如电压不平衡在系统内各电压监视点同时出现,应检查各监视点的电压指示。不平衡电压很明显,且有降低相和升高相,各电压监视点的指示又基本相同,各送电线路末端二次均无缺相反应时,说明系统已接近谐振补偿运行。造成电压异常的情况还有可能如母线压变接触不良等很特别情况。也还可能几种原因混在一起,如仍无法弄清异常原因,将异常部分退出运行,交给检修人员处理。作为调度及运行人员,判断出异常原因在母线压变及以下回路,并恢复系统电压正常即可。原因可能有:(1)补偿度不合适,或调整操作消弧线圈时有误。(2)欠补偿系统,有参数相当的线路事故跳闸。(3)负荷低谷时,周波、电压变化较大。(4)其它补偿系统发生接地等不平衡事故后,引起该系统中性点位移,补偿间题引起的电压不平衡,应调整补偿度。
欠补偿运行电网线路跳闸引起的电压不平衡,要设法改变补偿度,调整消弧线圈。网内负荷处于低谷,周波、电压升高时出现的电压不平衡,可等不平衡自然消失后,再调整消弧线圈。作为调度员,应掌握这些特征,以准确判断,快速处理运行中可能出现的各种异常。单一特征的判断相对容易,两种及以上情况复合性故障引起的电压异常,判断与处理较为复杂。如单相接地或谐振常常伴有高压熔丝熔断和低压熔丝熔断。而高压熔丝不完全熔断时,接地信号是否发出,取决于接地信号的二次电压整定值和熔丝熔断程度。从实际运行情况看,电压异常时,常出现二次回路异常,此时电压高低与接地信号是否发出,参考价值不大。寻找排查规律,对电压异常处理尤为重要。
2.2 根据相电压不平衡的幅度判断原因
如系统运行中各变电所都出现严重的相电压不平衡,说明网内已有单相接地或干线部分单相断线,应迅速调查各电压监视点的各相电压指示情况,作出综合判断,如是单纯的一相接地,可按规定的选线顺序选线查找.从电源变电所出口先选,即”先根后梢”的原则选出接地干线后,再分段选出接地段。
2.3 结合系统设备的运行变化判断原因
(1)变压器三相绕组中某相发生异常,输送不对称电源电压。(2)输电线路长,导线截面大小不均,阻抗压降不同,造成各相电压不平衡。(3)动力、照明混合共用,其中单相负载多,如:家用电器、电炉、焊机等过于集中于某一相或某二相,造成各相用电负荷分布不均,使供电电压、电流不平衡。
综上所述经消弧线圈接地的小电流接地系统(补偿系统)在运行中,相电压不平衡现象时有发生,并因产生的原因不同,不平衡的程度和特点也不尽相同。但总的情况是电网已处在异常状态下运行,相电压的升高、降低或缺相,会使电网设备的安全运行和用户生产受到不同程度的影响。
摘要：衡量电能质量是电压、频率。电压不平衡严重影响电能质量,相电压的升高、降低或缺相,会使电网设备的安全运行和用户电压质量受到不同程度的影响,造成补偿系统电压不平衡的原因有很多,本文介绍了引起电压不平衡六种原因,进行详细分析,对于不同的现象进行分析和处理。
关键词：补偿系统电压,不平衡,分析与处理
参考文献
[1]程浩忠,吴浩.电力系统无功与电压稳定性[M].中国电力出版社,2004.