低压配电网电压质量问题分析以及优化措施探究

１２６　柬工案技术　电力技术　低压配电网电压质量问题分析以及　优化措施探究　张景坤　（广东电网有限责任公司江门开平供电局，广东开平５２９３００）　摘要：根据目前低压配电网展开相关讨论，分析低压配电网电压质量控制的问题，提出了合理有效的处理策略，以保障低压配电网体系的安全、　经济以及稳定运行。　关键词：低压配电网；电压质量；优化措施　０前言　我国的电力企业近年来均实行了大规模的电网改造，电网的构造　不合理问题也得到了一定程度的改善，不过还是因为很多的条件与原　因的制约，低压配电网电压质量仍存在一些不安全的隐患，这严重的　影响了电气设备的正常使用以及相应的电能消耗。所以，对低压配电　网质量问题进行深层的分析与探讨，为优化低压配电网电压质量以及　提升高低压配电网的安全、经济与稳定运行有着很大的作用与意义。　１　低压配电网电压质量分析　一直以来，配网管理中对低压配电网电压质量管理工作重视程度　不够，但是随着配电网的投入不断增加，对配网管理中的电压质量管　理也越来越重视，低压配电网构造也是得到了一定的改善，并且低压　配电网的质量也是有着很大的提升。不过，值得一提的是在低压配电　网电压质犀管理中还有诸多问题。现阶段，从配电网调压方式来看，　主要针对是１０ｋＶ中压配电网进行的调节，而对于３８０Ｖ的低压配电网　进行调节的方法不多。实践表明，在１０ｋＶ中压配电网的调节与当前　的低压配电网电压质量的优化需求很难适应。在高峰负荷时电压是非　常低的，而在低谷负荷时，电压往往又比较高，这种现象目前在低压　配电网中是一个比较普遍的问题。以某供电局低压配电网为例，存在　电压质量合格率不高，并且跟标准的要求相差较大。　２低压配电网中电压质量存在的问题　２．１　三相负荷　三相负荷不均衡时，会导致相关的中性点电位存在一定程度的偏　移，造成三相电压相位也相应的会出现一定的偏移现象，致使低压配　电网三相电压失衡。出现这一问题以后，会造成部分低压电力用户的　用电器非正常运行，例如照明灯的亮度降低，严重时会对用户用电器　带来损坏。如果对三相负荷不均衡这一问题不及时解决，那么对低压　配电网的电压质量势必会带来影响。　２．２无功补偿　在低压配电网无功补偿中，配电网改变之后强化了相关的高低压　配电线路，那么配电网覆盖的范围也就会增大，但是无功补偿的容量　并没有随着配电网覆盖的范围增大而增大。相反，配电网范围增大的　同时，无功用户的数量和规模也在增多。出现这一问题的主要原因是　部分地区的电力用户认为无功补偿设施的价格比较贵，不想在这方面　增加投入，不愿意安装。这些因素最终导致低压配电网的无功容量相　对越来越小，电压质量相对下降，难以达到标准要求，也造成了线损　率的提升。　２．３　低压配电网线路　近几年，配电网的改造工作促使低压配电网线路构造获得了一定　的改善，不过因为覆盖的范围较大并且相应的接入点也很多，工作内　容较为繁杂，众多的低压配电网线路还是会出现各类问题。例如配电　网线路中导线直径较小，在进入用电高峰时段以后，电力用户需求电　能的量达不到要求，难以保证线路末端电压的质量。　３低压配电网中优化电压质量的措施　３．１　三相负荷平衡　三相平衡工作，是以相关的电力用户为基准，并依照各个用户的　实际状况，对低压配电网的接入方法进行优化，落实到就地平衡，保　证三相负荷在长时间段内都是一致的。　３．２　提高无功补偿容量　对低压配电网无功补偿方式进行优化，全方位的规划和改善无功　补偿方式，合理、有效的布置无功补偿装置，可以实施分散补偿方式，　最大限度的呈现出相关的平衡。有机的将集中补偿、高低压补偿、分　散补偿、动态静态补偿完美的耦合在一起，并对相关的功率参数低的　低压电力用户，应有效的督促无功补偿的进行。　３．３　１０ｋＶ配变变比　可以合理的调节ｌＯｋＶ配变比，以获得良好的电压质量优化。不过，　改善ｌＯｋＶ配变变比会影响总体的电压水平，所以相应的优化成果要　合理的制约。电压的额定电率偏移较大时，超出１０ｋＶ配变所调节的　范围，这时电压的质量优化策略失效。　３．４　更换低压配电网线路导线　在所有的优化措施中，更换线路导线是最简单的方式。采用该方　式最主要的问题是应该将导线截面配合问题重点考虑，距离电源点比　较近的支线线路导线截面应该大于距离电源点较远的支线线路导线。　当然，更换导线的费用较高，因此要综合考虑多种因素，在投资比较　大的时候，应该对多种优化措施综合考虑，选择性价比最高的方式。　４案例分析　４．１　电压质量偏移　本辖区内，对配电网１０ｋＶ的馈线Ｉ线２号低压区进行监测后发现，　相应的电压偏低，最低点的偏移量达到－８．５％，无法满足３８０Ｖ配电网　电压偏移量的标准要求（一７％到７％之间）。　４．２　电压质量偏移处理　４．２．１增加无功补偿装置　采用无功优化计算方法，对该线路中增加多个无功补偿装置，解　决２号低压区电压较低的问题。实际的补偿点和相应的补偿容量见表　１，依照无功补偿装置的成本（１２５元／ｋｖａｒ），需要补偿的总容量为　１４０ｋｖａｒ，需要的总投入为１．７５万元。无功补偿装置增加以后，该线路　２号低压区电压最低点偏移量上升到一３．７５％，达到了３８０Ｖ低压配电网　电压偏移量的标准要求，有效的对电压偏移问题进行了解决。　１　ＯｋＶ馈线ｌ无功补偿设备增加点与容量　杆塔号　≠≠４２　＃４５　≠≠４７　＃４８　＃５１　合计　补偿设　备容量　２０　４０　３０　３０　２０　１４０　／ｋｖａｒ　４．２．２调节１０ｋＶ配变的分接头　基于该线路存在的这一问题，也可以对１０ｋＶ配变分接头节点进　行适当的调节，可以达到优化电压质量的目的。经过对该线路的认真　检查发现，１０ｋＶ配变２号低压区域分接头位置应该在１０ｋＶ，当将其　调节为９．７５ｋＶ时，该低压区域电压最低点偏移量下降到一５．７３％，继续　对分接头位置进行调节到９．５ｋＶ时，电压偏移量上升到一３．１５％，达到　３８０Ｖ低压配电网电压偏移向的标准，有效的对该线路的电压质量差的　问题进行了解决。　电力技术　柬工案技术　１２７　基于电流互感器的家用电器过流保护装置　秦玉伟　（渭南师范学院物理与电气工程学院，陕西渭南７１　４０９９）　摘要：介绍了一种家用电器过电流保护装置，该装置利用电流互感器高电流与低电流之间的比例转化原理。实验结果表明，该装置结构简单　成本低，灵敏度高，干扰能力强，可应用于家用电器过流保护。　关键词：电流互感器；过流；保护　随着人们生活水平的提高，多种家用电器逐渐进入普通家庭，为　３实验结果　人们的生活提供了便利，但家用电器的增多导致用电功率增大，给用　对大功率家用电器进行多次过流保护实验，该过流保护装置监测　电线路带来安全隐患。为了防止这种现象发生，设计了一种过电流保　到的实际电流值与理论值相符合。实验结果表明，在０－１０ｍＡ的安全　护装置，当测量值超出安全范围时，报警提示并且断开开关，实现家　电流范围内，该过流保护装置输出稳定；当检测电流大于３０ｍＡ时，　用电器的安全保护。　过流保护装置启动，蜂鸣器报警，继电器断电，可见电流互感器能够　起到过电流保护的作用，且安全可靠。　１　电流互感器的工作原理　电流互感器是电力系统中测量仪表，继电保护等二次设备获取一　４　结论　次回路电流信息的传感器，将高电流按比例转化为低电流。电流互感　设计的基于电流互感器的过流保护装置，利用互感器电流检测法，　器的原边接在一次系统，副边接测量仪表和继电保护等装置　～，常用　将待测大电流转换为小电流，当用电器电流过大时，过流保护装置启　于大功率检测电路，起到电器隔离作用，并且检测电流小，损耗小。　动，能够实现报警和断电功能，安全可靠，并且成本低，具有较高的　电流互感器的运行情况相当于副边　短路的变压器，电流互感器原边　实用价值。　电流　与副边电流』２的比，即实际电流比，表示为：　／Ｉ２＝ⅣＩ／Ｎ２＝Ｋ（１）　参考文献：　２设计方案　电流互感器将待测大电流转化为较小的电流，在通过电流互感器　的负极检测电阻转化为电压，经二级滤波电路，经过Ａ／Ｄ转化为数　字量，数字信号经单片机ＡＴ８９Ｃ５１采集并转化为实际电流值，并进行　显示。当所测值超出安全值范围时，蜂鸣器报警，并控制继电器切断　电路电源　－４】，设计框图如下图所示。　［１］王欣．同步电动机保护器的研究［Ｄ］．沈阳工业大学，２００７．　【２］王少伟．在线电流检测无线报警系统的设计［Ｊ］．科技信息，２　００９　（３４）：５－６．　［３］胡汉才．单片机原理及其接口技术［Ｍ】．北京：清华大学出版　社，２００６：７８—７９．　［４］谢伟成，杨家国．单片机语言Ｃ５１应用实战集锦［Ｍ】．北京：清　华大学出版社，２　００１：１　８６－１９０．　基金项目：渭南师范学院特色学科建设项目（１４ＴＳＸＫ０７）；渭南师范　学院科研计划项目（１４ＹＫＳ００９）；渭南师范学院专业综合建设项目　系统设计框图　（ＺＺ２０１４－３６）．　４．２．３变更低压配电网导线　号低压区域的出口电压已经是较低的状态，所以变更低压配电网导线　通过分析，１０ｋＶ配变低压侧２号低压区域出口处电压的偏移量　起不到根本的作用，所以更换导线的方法虽然有一定的效果，但总体　　为一２．９５％，沿着低压线路沿线监测到的电压偏移量依次为一５．９６％、．　而言效果不理想。７．２４％、．８．５％，此时可以考虑更换低压配电网导线的方式来改善电压　质量。将线路原来的导线更换为７０ｍｍ２截面的导线，该区域的电压　质量最低偏移量处的偏移量提高到一７．０６％，虽然有所改善，但还是满　５　结语　优化低压配电网电压的质量，对于低压配电网的安全稳定运作有　足不了规范电压的质量要求。所以，变更导线的截面能改善低压配电　着非常大的作用与意义。不过低压电网电压质量问题涉及面很广，一　　网电压质量，不过相应的改善成效会逐渐的减小，也就是在改善到相　定要结合相关的实际状况，以最科学有效的优化方案来处理实际问题。应的程度时，尽管再增多导线截面，还是不会有更好的改善成效。　４．３成果分析　参考文献：　在该实验中，对低压配电网电压质量偏移量大的问题采用了增加　无功补偿装置、调节分接头方式及更换配电网导线等方法进行解决。　其中，调节１０ｋＶ的配变分接头所获得的电压质量是最好的优化成效，　并且该优化策略不需要增多新型的电气设施，运用自身的１０ｋＶ配变　［１］包大恩，鲁铁成，吴高林．配电网电压质量在线监测装置的研制　［Ｊ］．高电压技术，２０１　３（１　０）．　２　冯兴田，韦统振．改善电压质量的逆变型微源串并联入网研究　［Ｊ］．电力电子技术，２　０１１（１１）．　调整方式即可。无功补偿设备也就是对相关的配电网无功容量实行一　定程度的优化，能直接的优化电压的质量，最终的成果也非常的明显，　［３］裴玮，盛鸥，孔力，齐智平．分布式电源对配网供电电压质量的　Ｊ］．中国电机工程学报，２　０１　２（１　３）．　而且从性价比方面分析，效果也比较理想。由于１０ｋＶ配变低压侧２　影响与改善［