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摘要：提出以解決三相不平衡度降低線損為突破口，以中性線（零線）損耗最小法（逼近0）的思路；同時對低壓配電網(wǎng)無功運(yùn)行工況進(jìn)行追蹤，采取無功的分相精準(zhǔn)補(bǔ)償方式。實(shí)踐證明，這此措施的應(yīng)用，降損效果較好，節(jié)能成效明顯。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；三相不平衡；降損；節(jié)能

線損率的高低能有效地反映電網(wǎng)架構(gòu)或企業(yè)管理的問題所在，在國家電網(wǎng)有限公司要求深度治理線損的大背景下，如何省時又高效地治理好低壓臺區(qū)線損成為了各地市公司營銷部門的首要目標(biāo)，尤其是農(nóng)網(wǎng)改造實(shí)施后，各地市公司對低壓線損越來越重視，也通過研究各種方法來降低低壓線損[1-3]。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報道，低壓電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡時，線損率最高可達(dá)平衡時線損率的6～9倍，增加低壓網(wǎng)絡(luò)電能損耗。同時導(dǎo)致配變重載相滿載時，輕載相尚有富余，配變最大出力下降。

1季節(jié)性負(fù)荷下配電臺區(qū)暴露的問題

黃山地區(qū)季節(jié)性負(fù)荷特性明顯，特別是“黃山毛峰與太平猴魁”采摘與制茶到來之時，農(nóng)村臺區(qū)三相配電負(fù)荷極不平衡，線損較高，茶季制茶期間用電負(fù)荷劇增，主要負(fù)荷為相間電阻加熱絲（380V）、三相鼠籠電動機(jī)等制茶設(shè)備，熱電阻設(shè)備跨接在兩相之間，導(dǎo)致現(xiàn)場三相不平衡嚴(yán)重，線損較高。居民單相用電接入，未做到三相平衡，茶季結(jié)束后線損率仍處于相對較高水平。線路末段電壓偏低，無功補(bǔ)償不足矛盾突出，在茶季用電高峰期9:00—20:00，農(nóng)戶分散的大量制茶生產(chǎn)線投入使用，使得臺區(qū)有功、無功負(fù)荷急劇增加，導(dǎo)致用戶末端電壓偏低（相電壓180V左右）。同時存在制茶生產(chǎn)線缺乏無功就地補(bǔ)償（實(shí)測每戶缺口約10kvar），臺區(qū)JP柜原有無功補(bǔ)償設(shè)備存在控制器損壞、控制回路失電、復(fù)合開關(guān)故障、電容器損壞等情況，需進(jìn)行無功補(bǔ)償治理。季節(jié)性負(fù)荷結(jié)束后，變壓器整體利用率偏低。茶季期間用電負(fù)荷很大，所有變壓器投入使用，茶季結(jié)束后臺區(qū)負(fù)載急劇下降，變壓器負(fù)載率很低，鐵損依然存在。

1.1低壓配電網(wǎng)供電負(fù)荷的不平衡度，對線損的影響計算分析。假設(shè)A、B、C三相線路及中性線線路電阻均為R（相同），負(fù)荷性質(zhì)為純電阻性負(fù)荷，如圖1所示。如果線路三相負(fù)荷平衡，理想情況下，則通過中性線電流為0，則電網(wǎng)與負(fù)載間線損為3I2×2R。基于上述相同的負(fù)荷情況下，當(dāng)線路三相負(fù)荷不平衡，極端情況下，設(shè)負(fù)荷全在A相上，B相與C相無負(fù)荷，即A相電流為3I，B、C相電流為0，則中性線電流為3I，那么配電網(wǎng)與負(fù)載間線損為18I2×2R。從上述分析，可以發(fā)現(xiàn)：相同的供電負(fù)荷情況下，由于負(fù)荷的三相不平衡而增加了線路的傳輸損耗，線損成倍數(shù)增加，最高可達(dá)6倍；若中性線采用電纜時（其電阻值約為導(dǎo)線值的2倍左右，故其線損最大將增加到9倍之多。

1.2低壓配電網(wǎng)供電負(fù)荷的功率因數(shù)，對線損的影響計算分析。根據(jù)相關(guān)線損理論可知，配電網(wǎng)當(dāng)線路通過電流I時，假設(shè)負(fù)荷三相平衡，那么線路有功損失與功率因素平方成反比，功率因素越高，則有功損失越小。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研情況來看，農(nóng)村臺區(qū)補(bǔ)償前功率因數(shù)大致在0.7左右，補(bǔ)償后功率因數(shù)可以提高到0.95左右，功率損失則大大降低。

2方案確定

從用戶的計量表箱計量點(diǎn)出發(fā)，向配電變壓低壓側(cè)逼近的思路，即“計量表箱—次干線—主干線—配電變壓器低壓出口”逐級實(shí)現(xiàn)三相平衡，即從負(fù)載側(cè)向電源側(cè)平衡，以最小化中性線電流，從而實(shí)現(xiàn)低壓配電線損最低，最終實(shí)現(xiàn)臺區(qū)“四級平衡”（即計量點(diǎn)、分支線、主干線、變壓器低壓出口側(cè)）。季節(jié)性負(fù)荷結(jié)束后，變壓器整體利用率偏低。茶季期間用電負(fù)荷很大全部變壓器投入使用，茶季結(jié)束后臺區(qū)負(fù)載急劇下降，變壓器負(fù)載率很低鐵損依然存在，宜進(jìn)行變壓器低壓側(cè)互聯(lián)，讓部分變壓器退出運(yùn)行，降低總體損耗。

3應(yīng)用案例

3.1系統(tǒng)分析及改造方案。根據(jù)目前現(xiàn)場存在的主要存在的“低電壓”、三相負(fù)荷不平衡、無功缺失、低壓配變設(shè)備資源浪費(fèi)等突出問題進(jìn)行分析并制定解決方案。3.1.1無功補(bǔ)償。針對低壓配網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷特點(diǎn)及存在的主要問題，通過在臺區(qū)JP柜內(nèi)進(jìn)行改造“31檔”即1:2:4:8:8:8全分相無功補(bǔ)償、在制茶生產(chǎn)線就地安裝就地?zé)o功補(bǔ)償，提升線路末端電壓，減小線路無功電流，達(dá)到節(jié)能降損的目的。3.1.2三相不平衡全過程管理。合理設(shè)計電網(wǎng)構(gòu)架，使低壓電網(wǎng)主線、分支線層次分明，合理選用主導(dǎo)線、分支導(dǎo)線截面，實(shí)現(xiàn)三相下戶、表后線近零。通過逐戶核相，畫出臺區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，結(jié)合電量信息輸入理論線損計算軟件，經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化，生成最優(yōu)調(diào)相方案。對用戶臺區(qū)進(jìn)行核查調(diào)相，對線路屬性有錯誤的及時進(jìn)行調(diào)整。可以定期開展整改工作，對線損異常原因進(jìn)行分析、總結(jié)、提升的作用，定期對各線路實(shí)時通報，提高工作效率。3.1.3季節(jié)性低壓互聯(lián)。公司所轄的縣區(qū)域農(nóng)村現(xiàn)場8臺400kVA臺變在茶季到來后，其制茶設(shè)備負(fù)荷很大，該季節(jié)結(jié)束后，日常負(fù)載率很低，造成臺區(qū)配變的電能損耗和資源浪費(fèi)。根據(jù)現(xiàn)場臺區(qū)和負(fù)荷分布合理分配安裝低壓互聯(lián)裝置，在非茶季將部分臺區(qū)配變停運(yùn)。不僅可以最大化的利用配變資源，在出現(xiàn)設(shè)備故障時可以及時通過互聯(lián)裝置切換變壓器，從而可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損提高配網(wǎng)安全可靠性。3.1.4無功補(bǔ)償改造。圖2所示為低壓配網(wǎng)無功節(jié)能優(yōu)化典型技術(shù)方案，線路距離較長大量的無功電流流動會導(dǎo)致線損增加和電能損耗增加。3.1.4.1低壓配電臺區(qū)補(bǔ)償方案。追蹤無功運(yùn)行狀況。將無功自動補(bǔ)償控制器接入集中器，滿足功率因素和補(bǔ)償電容器運(yùn)行投切情況跟蹤分析，提高低壓配電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。分相自動無功補(bǔ)償。臺區(qū)配置無功集中自動補(bǔ)償，可投切的無功總?cè)萘坎坏陀谂渥冾~定容量的30%。為滿足全年負(fù)荷高低變化，無功自動補(bǔ)償裝置應(yīng)按6組分相容量比為1:2:4:8:8:8配置，可實(shí)現(xiàn)31檔、3%左右無功負(fù)荷變化的精準(zhǔn)補(bǔ)償。現(xiàn)有老化傳統(tǒng)式JP柜可使用原有配電箱體，將其中無功補(bǔ)償部分設(shè)備及線纜拆除，加裝基于124888編碼技術(shù)的新型智能無功補(bǔ)償設(shè)備。3.1.4.2就地?zé)o功補(bǔ)償方案。針對現(xiàn)場茶季情況，每年在產(chǎn)茶周期在28天左右，負(fù)荷劇增，主要為生產(chǎn)茶葉的設(shè)備，電阻加熱絲、三相鼠籠電機(jī)（3～4kW），現(xiàn)場實(shí)測一條產(chǎn)茶線的有功損耗約20kW，無功需求約9.8kvar，根據(jù)用戶側(cè)無功需求，采用就地?zé)o功補(bǔ)償方式，設(shè)備采用編碼式無功補(bǔ)償方式，主要由控制器、智能電容器和箱體附件組成。根據(jù)茶季用戶月和日的用電負(fù)荷所得到的用戶側(cè)無功需求，該方案為全村約120戶制茶用戶，其中約60戶用電負(fù)荷較大，無功缺口較大，供電半徑較長，該60個用戶每戶配置一套就地補(bǔ)償設(shè)備，安裝于用戶下線入戶連接處，采用支架安裝。3.1.5低壓互聯(lián)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。低壓配變互聯(lián)設(shè)備主要由隔離開關(guān)、熔斷器、箱體、線纜輔材等構(gòu)成。該設(shè)備內(nèi)置隔離開關(guān)和熔斷器，主要考慮到現(xiàn)場配電臺區(qū)位置和線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全隱患較大，采用此方案不僅可以提高用電線路的穩(wěn)定安全性，同時具備明顯斷開點(diǎn)，也便于操作人員操作。

4結(jié)束語

制定典型案例常態(tài)交流。針對難點(diǎn)和不斷發(fā)生的共性問題，總結(jié)、提煉解決問題的方式方法，編制成典型案例，相互學(xué)習(xí)促進(jìn)交流，共同提高。分步推進(jìn)線損全過程管控。已實(shí)施三相平衡治理的57個臺區(qū)，線損率平均下降4.67%，相當(dāng)于節(jié)減節(jié)能配變更換投資1996萬元的降損效果，經(jīng)濟(jì)效益顯著。其中祁紅臺區(qū)（祁門紅茶茶農(nóng)村）經(jīng)三相平衡優(yōu)化后，線損率由10.15%下降至2%，下降8個百分點(diǎn)以上。該項(xiàng)目實(shí)施為安徽電網(wǎng)企業(yè)治理臺區(qū)線損提供了可推廣、可復(fù)制的典型經(jīng)驗(yàn)，為建立和應(yīng)用統(tǒng)一規(guī)范的三相平衡全過程管理提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。

作者:王紀(jì)旋 王文林 單位:合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院 國網(wǎng)安徽省電力有限公司黃山供電公司