10kV配电网降损节能和改善电压质量的途径

10kV配电网降损节能和改善电压质量的途径摘要：本文针对农网基础薄弱、供电半径大、负荷不稳定和功率因数低的现状，介绍了如何选用自动调压器（SVR）降损节能和改善10kV远距离线路末端电压质量的方法，并对自动调压器的构造和特点作了简单介绍。关键词：10kV配网电压质量降损调压器1引言对于电力企业，降损节能和提高电能质量是我们一直追求的目标，广大农村经过几年大规模的电网建设与改造，10kV以及农村低压电网已得到极大的改善，绝大部分配电变压器由高损耗更换为低损耗变压器，提高了供电质量。但是因农网改造资金有限，尤其是部分偏远地区超供电半径的问题，不可能采用大量的高压配网布点的途径解决，存在一定数量供电半径超过国家规定的远距离线路，末端电压难以保证，功率因数达不到要求，线损较大。随着我国经济的飞速发展，广大农村用户对用电质量要求越来越高，提高电能质量迫在眉睫。最近，国家要求加快技术进步，用3年左右的时间，建设资源节约型社会要迈出实质性步伐，自动调压器和自动无功补偿装置作为应用性产品应投入电网运行。2馈线自动调压器的原理和结构自动调压器是一种可以自动跟踪输入电压变化而保证恒定输出电压的三相自耦式变压器，它可以在20％的范围内对输入电压进行自动调节。由于农村电网线路长、线损大、负荷分布广、分支线多，用电负荷随昼夜、季节变化较大，因此在线路中端或者是线路的2/3处安装自动调压器可以使整条线路的电压质量得到保证；对负载较重的线路，负荷较大引起线路压降大，在线路中端加装自动调压器也可以改善整条线路的电压质量；对于目前仍采用无励磁调压，不太可能在短期内全部更换的情况，自动调压器也可安装在变电所主变压器出线侧，实现有载调压。（1）特点：①自耦式调压结构，装置容量大、体积小，可以在线路的双杆之间架设；②自动跟踪输入电压变化调整输出电压，电压调整精度高，动作可靠，可以保证用户电压要求；③调压控制器控制工作采用工业级控制芯片，可靠性高，抗干扰能力强，可以适应户外恶劣环境；④用户可以根据运行要求调整输出电压基准、调整动作方式和动作延时，灵活方便。⑤设有档位、中间档、最高和最低档显示，并可以显示输出电压、线路电流和设定值。⑥利用上下限位信号进行调压动作闭锁，防止各种方式下可能出现的误操作，结构简单，便于维护与安装。⑦具有遥信、遥控、遥调、遥测等4遥功能。（2）结构：馈线自动调压器由主回路和调压控制器组成，其主回路由两部分组成：三相自耦式变压器和三相有载调压分接开关。①自耦式变压器是一种带有三相有载分接开关的自耦式调压变压器，其三相结构原理图如图1所示。整个线圈分为三部分，它们分别是并励线圈、串联线圈和控制电压线圈，另外还可加设电流互感器输出。其中，串联线圈是一个有多个抽头的绕组，这些抽头通过分接开关的不同接点串联在输入与输出之间，它是用来调节输出电压的绕组；并励线圈为自耦变压器的公共绕组，它可以产生传递能量的磁场；控制电压线圈绕在并励线圈上，作为并励绕组的次级来提供控制器和电机工作电压以及输出测量用电压。考虑到运行范围的大小和控制精度要求，控制电压线圈也设定不同档位来校正不同变化范围的输出偏差。图1自耦式变压器三相结构原理图有载分接开关是可在带负载的情况下转换接点的开关。在自动调压器中，串联绕组的抽头接在分接开关的不同接点上，通过转换分接开关的接点可以调节变压器变比改变其输出电压。根据不同的调压要求，一般有载开关的档位设为7、9档两种，用户可根据实际的调压要求进行选择。②SVR－CL2自动调压器控制器（以下简称控制器）主要用来控制有载分接开关与有载调压器组成的自动调压系统。控制器作为一种自动控制装置通过有载分接开关附带的电动操作机构来控制有载分接开关的切换操作，实现有载调压的自动控制。控制器设有欠压、过流保护功能，以确保有载分接开关的安全操作。控制器可通过轻触按键进行整定电压、延时时间、日动作次数、每次动作间隔等参数的设置。控制器可显示取样电压、电流、操作次数及分接开关分接头的位置等。控制器有着完善的接口，可输入BCD码（触点容量：AC0.5A120V或DC28V）及输入远动信号（无源触点），实现有载分接开关的有触点的远端监视与控制，也可通过RS485通信接口与上位机（本机附带有上位机监控软件）通信进行遥控、遥测、遥信，实现有载分接开关的无触点的远端监视与控制。（3）有关选择方面应注意的问题：调压器的容量：可按其安装地点后端的配变容量总和，考虑留有适当的裕度K来选择，其中K=1.2～1.5。调整范围：可根据线路电压实际情况确定，通常有3种调压范围，0％～20％、－5％～＋15％、－10％～＋10％，如无特殊要求，一般选择范围为－10％～＋10％。安装地点：主要考虑负荷分布情况，一般在线路1/2或2/3处，还要考虑安装地点地理环境，以及方便运行维护等因素。（4）调压器的损耗：调压器也是耗能电器设备，但一台2000kVA容量的调压器，耗能仅为3.8kW，与它带来的企业经济效益和社会效益相比，是很小的，可忽略不计。3自动调压器和自动无功补偿装置在系统挂网运行中的情况自2003年以来，我局系统相继在宁强、麟游、镇巴、太白等偏远山区17条长线路安装自动调压器，功率因数较低的线路安装自动无功补偿装置与自动调压器配合使用，挂网运行一年以来，取得了明显的效果。例如，陕南山区一条线路，长度为43km，原来末端用户电压只能达到180～190V，线损率为9.5％，2003年5月份，我公司投资25万元，安装一台2000kVA调压器和300kvar自动无功补偿装置后，末端用户电压达到220～230V，线损率下降为5.7％，年少损电量70000多kW·h，折合人民币3.5万元，取得了良好的效果，达到了预期的目的，而且随着售电量的增长，降损节能的效果会更好。4结束语自动调压器（SVR）的研制成功，使我们能够在资金不足的情况下，投资少量的资金，改善用户电压质量，获得较大的社会效益，自动调压器和自动无功补偿装置配合使用，能够达到降损节能的目的，以提高企业经济效益。由于自动调压器这一新设备目前还未得到广泛的认识，在选择和使用维护中存在一些不当的地方，例如，调压范围不符合实际、安装地点不合适以及运行维护不到位等，希望引起使用部门的注意。另外制造厂家还要定期回访，征求使用单位的意见，及时处理使用中出现的新问题。利用10kV自动调压器和无功自动补偿装置降低线损郅建杰山西省电力公司农电工作部山西太原（030001）摘要：该文主要针对10kV左杨线，由于供电半径大，功率因数偏低，无功补偿不合理、线损较大等问题，提出了利用10kV自动调压器和无功自动补偿装置，进行降损节能。关键词：10kV馈线；电压质量；自动调压器；无功补偿装置；线损引言随着农村经济的迅速发展，农网的用电量日趋增大，农网一、二期改造的完成，使农网的供电质量、供电能力得到很大改善和提高。但是随着季节、昼夜的变化，供电距离远近等因素的影响，导致电压波动很大。个别线路还存在着功率因数偏低，无功补偿不合理、线损较大等问题。为了改善线路供电质量，提高功率因数，平衡无功，降低线损，在左杨线安装了10kV自动调压器和无功自动补偿装置。根据线路的电压、无功、功率因数等参数，调压器和无功补偿装置自动调节电压和补偿无功，达到节能降损、提高经济效益的目的。1左杨线现状左杨线:线路全长44.268km，其中:主干线13.828km/LGJ-95,秀女村支线13.62km/LGJ-95，北杏庄支线16.82km/LGJ-50,供电半径14.5km;共有配变8590kVA/59台,其中:自备变7480kVA/37台,公用变1110kVA/22台,低压台区分表数量共计1118块,其中动力表60块,照明表1058块(台区明细表附后),平均力率0.8以下,最大负荷2.4MW,年供电量23.25GWh,年售电量20.06GWh,线损率13.72%。左杨线线路长、供电半径大,大部分负荷分布在线路后半部分,主干线83#杆以前基本没有负荷,所有线路末端电压较低,受电电压大约8.5kV~9kV之间。该线路经常性的负荷电流为200A，经常性的功率因素为0.82，系统无功功率为740kvar。2SVR自动调压器的设计方案10kV左杨线负荷分布不均匀，大部分负荷集中在线路后段，负荷重，导致末端电压大约在8.5~9.0kV；因此在左杨线的秀女村支线16#处、北杏庄支线27#处同时加装SVR馈线自动调压器。2.1选用馈线自动调压器SVR的原则a）额定容量：须保证选用的SVR的容量大于SVR安装处线路所有配电变压器的容量之和。一般取配变容量之和的1.2～1.3倍，容量宜大不宜小。b）调压范围:根据安装点过压和欠压情况选择调压范围，若安装点过压或欠压大小基本相同，例如过压到11kV，欠压到9kV，建议安装±10%调压范围。若安装点过压最大到10.5kV，欠压到8.5kV，建议使用-5～+15%的调压范围，若安装点电压任何时候都不高于10kV，欠压可达8kV建议安装0～+20%调压范围。c)档位:决定调压的精确度，若选用7档，则每调一档电压变化333V，若选用9档，则每调一档电压变化250V，建议额定容量在2000kVA或小于2MVA的调压器，选9档或7档，在2MVA以上的调压器选7档。d)安装地点:一般可选在长线路中间或后面（2/3处）。2.2在秀女村支线选择SVR馈线调压器在秀女村支线16#处安装SVR馈线调压器一台，安装点距离变电站大约15km，该处电压为9.1kV,安装点之后配变总容量2.71MVA，其中：农用配变容量为0.29MVA，其余的为煤矿、焦化用电，负荷基本稳定。因此，选择的调压器容量为3MVA，调压范围为：-10%-+10%，档位：7档。2.3在北杏庄支线选择SVR馈线调压器在北杏庄支线27#处安装SVR馈线调压器一台，安装点距离变电站大约16km，该处电压为8.5kV,安装点之后配变总容量3.2MVA，其中：农用配变容量为0.1kVA，其余的为砖厂、煤矿、焦化用电，负荷基本稳定。因此，选择的调压器容量为4mVA，调压范围为：-5%~+15%，档位：7档。3DWK-12户外高压无功自动补偿装置的设计方案线路经常性的有功功率P=1.732×10×200=3464kVA要将线路功率因素从0.82提高到0.9,需要补偿的电容器容量为740kvar，根据线路的特点，选择安装2台设备。3.1补偿容量的确定对于线路无功补偿,设为补偿前功率因数,为补偿后功率因数。根据无功补偿计算标准公式，可得出线路需要补偿的无功量。3.2补偿位置的确定根据提供的线路现状图,补偿的位置要根据配网的方式和无功潮流分布情况设计确定。3.3秀女村支线无功自动补偿装置的选择因秀女村支线重负荷大都在线路的后端，所以安装点的选择相应靠前,在秀女村支线16#处SVR馈线调压器之前，安装户外高压无功自动补偿装置1台，因为该支线需要补偿的电容器容量大约为260kvar，采用1静（50kvar）+1动（200kvar）的补偿方式，可根据无功的变化量自动选择组合的方式，达到补偿的理想效果。3.4北杏庄支线无功自动补偿装置的选择北杏庄支线重负荷大都在线路的中后端，所以安装点的选择相应靠前,在北杏庄支线20#处安装户外高压无功自动补偿装置1台，因为该支线需要补偿的电容器容量大约为480kvar，采用1静（50kvar）+1动（150kvar）+2动（300kvar）的补偿方式。装置共有4个等级，50，200，350，450。可根据无功的变化量自动选择组合的方式，达到补偿的理想效果。4节能效益预测4.1调压器安装调压器之前线路的有功损耗为ΔP=3I2R在视在功率不变的情况下，安装调压器以后线路的电压会升高，电流会减小。安装调压器之后有功损耗变为ΔP′=3I2′R安装SVR前后线路减少的有功损耗为在秀女村支线输电线路是LGJ-95,安装点离变电站15km,调压器升压范围10%,安装点之后配变总容量2710kVA。所以安装SVR后线路减少的损耗为：在北杏庄支线安装点离变电站15.22km,其中13.62km输电线路是LGJ-