平衡低压

平衡低压（精选八篇）

平衡低压 篇1

在前几年的农网改造时, 对配电台区采取了诸如增添配电变压器数量, 配电变压器放置在负荷中心, 缩短供电半径, 加大导线直径, 建设和改造低压线路, 新架接户线等一系列以降损为标准的技术改造, 也收到了很好的效果。但是个别台区线损率仍然很高, 对此现状, 我们做了认真的实地调查、分析和总结。其原因:一是前期电网改造工作, 由于资金少, 时间紧, 对于有些台区只是作了小范围的改造, 没有按照标准设计, 也没有按照标准施工, 出现了一些不合格工程, 形成了一些先天畸形的配电台区。如:网架结构不合理, 存在很大部分的单相二线制供电, 线径达不到发展要求。施工人员三相负荷平衡观念不强, 施工时, 不考虑负荷平衡因素, 接户线接线随意性太大, 形成了改造完就三相不平衡的客观事实。二是认为改造完了就是完事大吉, 没有关注配电台区后期三相平衡管理。仍有一些台区供电采取单相二线制、二相三线制, 即使采用三相四线制供电, 由于每相电流相差很大, 使三相负荷电流不均衡。从理论和实践上分析, 也会引起线路损耗增大。三是没有认识到客户内部负荷变化, 对三相不平衡管理的影响。随着农村经济飞速发展, 农民生活水平迅速提高, 尤其是农网改造完成及“同网同价”实施后, 居民客户除照明电器增多外, 大量的中、高档、大功率的家用电器进入寻常百姓家, 例如电饭煲、电磁炉、电水壶、电炒锅、电热水器、电取暖器、空调器、小水泵等, 单台容量大多数在800~2000kW, 都是采用单相 (220V) 电源, 单相负荷激增;而另一方面, 随着工商业的发展, 个体加工业剧增, 如:馒头机、饼机、单相电磨纷纷涌现。现在一般农村单相负荷已占总负荷的70%以上, 富裕地方达到90%以上, 经济较差的农村也占到50~60%。在单相负荷用电量极大增长的情况下, 若不注意三相平衡, 可能使低压电网的三相不平衡度过高, 电网技术状况很差。

2 三相负荷不平衡的危害

三相负荷不平衡的危害很多, 我们只从两个方面来加以说明:对供电企业的影响:现阶段供电企业实行直管到户, 低压电网损耗大, 将降低供电企业的经济效益, 甚至造成供电企业亏损经营。抄表电工承包台区线损, 线损管理实行奖罚, 罚的多奖的少, 必然影响抄表电工情绪。三相不平衡严重时可导致, 变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏, 一方面增大供电企业的供电成本, 另一方面停电检修、长时间停电, 少供电量, 既降低供电企业的经济效益, 又影响供电企业的声誉。对用电客户的影响:三相负荷不平衡, 一相或两相畸重, 必将增大线路中的电压降, 降低电能质量, 影响用户的电器使用。严重时可出现变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏, 影响用户供电, 轻则带来不便, 重则造成较大的经济损失, 中性线烧断还可能造成用户大量低压电器被烧毁的事故。

3 平衡低压台区三相负荷的措施

3.1 抓好低压台区三相平衡工作, 首先是要领导重视, 成立以生产技术、用电营销为主的工作领导小组, 把此项工作做为节能降损的重点。其次是提高员工素质和责任心, 要培养员工有较强的业务能力, 又要有敬业精神。再次是要为营销人员和具体台区负责人配备专用测量仪器仪表, 为三相负荷平衡工作提供思想上的、精神上的、物质上的准备。做到从制度上、从技术上、从管理上齐抓共管。

3.2 坚持就地平衡或就近平衡, 向精细化管理要平衡。要求生产部门在生产过程中, 要把平衡负荷作为第一要务, 对单相用电户要均衡地分配到三相上;对较大户, 要实现客户内部三相平衡;要摸清客户的单相动力负荷接在哪一相, 参与调整。

3.3 实行台区供电分相考核管理。前提是对所有配电台区线损实行承包管理, 在台区配电屏内安装分相考核表 (采用三个单相表计量, 杜绝使用三相四线制表考核, 其理由就是能直接反映配电台区负荷分配情况, 要求营销人员每月要结合台区供电情况, 填写台区负荷调查表, 此表的意义在于完全反映配电台区负荷分布在三相上的基本比例, 为三相平衡管理提供基本的参考依据。

3.4 实行配电台区线损率分户管理, 前提是做好接线基础记录和电量抄录记录, 要求在表卡上反映出每户所在有相位, 结合售电系统链接计算出每相用电量及线损率, 并打印台区分相线损统计表, 此表的意义在于较为直观地反映配电台区每相上每月损失率多少。为线损分析和拟定平衡方案及防窃防漏管理起到决定性的作用。

3.5 关注负荷变化。随着用户负荷增加或季节变化, 及时调查、规划、实施, 不断提高三相负荷平衡度。配电变压器出口处的负荷电流不平衡度应小于10%, 中性线电流不应超过低压侧额定电流的25%, 低压主干线及主要分支线的首端电流不平衡度应小于20%。所以, 要勤观察、多测量。在做好就地、就近平衡的基础上, 勤观察台区负荷的变化, 根据不同台区的负荷变化特点, 从中找出规律性的东西, 制定平衡调整方案。

3.6 三相负荷严重不对称, 中性点电位就会发生偏移, 线路压降和功率损失就会大大增加。所以, 要充分认识到低压台区负荷的复杂性, 不能只从电阻性负荷来考虑。要研究台区内部电阻性、电感性和电容性负荷比例, 合理调整电流分布, 最大限度减少零序电流。

3.7 加强楼区内部负荷平衡管理。目前农村实施的城镇化建设在全国轰轰烈烈地开展, 小区楼群蒸蒸日上, 这也是供电企业抓三相平衡的新课题。一是抓好小区外网供电平衡问题。二是要重视小区内部供电负荷分配的平衡问题。通过实践发现, 楼层较好居住的往往都是家庭较为富裕的客户, 家用电器也比较多, 综合用电能力也较高, 这就形成了内部负荷三相不平衡的特殊因素, 所以要细心摸索, 合理调整, 即保证了平衡, 又保证了电能质量和客户用电安全。

3.8 加强对楼区一层用电的综合管理, 旨在解决单相大负荷接线问题, 达到就地平衡。供电部门要结合城镇建设规划, 为建设单位提出设计要求, 新开发楼群一层全部采用三相入户。一是满足客户用电需求, 二是满足三相负荷就地平衡的基础条件。

摘要：农村低压电网改造后低压电网结构发生了很大的变化, 电网结构薄弱环节基本上已经解决, 低压电网的供电能力大大增强, 电压质量明显提高, 大部分配电台区的低压线损率降到了11%以下, 但仍有个别配电台区因三相不平衡等原因而造成线损率居高不下, 给供电企业管理上造成较大的困难、经济上造成很大的损失, 下面针对这些情况进行分析和探讨。

关键词：低压电网,改造,低压电网结构,变化

参考文献

平衡低压 篇2

关键词：变电站；倒送电；母线平衡率

中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）9-0096-01

1 变电站低压出线倒送电供电量及母线平衡率统计

的背景分析

社会经济的发展使得用电量不断增加，变电站会面临电力供应紧张的情况，为保证用电安全，电力部门采取多种措施来保证供电，以减少用户的停电时间。在变电站中，高压侧110 kV母线只有一个回路电源来供电，这就使得电源的量比较薄弱，在出现电源停电时，有可能整个变电站会停电，从而影响整个区域的用户都会受到影响。为了减少该种电源停电带来的影响，在变电站电源停电或者是变电站内线路开关之前的设备检修进行停电检修时，10 kV的母线可以正常带点运行，在不影响检修工作的前提下，可以采用一些保护措施来保证用户的供电。

在出现电源停电时，变电站使用的方法是将没有停电变电站的一条10 kV的线路和停电变电站的一条10 kV的线路予以连接，再将另外一个变电站的10 kV的电力通过已经连接的两条线路输送到停电变电站的10 kV的母线上，然后再通过10 kV的出线来将电能输出。这样一种连接方式能够有效的保证用户用电的安全和稳定，也在某种程度上加大了变电站区域内的供电量，能够实现一种用户和供电部门的双赢效果。这种供电保护方案的应用，会产生一些因为线路倒送电所带来的供电量和母线平衡率等相关数据信息的统计问题，这些问题的解决对于供电量的维持以及变电站的运行的稳定等都有着重要的作用。

2 倒送电供电量以及母线平衡率的问题分析

采用倒送电形式来解决电源停电的问题时，对于供电量以及母线平衡率的统计分析要综合考虑该区域内变电站的数量，可以用来进行倒送电的设备和线路等。每个月统计变电站的供电量以及母线的平衡率，并且统计该地区的供电量。我们在变电站安装的电能表有些是只有单向记度功能的止逆式机械表，完成供电量以及母线平衡率的统计工作还需要大量的人工。当变电站正常运行时，它的供电量和母线平衡率在每月抄表时可以根据电表数值直接计算，变电站的电量为某一电量或者是各个出线电量的总和。母线平衡率所指的是电量和各个出线电量之和之间相差的程度，它是电量计量管理中所要考核的重要指标之一。

地区供电量所指的是变电站供给区域内的用电电量，是该地区内的各个出线电量的总和。地区内变电站的一些10 kV的出线会有供其他区域使用的情况，因此，会出现一些供电量与区域内变电站供电量之和不完全一致的情况。在采用低压出线倒送电的形式来保证供电持续和稳定时，变电站的各个电能表都是能够正常运行的，变电站的供电量以及母线平衡率都可以依据正常的运行方式来计算相关数值，不会受到供电形式的影响。但是对于接受供电的变电站而言，可能出现电能表停止的情况，电能表的显示与总电能之间存在一定的差异，并且母线是不平衡的。就地区供电量而言，在保电期间内，供电变电站的电能计算已经包含了被供电变电站的电能量，在依据变电站正常运行状态下的计算方式来计算其电能和母线平衡率时会出现重复计算的现象。而这类变电站的总供电量以及母线平衡率的计算，给变电站带来的重要问题是，既要保证计算的准确性又不会对其他变电站电量的统计产生影响。

3 当前统计中存在的一些问题

在变电站的供电量以及母线平衡率的统计中，常用的做法是在停电变电站的统计中采用51PT或者是通过短接各个出线CT二次回路的方式来使电能表暂时停止运行。这种方式能够使其他供电区域的电能表也暂时停止运行，从而使得电量无法被记录，使得其他区域的电量统计不够准确。

在进行统计时，如果只是对本地区用电的各个出线电能表采用断开电压的二次回路或者是短接CT二次回路的形式，能够使变电站的电能表暂时停止运行，对于其他地区供用电的各个出线电表不会产生影响，使其能够正常的运行，从而不影响其他地区的电量统计。这种方式能够不对其他地区电量统计产生影响，保证其电量统计的正确性，但是停电变电站母线平衡率的统计计算会无法顺利实现。这样一种统计方式存在一些不足和问题，在停用51PT的情况下，会使得继电保护器也被停用，使得线路运行的保护被中断，给用电安全带来诸多的隐患。而在转供电之前进行短接CT二次回路并且使供电恢复正常的情况下还要再接上CT的二次回路以使电表恢复正常的运行。这样一种电能表恢复正常运行和线路恢复正常运行之间会存在一定的时间差，从而可能造成因人为因素而产生的母线不平衡现象。在具体的操作中，由于操作不当等也会发生一些人为事故，从而带来诸多的安全隐患。

在解决该种供电量及母线平衡率的统计问题中，有些人提出将各个出线电能表换成双向计费表来简化该种统计，但是，双向计费表统计的是正反向的电能，无法为供电量以及母线平衡率的统计提供有效的参数和依据。

4 改进措施分析

在问题的分析中我们发现，要从根本上解决供电量以及母线平衡率的准确统计问题，确保供电期间变电站各出线的实际供电量，显得非常重要。将停电变电站供电方式变更前后的各个出线电能表的电度数及时的抄录，以此为依據进行计算能够有效的解决问题。对于电能表月初、月末的读数进行及时的抄录，并且进行比较计算，从而有效的统计出各条线的供电量，忽略一些保供电期间各个出线电能表的电量，实现对变电站供电量和母线平衡率的有效统计分析。这样一种方式，能够实现对本地变电站电量的统计，同时也不会影响其他地区变电站供电量统计的准确性，使得统计过程变得更为简单易操作。

统计方式的改进，应当从简单易行的角度出发，不断完善统计方式，采用两次抄表的方式，可以在很大程度上简化具体的操作步骤，使得统计和计算更为简单，也能够有效避免一些安全事故的发生。在具体操作中，我们还应该进行必要的改良，以更好的保证统计结果的准确性，从而更好地完成统计分析工作。

5 结 语

变电站承担着电力供应和用电安全的责任，就当前电力供应情况、电网结构形式而言，很可能会造成供电量以及母线平衡率统计的一些问题。从供电站的组织结构形式出发，对供电线路等进行必要的调整，对于统计进行必要改良，保证统计的准确性和有效性。

参考文献：

[1] 朱燕，任玉兰，赵文元，等.母线电量平衡分析系统在发电厂的研究与应用[J].内蒙古科技与经济，2013，（5）.

[2] 谢洁树.变电站低压出线倒送电供电量及母线平衡率的统计[J].水利电力机械，2007，（12）.

[3] 郭东玉.母线电量不平衡率超标分析[J].科技创新与应用，2013，（33）.

平衡低压 篇3

随着电力系统的发展,低压配电网的三相不平衡问题越来越突出[1],在高压电网中,因负载一般都是三相生产负载,三相负荷基本平衡,但是在低压电网中,是三相生产用电与单相生活负载混合用电的供电网络,而且配网中用电客户以单相居民客户为主,所以单相负荷接入的情况正在整个供电系统中占有很大的比例[2],因条件和资金限制,单相低压供电线路延伸过长,再加上单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入及单相负载用电的不同时性等客观原因,在配电网中极易造成配电台区三相负荷分配不均衡,这就给低压配电网的安全、稳定及经济运行带来较大的负面影响,因此需要通过采取管理和技术手段,实现对三相不平衡情况的自动调节,降低三相不平衡度,减少电压降落,改善供电电压治理,降低线损。

1 三相不平衡调节原理

1. 1 三相不平衡度

电力系统中所描述的低压配网的三相不平衡主要是指三相负荷不平衡的现象[3],所以负荷电流三相不平衡度一般定义如下:

其中 βx为x相的不平衡度; Imx为x相的最大电流; Iav为三相电流的平均值。

1. 2 智能换相开关

智能换相开关又称相间负荷转移型智能开关,通过短距离无线采集模块与主控开关管理服务器组网运行,将工作电压、负荷相序、负荷电流等数据上传至主控单元或配变终端,并接受主控单元的换相控制指令,进行负荷相内转移调整,具有电流、电压过零点快速投、切转换的工作特性,快速实现负荷的转移,从而实现三相负荷之间的重新分配和调整,实现电网不平衡电流治理。

1. 3 三相不平调节

对于低压三相不平衡治理,除了在前期线路建设规划时尽量科学、合理的分配单相负荷的接入,还需要从技术上实现三相负荷的实时监视并自动进行调整[4],在运行过程中动态实现负荷的转移及调整,即建立三相平衡监控系统,实现三相不平衡监测、控制与优化。

三相平衡监控系统根据低压配电网接线方式、台区负荷及用户分布情况选择一定数量的单相负荷分别安装换相开关,该部分负荷作为可调节负荷。在变压器低压侧每回出线处安装控制终端,实时采集监测此回出线三相运行情况,根据采集的数据进行计算平衡度。当控制终端监测到三相不平衡率超过设定数值时,控制终端轮检一遍台区下开关状态,根据可控开关运行情况,进行一系列的控制策略分析,如选择最优动作开关、校验是否满足时间、人工设置等动作条件以及计算调整之后三相平衡率等。满足动作条件则发出控制信号,通过控制终端对指定换相开关进行换相控制,将重载相负荷转移到轻载相上,实现三相负荷平衡。

2 三相不平衡控制策略

2. 1 起调判据

在实际工程应用中,主控单元无需实时检测三相负荷状态及对其操作,一般以定时检测的方式进行,定时时间最小为5 min或者其整数倍,可以按照实际需求及现场负荷波动情况灵活配置,在调节时,确定是否需要进行调节的判据主要如下:

a) 平均电流Iav大于设定值Inav;

b) 相间最大电流差值Iw大于设定值Inw;

其中两个判据必须同时满足时才对三相负荷进行转移调节,否则需要等待下一个调节周期再进行判断,假设变压器出线侧三相电流分别为Ia、Ib、Ic,则Iav和Iw计算方式如下:

Inav的选取一般根据变压器容量及其负载率来确定,如100k VA配电变压器的10% 负载率( 15 A) ; Inw的选取一般也是综合变压器容量及其允许的不平衡度来确定,如100 k VA配电变压器额定运行15% 不平衡度( 20 A) 。

2. 2 负荷转移原则

在进行三相不平衡调节时,总体调节原则是在综合考虑控制单元所属的所有换相开关目前的相位及其负荷信息的基础上,以动作开关数量最少实现最优的负荷转移,在负荷转移时,优先选取负荷最接近待转移负荷的换相开关进行调节。

在判断负荷接近程度时,需要按照负荷接近原则进行判断,只针对单相负荷大于待转移负荷的情况,计算接近的方法是选定一个误差Itq,当单相最大负荷和待转移负荷的差的绝对值小于选定的误差Itq,单相负荷小于待转移负荷则选取换相开关负荷最大相。

2. 3 控制逻辑

为了保证调节的可靠性,在进行起调判据判定及生成具体的控制策略时所有的参考数据必须取自同一时间断面,即保证变压器三相出口电流及个换相开关的相位及负荷等数据必须取自同一时刻,进入处理进程后,首先判断Iav、Iw与Inav、Inw关系是否满足起调的条件,如果Iav> Inav及Iw> Inw这两个判据同时满足,开始进入下一步的控制策略分析及控制,否则直接返回等待下一个调节周期。

当起调判据同时满足时,分别计算三相需要转移的负荷Itx,其计算公式如下:

A相待转移负荷:Ita=Ia-Iav

B相待转移负荷:Itb=Ib-Iav

C相待转移负荷:Itc=Ic-Iav

然后根据Itx的值进行控制策略的生成,最终根据生成的控制策略控制确定换相开关及其目标相位进行负荷转移,从而实现三相负荷的重新平衡,整个系统的三相不平衡调节逻辑框图如图1 所示。

2. 4 控制策略

低压三相负荷不平衡调节的重点在于如果根据实际的运行情况生成合理且最优的负荷转移方案,选择合适的开关组合,在动作开关数量最少的情况下实现负荷的最优调节,使得系统实现新的三相负荷平衡。

在进行负荷转移控制时,首先需要根据目前所属换相开关的相位状态将其进行分类,形成A、B、C三相负荷原始队列,队列里包含换相开关身份标识及其负荷情况; 然后再需要根据Itx的符号来确定负荷的转移负荷,当Itx> 0 时对应的负荷相需要转出负荷,Itx< 0 则对应的负荷相需要接收负荷,在实际工程应用中,Itx= 0 的情况当作Itx< 0 来考虑,即对应的负荷相需要接收负荷,其期待接收的负荷大小为0; 因此三相不平衡调节共有两大类负荷转移情况,第一类为一相向两相转移( A→BC/B→AC/C→AB) ,第二类为两相向一相转移( AC→B/AB→C/BC→A) 。

1) 一相向两相转移策略

以C相负荷需要分别转移至A、B相为例,在控制策略运算时,实现使Itat= Ita、Itbt= Ib,然后执行如下步骤:

第一步: 判断Itat、Itbt是否均小于Itq,是则转到第八步; 否则转到第二步;

第二步: 查找C相原始队列,找出Imax;

第三步: 判断Itat是否大于Itbt,是则转到第四步,否则转到第六步;

第四步: 判断Imax是否大于Itat,是则转到第五步,否则将Imax对应的换相开关加入到A相队列,同时将该换相开关从C相原始队列删除,并置Itat= Itat- Imax,返回第一步;

第五步: Itat与Imax接近范围是否满足接近范围Itq的要求,满足则将Imax对应的换相开关加入到A相队列,同时将该换相开关从C相原始队列删除,置Itat= 0,返回第一步; 不满足则将将Imax对应的换相开关从C相原始队列删除,返回第一步;

第六步: 判断Imax是否大于Itbt,是则转到第七步,否则将Imax对应的换相开关加入到B相队列,同时将该换相开关从C相原始队列删除,并置Itbt= Itbt- Imax,返回第一步;

第七步: Itbt与Imax接近范围是否满足接近范围Itq的要求,满足则将Imax对应的换相开关加入到B相队列,同时将该换相开关从C相原始队列删除,置Itbt= 0,返回第一步; 不满足则将将Imax对应的换相开关从C相原始队列删除,返回第一步;

第八步: 策略生成结束,A、B相动作队列所包含的换相开关对象就是从C相需要转移至A、B相的组合;

至此,负荷转移策略结束。

2)两相向一相转移策略

以BC相负荷需要转移至A相为例,在控制策略运算时,实现使Itbt= Ib、Itct= Ic,然后执行如下步骤:

第一步: 判断判断Itbt是否小于Itq,是则转到第二步; 否则转到第三步;

第二步: 判断判断Itct是否小于Itq,是则转到第七步; 否则转到第五步;

第三步: 查找B相原始队列,找出Imax,并判断Imax是否大于Itbt,是则转到第四步,否则将Imax对应的换相开关加入到A相队列,同时将该换相开关从B相原始队列删除,并置Itbt= Itbt- Imax,返回第一步;

第四步: Itbt与Imax接近范围是否满足接近范围Itq的要求,满足则将Imax对应的换相开关加入到A相队列,同时将该换相开关从B相原始队列删除,置Itbt= 0,返回第一步; 不满足则将将Imax对应的换相开关从B相原始队列删除,返回第一步;

第五步: 查找C相原始队列,找出Imax,并判断Imax是否大于Itct,是则转到第六步,否则将Imax对应的换相开关加入到A相队列,同时将该换相开关从C相原始队列删除,并置Itct= Itct- Imax,返回第二步;

第六步: Itct与Imax接近范围是否满足接近范围Itq的要求,满足则将Imax对应的换相开关加入到A相队列,同时将该换相开关从C相原始队列删除,置Itct= 0,转到第七步; 不满足则将将Imax对应的换相开关从C相原始队列删除,返回第二步;

第七步: 策略生成结束,A相动作队列所包含的换相开关对象就是从B、C相需要转移至A相的组合。

至此,负荷转移策略结束。

3 案例分析

3. 1 案例现有条件

在特定时间断面上,统计单元现有Ia= 5 A,Ib= 20 A,Ic= 50A,统计单元所属换相开关总数为20 台,编号分别为1 至20,且Inav= 15 A,Inw= 20 A,换相开关目前的状态及电流值如表1 所示。

3. 2 起调判据满足情况

通过计算得Iav= 25 A,Iw= 45 A,所以Iav> Inav且Iw> Inw,故需要进行调节。

3. 3 负荷转移方案

Ita= - 20 A,Itb= - 5 A,Itc= 25 A,故It计算结果是两负一正,按照一正向两负转移的原则,需要将C相负荷相A、B相转移。

3. 4 控制结果

通过计算,策略决策结果如下: 需要从C相切换到A相的开关编号为9、12、6; 需要从C相切换到B相的开关编号为10,即A相从C相得到的负荷为10 + 6 + 4 = 20 A,B相从C相得到的负荷为5 A,负荷转移后换相开关状态及电流值如表2 所示。

调节后,各相的电流分别为:Ia=20 A+5 A=25 A,Ib=5 A+20 A=25 A,Ic=50 A-5 A-20 A=25 A,达到新的平衡。

5 结束语

在我国低压配电网系统中,由于单相负荷用户接入的不可控增容、单相大功率负载的接入及单相负荷接入不同时性等因素的存在[5],使得低压配电网三相不平衡问题在保障系统的可靠、经济运行中的影响较为突出,特别是农村低压配电网系统中表现尤为明显,这就导致变压器损耗加大、低压配电线路线损增加以及导致用户侧出现压降等,严重者甚至可能造成事故,影响系统的安全、可靠及经济运行[6],国家电网公司目前已经提出了加大低压配电系统低电压综合治理的战略,而在低电压治理的诸多解决方案中,低压三相负荷不平衡的治理是其中的重要环节,即根据低压配电网接线方式、台区负荷及用户分布情况选择一定数量的单相负荷分别安装换相开关,该部分负荷作为可调节负荷,核心控制单元定时对线路三相负荷情况进行监测及判断,当三相不平衡度超过设定的范围时,按照负荷转移相关原则对系统负荷转移策略进行运算,得到最优控制策略并控制换相开关进行负荷转移,换相开关采用的是先进电力电子技术,能快速实现在电流或者电压过零点进行换相操作,实现负荷的平稳转移,从而实现负荷的重新分配,在新的平衡状态下继续运行,从而保障了低压配电系统的安全、可靠、经济运行。

参考文献

[1]田一焜.农村低压电网三相负荷不平衡运行的危害及其防范措施[J].科技展望,2014,24(18):28.

[2]肖万骏.单相配电技术的研究与应用[D].北京:北京交通大学,2010.

[3]张明,谢珊珊,罗云峰.低压配电网三相负荷不平衡优化模型的研究[J].武汉科技大学学报:自然科学版,2015,41(1):59-62.

[4]张欢.基于用户分类的低压配网三相平衡化降损研究[D].长沙:长沙理工大学,2013.

[5]王彬宇.城市中低压配电网损耗分析与降损技术选择方法[D].重庆:重庆大学,2014.

平衡低压 篇4

我国电网经过“十一五”快速发展, 大部分地区主网架日趋完善, 但配电网发展仍相对滞后, 供电瓶颈依然存在。主配网发展的不平衡以及配电网基础管理相对薄弱, 使得当前大部分地区主网网损基本趋于一个相对较合理水平, 但配电网网损相对较大, 供电企业主要降损空间在配电网网损。目前, 我国城乡配电网大量采用了三相四线制接线方式, 且配电变压器为Y/Y0接线, 存在很多的单相负载, 因此配电变压器及配电线路三相不平衡运行是不可避免的。在这种不对称运行状况下产生的附加损耗也给配电网网损带来不容忽视的影响。下面就对配电变压器及配电网线路在不对称运行状况下运行分别进行线损讨论分析, 给出相关消除影响措施。

1 负荷电流不平衡度概念引入

为便于研究三相不平衡对损耗增加的关系, 现引入负荷电流不平衡度β和功率损耗增加量系数K、三相负荷电流不平衡时线损增加率ρ。

相不平衡度概念:

其中:IФ指的是相电流

Iav———三相平均负荷电流, 且Iav= (IA+IB+IC) /3

IФ= (1+βФ) Iav, IФ由于取值范围为0~3Iav, 所以βФ范围是-1~2, 且存在以下关系:

式中:Punb———三相负荷不平衡时, 单位长度线路上的功率损耗

Pb———三相负荷平衡时, 单位长度线路上的功率损耗

2 配网线路不平衡分析

目前, 我国配电网大多采用三相四线制接线方式如图1所示:

IA、IB、IC、IO分别为三相线路及中性线电流

三相不平衡时, 各相的负荷电流不相等, 就在相间产生了不平衡电流, 这些不平衡电流除了在相线上引起电能损耗外, 还将在中性线和配变上引起损耗, 增加了总的电能损耗。

假定三相四线制线路的单位长度相线电阻为R, 单位长度中性线电阻为2R (一般中性线截面为相线截面的一半)

则三相不平衡时, 相线的功率损耗为:

中性线电流为

中性线上的损耗为

所以线路总损耗为

下面分三种情况讨论三相负荷不平衡时, 线路损耗情况

1) 一相负荷重, 两相负荷轻

假设A相负荷重, B、C相负荷轻, 即βA=β, βB=βC=-β/2

在三相相位对称情况下, 由 (2) 式得中性线电流为:IO=3/2βIb=3/2βI, 由 (4) 式得单位长度线路上的功率损耗:

它与三相负荷平衡时单位长度线路上的损耗比值, 称为功率损耗增量系数, 其值为K,

2) 两相负荷重, 一相负荷轻

在三相相位对称情况下, 由 (2) 式得中性线电流为:I0=3βI。这时, 由 (4) 式得单位长度线路上的功率损耗为:

3) 一相负荷重, 一相负荷轻, 第三相负荷为平均负荷

假设A相负荷重, B相负荷轻, C相负荷为平均负荷, 即βA=β, βB=-β, βC=0

显然, IA= (1+β) I, IB= (1-β) I, IC=I

在三相相位对称情况下, 由 (2) 式得中性线电流为:。时, 由 (4) 式得单位长度线路上的功率损耗为:

比较 (5) (6) (7) 式, 在不平衡度β相等时, K2>K3>K1, 对于三相四线制结线方式, 由此可以得出以下结论:

(1) 三相不平衡时, 线损与不平衡度按照平方关系上升, 最大可高出三相平衡时。

(2) 三相四线制结线方式, 当三相负荷平衡时, 线损量最小;当一相负荷重。两相负荷轻时, 线损量较小;当一相负荷重, 一相负荷轻, 第三相负荷为平均负荷时, 线损量较大;当一相负荷轻, 两相负荷重的情况下, 线损量最大。

(3) 当三相负荷不平衡时, 不论何种负荷分配情况下, 负荷不平衡度越大, 线损增量也越大。

按照规程规定, 不平衡度β不得大于20%。若使β=0.2, 则K1=1.08, K2=1.32, K3=1.11。也就是说, 相对于三相平衡而言, 由于三相负荷不平衡 (且在规程规定允许范围内) 所引起的线损分别增加8%、32%、11%。

下面给出了负荷电流不平衡度β与功率损耗增量系数K的关系曲线 (图2) , 从曲线可以明显的看出β对线损的影响。

3 三相不平衡运行引起变压器损耗

三相电力变压器是按对称运行设计的。正常运行是, 变压器一次侧电源和二次负荷均应对称。但我国城乡配电网大量采用了三相四线制接线方式, 且配电变压器为Y/Y0接线, 单相负荷的存在, 使得配电变压器三相不平衡运行在实际中是不可避免的。

3.1 附件铁损

Y/Y0接线配电变压器采用三铁芯柱结构, 其一次侧无零序电流, 二次侧有零序电流, 因此二次侧零序电流完全是励磁电流, 产生的零序磁通不能在铁芯中闭合, 需通过油箱壁闭合, 从而在铁箱等附件中发热产生铁损。

Y/Y0接线配电变压器零序电阻比正序电阻大得多, 变压器的零序电阻通过实测可以得到, 250千伏安变压器的零序电阻是正序电阻的15倍, 因此零序电流产生的附加铁损较大。

3.2 不平衡运行时绕组附加铜损

配电变压器三相不平衡运行时三相绕组总损耗 (单位千瓦) 可计算为:

三相平衡时, 每相绕组电流为Iav= (IA+IB+IC) /3, 三相绕组总损耗为

三相不平衡带来的附加损耗为:

下面分三种情况讨论:

1) 一相负荷重, 两相负荷轻

假设A相负荷重, B、C相负荷轻, 即βA=β, βB=βC=-β/2

2) 两相负荷重, 一相负荷轻

3) 一相负荷重, 一相负荷轻, 第三相负荷为平均负荷

假设A相负荷重, B相负荷轻, C相负荷为平均负荷, 即βA=β, βB=-β, βC=0

显然, IA= (1+β) I, IB= (1-β) I, IC=I

由 (8) 、 (9) 、 (10) 、 (11) 式可知, 配电变压器三相不平衡运行时, 三相绕组的附加铜耗与三相绕组电流不平衡度的平方呈增比关系, 且三相绕组中, 在出现两相绕组负荷重, 一相负荷轻时, 附加铜耗最大。

4 配网三相负荷平衡措施

4.1 重视低压配电网的规划、设计工作

在配电网规划、建设和改造当中对低压台区进行合理的分区分片供电, 配变布点尽量接近负荷中心, 配电网络的建设要遵循“小容量、多布点、短半径”的配变选址原则。在供电方案批复和供电系统设计时, 认真采集数据, 做好负荷调差与预测, 分析负荷特性, 尽量将负荷均匀分配在三相上。

4.2 在低压配电供电网中, 尽量采用三相四线制供电方式

在对采用低压三相四线制供电的地区, 要积极争取对有条件的配电台区采用3芯或者4芯电缆或者用低压集束导线供电至用户端, 这样可以在低压线路施工中最大程度的避免三相负荷出现偏相的出现, 同时要做好低压装表工作, 单相电表在A、B、C三相的分布尽量均匀, 避免出现单相电只挂接在一相或者两相上, 在线路末端造成负荷偏相。

4.3 积极开展变压器负荷实际测量和调整工作

通过及时的测量配变低压出线和接近用户端的低压线路电流, 便于准确地了解设备的运行情况, 做好负荷的均衡合理分配。

4.4 选择合理的无功补偿方式

通过合理的无功补偿方式, 提高功率因素, 改善电能质量, 降低电能损耗。

5 结束语

低压配电网三相不平衡电流对配电网网损带来的网损是不容忽视的。通过各种手段降低低压配电网三相不平衡电流, 能有效降低配电网网损。在电网企业, 需要从规划、设计、建设、运行等各环节关注和降低系统的不平衡电流, 从而有效地促进低电压配电网的节能降耗。

摘要：低压配电网三相电流不平衡运行在中低压配电网产生的附加损耗。本文通过引入不平衡度, 分析了配电网线路、配电变压器的电能损耗与三相电流不平衡度的关系, 并探讨了降低中低压配电网线损的对策措施。

关键词：配电网,线损率,不平衡度

参考文献

[1]赵全乐.线损管理手册[M].北京:中国电力出版社, 2007.

[2]张弘廷.低压降损的金钥匙:就地平衡降损法[M].北京:中国电力出版社, 2003.

平衡低压 篇5

关键词：配电网,三相负荷不平衡,线损率

目前, 在城乡中广泛采用配电变压器将10 kV电压降压后以380/220 V三相四线制向用户供电。由于所供用户的用电特点不同, 加上负荷变化大等因素, 配电变压器在运行中常出现三相负荷不平衡的情况, 使变压器处于不对称运行状态, 造成变压器的损耗 (包括空载损耗和负载损耗) 增大。同时, 在中性线上也会有电流流过。配电线路三相负荷不平衡则会增大线路的线损。本文采用三相注入电流的方法, 研究了三相负荷不平衡对低压线损的影响。

1 三相负荷不平衡时的线损分析

三相负荷不平衡时, 在线路上产生的不平衡电流除了在相线上引起损耗外, 还将在中性线上引起损耗, 增加了总的损耗。

1.1 各相不平衡度

为了分析三相不平衡程度对线路损耗的影响, 以不平衡度λA、λB、λC表示A、B、C三相不平衡的程度。

$\{\begin{array}{l}\lambda {}_{\text{A}}=\frac{{\rm I}{}_{\text{φ}\text{A}}-{\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}}{{\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}}\times 100\%\\ \lambda {}_{\text{B}}=\frac{{\rm I}{}_{\text{φ}\text{B}}-{\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}}{{\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}}\times 100\%\\ \lambda {}_{\text{C}}=\frac{{\rm I}{}_{\text{φ}\text{C}}-{\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}}{{\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}}\times 100\%\end{array}(1)$

式中:Iav为三相负荷相电流平均值, Iav= (IA+IB+IC) /3;IφA、IφB、IφC分别为各相相电流。因相电流最大可取值3Iav, 最小可取值0, 因此λA、λB、λC的最大值为2, 最小值为-1。

根据式 (1) , λA、λB、λC满足

λA+λB+λC=0 (2)

1.2 各相电流的表达式

根据对称分量法, A相电流$\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}}$的零序、正序、负序电流$\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}0}$、$\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}1}$、$\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}3}$

$\{\begin{array}{l}\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}0}=\frac{\dot{{\rm I}}{}_{\text{a}\text{v}}}{3}(\lambda {}_{\text{A}}+\alpha {}^2\lambda {}_{\text{B}}+\alpha \lambda {}_{\text{C}})\\ \dot{{\rm I}}{}_{\text{A}1}=\dot{{\rm I}}{}_{\text{a}\text{v}}\\ \dot{{\rm I}}{}_{\text{A}2}=\frac{\dot{{\rm I}}{}_{\text{a}\text{v}}}{3}(\lambda {}_{\text{A}}+\alpha \lambda {}_{\text{B}}+\alpha {}^2\lambda {}_{\text{C}})\end{array}(3)$

B相电流$\dot{{\rm I}}{}_{\text{B}}$的零序、正序、负序电流$\dot{{\rm I}}{}_{\text{B}0}$、$\dot{{\rm I}}{}_{\text{B}1}$、$\dot{{\rm I}}{}_{\text{B}2}$为

$\{\begin{array}{l}\dot{{\rm I}}{}_{\text{B}0}=\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}0}\\ \dot{{\rm I}}{}_{\text{B}1}=\alpha {}^2\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}1}\\ \dot{{\rm I}}{}_{\text{B}2}=\alpha \dot{{\rm I}}{}_{\text{A}1}\end{array}(4)$

C相电流$\dot{{\rm I}}{}_{\text{C}}$的零序、正序、负序电流$\dot{{\rm I}}{}_{\text{C}0}$、$\dot{{\rm I}}{}_{\text{C}1}$、$\dot{{\rm I}}{}_{\text{C}2}$为

$\{\begin{array}{l}\dot{{\rm I}}{}_{\text{C}0}=\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}0}\\ \dot{{\rm I}}{}_{\text{C}1}=\alpha \dot{{\rm I}}{}_{\text{A}2}\\ \dot{{\rm I}}{}_{\text{C}2}=\alpha {}^2\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}2}\end{array}(5)$

上三式中:$\alpha =-\frac{1}{2}+j\frac{\sqrt{3}}{2}$

1.3 功率损耗的计算

1) 正序电流产生的损耗。由于正序电流是对称的, 无电流流入中性线。只需考虑其在相线中的电能损耗, 若设相线电阻为R, 则正序电流在相线中的功率损耗为

ΔP1=3I${}_{\text{A}1}^2$R=3I${}_{\text{a}\text{v}}^2$R (6)

2) 负序电流产生的功率损耗。负序电流也是对称的, 无电流流入中性线, 故也只考虑其在相线中的损耗, 功率损耗为

$\begin{array}{l}\text{Δ}{\rm P}{}_2=3\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}2}\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}2}^{*}R\\ ={\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}^{2}R(\frac{\lambda {}_{\text{A}}^2+\lambda {}_{\text{B}}^2+\lambda {}_{\text{C}}^2-\lambda {}_{\text{A}}\lambda {}_{\text{B}}-\lambda {}_{\text{A}}\lambda {}_{\text{C}}-\lambda {}_{\text{B}}\lambda {}_{\text{C}}}{3})(7)\end{array}$

3) 零序电流流过相线时产生的功率损耗。三相的零序电流的大小相等, 相位相同, 其流过相线时产生的功率损耗为

$\begin{array}{l}\text{Δ}{\rm P}{}_{0\text{φ}}=3\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}0}\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}0}^{*}R\\ ={\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}^{2}R(\frac{\lambda {}_{\text{A}}^2+\lambda {}_{\text{B}}^2+\lambda {}_{\text{C}}^2-\lambda {}_{\text{A}}\lambda {}_{\text{B}}-\lambda {}_{\text{A}}\lambda {}_{\text{C}}-\lambda {}_{\text{B}}\lambda {}_{\text{C}}}{3})(8)\end{array}$

4) 零序电流流过中性线时产生的功率损耗。中性线中的电流$\dot{{\rm I}}{}_0=\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}0}+\dot{{\rm I}}{}_{\text{B}0}+\dot{{\rm I}}{}_{\text{C}0}=3\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}0}$。如果中性线与相线采用相同截面的导线, 则零序电流流过中性线时产生的功率损耗为

$\begin{array}{l}\text{Δ}{\rm P}{}_{0\text{z}}=(3\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}0})\times (3\dot{{\rm I}}{}_{\text{A}0}^{*})R\\ ={\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}^{2}R(\lambda {}_{\text{A}}^2+\lambda {}_{\text{B}}^2+\lambda {}_{\text{C}}^2-\lambda {}_{\text{A}}\lambda {}_{\text{B}}-\lambda {}_{\text{A}}\lambda {}_{\text{C}}-\lambda {}_{\text{B}}\lambda {}_{\text{C}})(9)\end{array}$

5) 总功率损耗ΔP为

ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP0φ+ΔP0z

=A+λ2B+λ2C) -λAλB-λAλC-λBλCI${}_{\text{a}\text{v}}^2$R (10)

6) 线损增加率。三相负荷平衡时线路功率损耗为3I2R, 则三相负荷不平衡时三相线损的增加率β为

$\begin{array}{l}\beta =\frac{\text{Δ}{\rm P}-3{\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}^{2}R}{3{\rm I}{}_{\text{a}\text{v}}^2}\times 100\%\\ =\frac{2(\lambda {}_{\text{A}}^2+\lambda {}_{\text{B}}^2+\lambda {}_{\text{C}}^2)-\lambda {}_{\text{A}}\lambda {}_{\text{B}}-\lambda {}_{\text{A}}\lambda {}_{\text{C}}-\lambda {}_{\text{B}}\lambda {}_{\text{C}}}{3}\times 100\%(11)\end{array}$

2 几种负荷典型不平衡情况的线损分析

以下均以A相的不平衡度λA为分析问题的基准。

1) 设A相负荷重、B相负荷为平均、C相负荷轻的情况的情况。以A相不平衡度λA=λ为基准, 则λB=0, λC=-λA, 由式 (11) 可得线损增加率β1为

$\beta {}_1=\frac{5}{3}\lambda {}_{\text{A}}^2\times 100\%(12)$

根据负荷不平衡度不得大于20%, 当λA=0.21时, 可算得线损增加率β1=7.35%。

2) 设A相负荷重, B、C相负荷轻的情况。以A相不平衡度λA为基准, 则λB=λC=-λA/2, 由式 (11) 可得线损增加率β2为

$\beta {}_2=\frac{5}{4}\lambda {}_{\text{A}}^2\times 100\%(13)$

负荷不平衡度不大于20%时, 线损增加率β2不大于5%。

3) 设C相负荷轻, A、B相负荷重的情况。以λA为基准, 则λA=λB, λC=-2λA, 由式 (11) 可得线损增加率β3为

$\beta {}_3=\frac{5}{3}(\lambda {}_{\text{A}}^2+\lambda {}_{\text{A}}^2+\lambda {}_{\text{A}}^2)=5\lambda {}_{\text{A}}^2(14)$

负荷不平衡度为20%时, 线损增加率β3最大, 达到20%。

4) 从上述三种情况的计算结果可看出:

(1) 三相四线制方式下, 三相负荷平衡时线损最小;一相负荷重、两相负荷轻的情况下线损增加较小;一相负荷重、一相负荷轻、而第三相的负荷为平均负荷的情况下线损增加较大;一相负荷轻、两相负荷重的情况下线损增加最大。

(2) 三相负荷不平衡时, 不论何种三相负荷分配情况, 电流不平衡度越大, 线损增加就越大。

3 实例分析

实际运行中, 一般三相负荷不仅大小不平衡, 相角也是不对称的。武汉市某供电分区1 d中的12个整点时刻采集的10/0.4 kV变压器低压侧电流数据如表1所示。应用本文推导的公式, 对应表1电流值, 对两种不同情况的计算结果如表2所示。

5 结语

通过实例分析可见, 三相负荷不平衡时, 线损增加率随不平衡度按平方关系上升, 当中性线电阻为2倍输电线路电阻时, 线损最大可达到三相平衡时的8倍。即使三相负荷大小相等, 当相角不对称时, 同样可以引起线损的增加, 因此在实际计算中, 不仅要考虑三相负荷大小的不平衡, 还应考虑相角的不对称。

本文推导的线损增加率与不平衡的关系可直接用于三相不平衡时的损耗计算, 从而使分析计算工作大为简化, 结果也比较准确。

参考文献

[1]高慧.配电网的网损计算与降损措施分析[J].湖南电力, 2004 (5) .

[2]张伏生, 李燕雷, 汪鸿.电网线损理论计算与分析系统[J].电力系统及其自动化学报, 2002 (4) .

[3]马瑾, 徐建源, 王胜辉.配电网的线损计算与分析[J].东北电力技术, 2003 (1) .

[4]丁毓山, 俞淳元.线损管理系统及其软件设计[M].中国水利水电出版社, 北京, 1996.

平衡低压 篇6

低压电网漏电保护是指当电网发生对地漏电并达到一定值时, 为避免人身触电和设备损坏而采取的技术防范措施。目前使用最广泛的电流型漏电保护器就能很好地防止电网漏电危害。工程中选用低压漏电保护器时, 除了要考虑漏电保护装置的类型、特性参数和安装方式外, 还应重视供电网不平衡阻抗对漏电保护器可靠性的影响。

1 电流型漏电保护运行机理

如图1所示电路, Za、Zb、Zc、Zn分别为电网相线及零线对地漏阻抗, Rr为人体电阻。设流过漏电保护器检测元件TA的电流为人体触电电流为, 则它们与电网各相漏电电流及零线漏电流间的关系为:

因中性点电压Un<<Uφ (相电压) , 使得, 故此处略去, 式 (1) 简化为:

式中, 为电网不平衡漏电流。若电网对地漏阻抗不平衡, 即Za≠Zb≠Zc, 则

设定漏电保护器的动作电流值为6) Idz, 则漏电保护器的动作条件为:

由式 (3) 可知, 漏电保护器的动作电流不仅决定于三相不平衡漏电流的大小, 还取决于三相不平衡漏电流与人体触电电流的相位差。

假设A相对地触电情况下, 以A相电压为参考相量, 式 (2) 可写成:

式中, φa为三相不平衡漏电流与A相电流的相位差。

那么, 通过漏电保护器检测元件TA电流的有效值为:

于是, 漏电保护器的动作临界条件为:

当电网不平衡漏电流为6) IΔL时, A相触电, 由式 (6) 可推导出:

因此, A相触电时, 漏电保护器动作的最低触电电流值为:

如设ILP=IΔr, 则ILP为漏电保护器动作的最低触电电流值。

同理, 可列出B、C相触电时, 以B、C相电压为参考相量的关系式 (与式 (7) 相似) , 并得出电流型保护器运行特性的一般表达式。

式中, φ为间的相位差角。

2 IΔr=f (φ) 的关系曲线

假设漏电保护器动作整定电流值Idz为35mA, 不平衡漏电流IΔL为30mA, 绘出漏电保护器运行特性IΔr=f (φ) 曲线, 如图2所示。

由图2可知, 触电临界电流ILP (ILP=IΔr) 随漏电不平衡电流6) IΔL与触电电流6) IΔr相位差φ而变化;运行特性曲线将坐标平面分成动作区与不动作区, 动作区为运行特性曲线以上区域, 不动作区为运行特性曲线以下区域;ILP=Idz的水平直线与运行特性曲线相交于m、n两点, 这两点向横轴所引垂线将横坐标φ分为β和α两个区域, 在β区内, ILP<Idz, 触电时保护易动作, 该区域称为灵敏触电区, 而在α区内, ILP>Idz, 触电时保护不易动作, 该区域称为不灵敏触电区。

3 漏电保护器电流相量图

根据上述讨论, 绘出电流型漏电保护器的电流相量图, 如图3所示。

设人体触碰三相电网的触电电流分别为;漏电保护器动作电流Idz=30mA。若电网不平衡电流, 则由图3可知, 漏电不平衡电流的存在, 将导致人体触碰电网A、B、C各相时, 漏电保护器检测到的漏电流值不同, 即IΔa≠IΔb≠IΔc。A、B两相的检测电流值大于漏电保护器动作电流值, 漏电保护动作, 而C相的检测电流值小于漏电保护动作电流值, 漏电保护器不会动作。另外, A、B两相的实际漏电流小于漏电保护器动作电流时, 可能会因的存在, 而出现它们与合成电流大于漏电保护器动作电流的现象, 最终导致保护误动。

4 结束语

供电网阻抗不平衡, 造成漏电流不平衡, 使得漏电保护器存在不灵敏相;同时, 还会导致灵敏相动作电流变小, 相应漏电保护器误动率增加。因此, 在实际工程运用中应尽可能提高电网对地绝缘水平, 使三相供电网漏阻抗接近平衡, 最大限度消除供电网不平衡阻抗对线路上漏电保护器的影响。

参考文献

[1]孙宝成.配电技术手册[M].北京:中国电力出版社, 2000

[2]张雅兵.低压配电系统安全性分析及漏电保护器的安装[J].化工建设工程, 2003 (5) :35~37

[3]林智泉.低压配电系统中漏电保护器的设置[J].电气时代, 2006 (6) :22, 23

[4]刘福义, 苑薇薇, 黑晓红.低压电网实用新技术[M].北京:中国水利水电出版社, 2012

[5]顾俏丽.智能漏电保护器的研究[D].河北:河北工业大学, 2006

[6]刘帼巾, 陆俭国, 李志刚.漏电保护器的可靠性研究[J].低压电器, 2001 (5) :7~9

平衡低压 篇7

关键词：汽轮机,动平衡,转子

0 引言

汽轮机转子在冶炼、锻造、加工、装配过程中会使转子重量分布不均匀, 导致转子转动过程中发生不平衡状态, 进而产生转子振动大、转子的转动部件与静止部件磨碰, 无法启动等问题。为消除转子转动过程中的不平衡状态, 需要对转子进行动平衡实验, 并在转子上安装动平衡螺塞。汽轮机转子属于高转速部件, 在实际生产中, 由于材料的冶炼和锻制过程中材质不均匀、加工及装配中存在误差, 或者设计本身存在非对称几何形状等多种因素会导致转子本身达不到理想的均匀形态。这种不均匀形态会使得转子在旋转时其上各质点产生的离心力不能相互抵消而通过轴承作用到轴承箱及基础上, 引起机组振动, 产生噪声, 使轴承磨损加速, 降低轴承和转子的寿命, 动静产生碰磨等现象, 严重时还会能造成严重事故。因此, 必须对转子进行平衡, 使其平衡达到允许的精度范围内。汽轮机行业通过在转子上加载平衡配重或者去除重量来达到目的, 而现场为了减少工作量, 保证周期, 通常要求在不开缸的情况下进行平衡配重的工作, 这就需要采用平衡螺塞的型式进行配重, 配备专门的平衡螺塞配重安装工具。

1 常规平衡螺塞安装工具简介及缺点

平衡螺塞扳手由套筒、长扳手组成结构如图1所示。转子动平衡螺塞孔在转子端部开一圈24或36个, 在机组做动平衡采用蒸汽吹动转子旋转, 根据测量数据确定需要加螺塞的位置和数量。确定数量和位置后打开平衡孔盖观察, 找到一个安装位置, 用平衡螺塞扳手安装平衡螺塞。剩余的平衡螺塞安装重复此过程。整个操作过程中平衡螺塞安装孔都处于非密封状态, 机组内会吸入空气, 破坏汽缸和冷凝器的真空, 进入的空气量越大, 抽真空越费时费力。

低压转子现场加平衡螺塞时需要揭开低压外缸端部的平衡孔盖直接进行观察和操作, 相应的低压转子平衡螺塞安装工具为套筒-扳手组件结构, 整个安装过程中平衡孔一直处于非密封状态, 会造成空气漏入低压汽缸, 破坏冷凝器真空;此外冷空气进汽缸遇热雾化, 不利于观察, 如图1所示。

2 改进方案

根据平衡螺塞安装过程来看, 平衡螺塞在用扳手深入汽缸并拧紧在转子上这段时间无法实现密封, 只能在观察和旋转转子的过程中加以考虑。那么考虑采用中间透明的密封罩来进行, 在拆开平衡螺塞孔盖后, 将此密封罩扣在平衡螺塞孔位置, 靠真空吸力即可吸附在汽缸上, 避免漏气。透明的密封罩可以直接观察。在确定平衡螺塞安装个数和位置后, 掀开密封罩安装螺塞, 在每个螺塞安装间隔期间都可以用密封罩密封和观察, 这样仅在用扳手往转子上加螺塞的时候有空气进入。

1.罩体2.透明板3.压板4.把手

改进后的工具可以减少空气进入汽缸的总量, 减少汽缸启机前抽真空的时间和成本。如图2所示。

3 结论

平衡低压 篇8

1 原因分析

在前几年的城网改造时, 对配电台区采取了诸如增添配电变压器数量, 合理配置变压器容量, 配电变压器放置在负荷中心, 缩短供电半径, 加大导线直径, 建设和改造低压线路, 新架引户线等一系列降损技术措施, 也收到了很好的效果。但是个别台区线损率仍然很高, 针对其原因, 我们做了认真的实地调查和分析, 发现一些台区供电虽然采用三相四线制供电, 由于每相电流相差很大, 使三相负荷电流不平衡。从理论和实践上分析, 也会引起线路损耗增大。

2 理论分析

低压电网配电变压器面广量多, 如果在运行中三相负荷不平衡, 会在线路、配电变压器上增加损耗。因此, 在运行中要经常测量配电变压器出口侧和部分主干线路的三相负荷电流, 配电变压器出口处的负荷电流不平衡度应小于10%, 其他地点不大于20%, 中性线电流不应超过低压侧额定电流的25%。如计算结果大于此标准, 应做好单相负荷的调整工作, 力争用电高峰时三相负荷基本平衡, 不平衡度越小越好, 做好三相负荷电流的平衡工作, 是降低电能损耗的主要途经。

假设某条低压线路的三相负荷电流为IA、IB、IC, 中性线电流为IO, 若中性线电阻为相线电阻的2倍, 相线电阻为R, 则这条线路的有功功率损耗为:

当三相负荷电流平衡时, 每相电流为 (I-A+IB+IC) /3, I0=0中性线电流为零, 这时线路的有功功率损耗为:

式中:ΔP1—三相负荷不平衡时的线路损耗;

ΔP2—三相负荷平衡时的线路损耗;

IA、IB、IC—配变三相电流;

I0—配变中性线电流;

R—相线电阻;

R0—中性线电阻;

三相不平衡负荷电流增加的损耗为:

同样, 三相负荷电流不平衡时变压器本身也增加损耗, 可用平衡前后的负荷电流进行计算。由此可见三相不平衡负荷电流愈大, 损耗增加愈大。

三相负荷电流不平衡度按下式计算:

式中:K—配电变压器三相负荷不平衡度;

IO—配电变压器中性线电流, A;

Ipj—配电变压器三相负荷平均电流, A;

一般要求配电变压器出口三相负荷电流的不平衡率不大于10%, 低压干线及主要支线始端的三相电流不平衡率不大于20%。可见若不平衡, 线损可能增加数倍。目前线损电量主要集中在公用配电变压器上, 配电变压器是低压电网的供电主设备, 当其在三相负载不平衡工况下运行时, 将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。低压线路虽多为三相四线, 但很多没有注意到把单相负荷均衡的分配到三相电路上, 实践证明, 一般情况下三相负荷不平衡可引起线损率升高2%-10%, 三相负荷不平衡度超过10%, 则线损显著增加。

由此可知, 调整三相负荷平衡度是降损的主要环节。

3 现场调查分析、试验情况

实践是检验真理的标准, 理论需要在实践中验证。2007年在我局奋斗供电所检查分析个别台区线损率高的原因, 发现友好二队配电台区损耗严重, 我们重点进行了解剖分析:

该台区配电变压器容量为100k VA, 供电半径最长566m, 由上表得该配变台区135户, 月用电量12375k W·h, 没有大的动力用户, 只有2户商店, 户均月用电91.67k W·h, 低压线损一直在16%左右, 用钳型流表测量变压器出口侧24h电流平均值为:IA=11A, IB=15A, IC=32A, IO=19A。

三相负荷电流不平衡率为:

由 (5) 式看出三相负荷严重不平衡, 超出规定范围的25%。为此, 我们组织配电维护人员用4天时间, 对该台区三相电流负荷进行调整, 调整后在变压器出口侧进行测量, 用钳式电流表测量24小时电流平均值为:

此时三相负荷电流不平衡率为:

由 (6) 式得出配电变压器出口三相负荷电流不平衡率已经降低10以下, 不平衡率已达到合理范围之内。

在运行1个月后计算线损率降为9.76, 与调整前降低7.22个百分点, 降低幅度显而易见。

在接下来的4个月统计结果:

从上表可以看出, 该变台调平三相负荷电流后, 线损率明显下降, 到目前已稳定在9左右。

此后, 陆续对几个配电台区负荷进行调整, 也都收到了较好的降损效果。

4 结论

综上所述, 根据对我局几个配电台区进行三相负荷电流调整实地调查分析情况来看, 个别配电台区低压线损较高的原因主要是由于三相负荷电流不平衡所引起。从实验结果表明, 以前没有对三相负荷电流平衡进行调整的配电台区, 如果进行粗调, 可在现有基础上降损3%~6%, 细调降损8%~12%, 不需花钱仅费几天功夫能取得如此好的效果, 目前此方法已得到推广应用, 并取得了很大的经济效益。

参考文献

[1]刘丙江.线损管理与节约用电[M].北京:中国水利电力出版社, 2005, 8.[1]刘丙江.线损管理与节约用电[M].北京:中国水利电力出版社, 2005, 8.

[2]张力生.电力网电能损耗管理及降损技术[M].北京:中国电力出版社, 2005, 5.[2]张力生.电力网电能损耗管理及降损技术[M].北京:中国电力出版社, 2005, 5.