关于台区三相不平衡治理的对比思考

发布时间：2020-07-09

　　摘要：近年来，我国的农村有了很大进展，对电能的需求也在不断增加。在农村中，拥有大量的电力用户和分散的配电网，存在大量时空分布不平衡的单相负荷，导致大多数配电站三相负荷不平衡。文章通过对两种三相负荷不平衡治理方案进行对比，指出两种方案的优势、缺陷及适用范围。

　　关键词：三相负荷不平衡;换相开关;电能质量综合治理;对比

　　引言

　　随着社会进步和人民生活水平的日益提高，对供电质量的要求越来越高，但受现有电力技术水平和管理水平的限制，配电网的规划建设却跟不上居民负荷的增长变化。同时随着生活水平的提高，大功率家用电器急剧增多，导致单相负荷不可控增长，造成的公变三相负荷不平衡问题，已经是困扰多数配网系统运行人员的一大难题。

　　1工作目标及工作思路

　　随着国家经济实力和科技水平的飞速发展，电力系统扮演了主要的保障角色，供电企业作为电力系统的重要组成部分，所担负的责任和义务日渐凸显。供电企业不仅负责电力的转换和配送，而且是电力营销枢纽，直接影响电力的安全和高质量供应、企业的经济效益。由于国有企业的定位以及电力的特殊性，一直以来普通消费者对于电力是一种商品的概念比较模糊，即使是企业员工，对于如何衡量企业盈利和亏损不得要领，其实从商品的角度出发，线损率直接反映供电企业的投入产出率，降低线路损耗占比，就是节约能源的直接体现。选取典型台区，同时结合当地区实际情况，找准问题的关键所在，注重改善工作方法，因地制宜，多措并举，自上而下明确治理职责和分工。以多年电量数据为基础，将三相负荷不平衡引起的线损及低电压治理工作纳入常态管理，从源头梳理，不断总结农电营销及业扩报装工作流程存在的问题，完善业扩管理制度，深入分析、研究三相不平衡对线损及电压质量的影响程度，通过深化、细化农电日常管理，规范工作流程，逐步消除三相不平衡对线损及电压质量的影响。

　　2导致三相不平衡的主要原因

　　(1)三相负荷分配不平衡造成的不对称。因为装表接电人员三相平衡意识不强，随意在电路上装接负荷，尤其遇到动力和照明混合接线的线路时，极易造成单相用电负荷超大，加剧配电变压器三相负荷的不平衡状况。(2)用电负荷的频繁变化。用户的突然增加或减少，频繁移表、临时大负荷用电、非线性电力负荷大量增加等，在总用电能量和用电时间上的不确定性导致用电负荷随时变化。(3)谐振的影响。谐振分为基频谐振、高频谐振。当一相电压降低，另两相电压升高，若未出现接地，可能就是谐振引起的。高频谐振也称分频谐振，其特征是三相电压同时升高。某些负荷不仅产生谐波，还引起供电电压波动与闪变，而引起三相电压不平衡。(4)断线或接地故障造成。如果三相中的一相突然断线而且未接地，如电压互感器熔断器熔丝熔断会造成三相线路参数不对称。当线路单相接地时，虽引起三相电压不平衡，但接地后电压值不改变。

　　3三相不平衡的治理措施

　　低压线路三相负荷不平衡具有极其明显的特点：具有可见性和可测算性;引起的线损超常大和造成严重危害;具有存在的顽固性、长期性及沿线分布较广性。为了降低配电台区电能损耗，提升配电网电能质量，必须采取有效调整措施，治理或消除低压三相负荷不平衡。除了提升规划和管理水平外，常规的处理措施主要有以下几种。(1)人工调整，均分负荷。结合历史记录并根据实时在线监测数据，通过手动调整接线的方式尽量均分负荷，加强三相负荷分布控制。该方式的缺点是：手动调整效率低下，不便捷，且操作具有一定的危险性;需要停电操作，影响供电可靠性;无法根据负荷变化实时动态调整。(2)利用无功补偿装置治理三相不平衡。在实际电力系统中，三相不平衡和无功功率经常同时出现，因此可在传统电力电子型SVC(静止无功补偿器)或SVG(静止无功发生器)无功补偿功能的基础上，通过改进控制算法使其同时具备无功补偿和抑制三相不平衡的功能。但沿线路的三相负荷不平衡问题并没有得到根本解决，线路损耗和终端负荷的电压质量问题，甚至是低电压问题依然存在。(3)自动切换装置调整三相不平衡。智能换相开关是调整供电电源相位的开关设备，三相输入，单相输出，导通情况下任何时刻只能有一相导通，其余两相处于分断状态，可通过监控系统远程控制或本地控制实现供电电源相位的调整。

　　4台区三相不平衡治理的对比

　　(1)智能换相开关。①换相开关无法适用于广泛台区，能满足绝大部分用电规律比较稳定的台区，对于一天中重载相、轻载相交替频繁变化的台区，需要结合实际情况，多次动作治理三相不平衡。②对于负载率非常低的变压器，通过安装换相开关治理三相不平衡存在局限性。因为负载率低，不平衡度相对偏大，采用切换负荷方式能够在一定限度上降低不平衡度，但难以降到非常低。③台区换向开关安装需要多点，单相小容量用户(4-5户)接入，改造后换向开关所带用户合并后单根一相供电，一旦该线故障所带用户将全部受到影响，且用户接入换向开关后接线点增加，故障概率增大。换相开关一旦故障，自身会告警，同时上报故障信息，发送给主控开关保存。但不能执行换相操作，同时会影响客户正常用电。(2)电能质量综合治理装置。①个别台区存在设备安装后数据无法采集等问题，经更换主板设备才正常运行，暴露出该设备后期维护存在一定风险。②目前运行的后台系统功能较为简单、单一，监测、采样对比的数据还不够完整，主要侧重于三相不平衡度，缺乏电能质量治理数据的全方位监测和对比。③设备在运行过程中自身存在一定损耗，虽然通过治理降低的损耗远大于自身损耗，但目前后台没有自动判定负荷低谷及三相平衡度满足要求时装置自动停止工作的设置。

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　　结语

　　综上所述，三相负荷不平衡问题不仅威胁着配电网的安全运行，也影响用户的正常用电质量和供电企业的经济效益。因此从根本上改进、解决低压配电网三相不平衡的问题是非常必要的，在此过程中进行不断的研究探索。无论是在前期的理论计算分析、现场三相负荷的分配调整，还是日常巡视管理以及后期的检测调整，每一个环节都需要尽力细致，并且不断总结改进，以此来更好的服务于低压配电网的发展需求。——论文作者：叶远红 刘天楠 赵圆圆 黄松 朱皓