陜西科泰電氣設(shè)備有限公司
SHAANXI KETAI ELECTRICAL EQUIPMENT CO., LTD.
SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器在10kV線路低電壓治理中的應(yīng)用
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作者:sxktdq
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發(fā)布時(shí)間: 2019-05-10
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偏遠(yuǎn)農(nóng)村還存在一定數(shù)量的長(zhǎng)線路，使得農(nóng)村電網(wǎng)線損大且夏季高峰大負(fù)荷時(shí)線路末端出現(xiàn)成片的“低電壓”。
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1、10kV 線路低電壓解決措施
針對(duì)農(nóng)網(wǎng)線路“低電壓”問(wèn)題，目前采取的應(yīng)對(duì)措施主要有以下幾種：新建變電站；調(diào)整變電站主變分接頭，以改變系統(tǒng)電壓；在系統(tǒng)中合理分布無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，以改善電網(wǎng)的無(wú)功潮流分布；改造線路，增大導(dǎo)線截面積；增加變電站出線路數(shù)，以分擔(dān)原線路負(fù)載。上述幾種措施存在以下問(wèn)題。
新建變電站建設(shè)周期長(zhǎng)，投資耗資巨大見(jiàn)效速度慢。調(diào)整變電站主變分接頭，將10 kV 母線電壓限制在一定范圍內(nèi)滿足半徑內(nèi)電壓偏差的要求，由于變電站母線有多條出線，各條出線的負(fù)荷曲線也各有不同，壓降也不同，不能保證所有線路的電壓都滿足要求，因此這種調(diào)壓方法的靈活性、針對(duì)性差，當(dāng)線路復(fù)雜時(shí)，往往會(huì)造成距變電站近的地方電壓偏高，距變電站遠(yuǎn)的地方電壓偏低。
采用無(wú)功補(bǔ)償主要是提高線路的功率因數(shù)，調(diào)壓效果有限，僅僅依靠電容器補(bǔ)償不能解決由于線路長(zhǎng)、線徑細(xì)、電阻引起的電壓降低問(wèn)題。
采用增加導(dǎo)線截面和新增線路等措施為治本之法，但投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)。
在農(nóng)網(wǎng)改造資金有限的情況下，為更好、更快地解決農(nóng)網(wǎng)10kV 長(zhǎng)線路末端電壓偏低的問(wèn)題，咸寧嘉魚(yú)縣供電公司通過(guò)加裝SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器，以改善長(zhǎng)線路的電壓質(zhì)量。
2、自動(dòng)調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)原理
SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器是可以根據(jù)線路電壓的狀況自動(dòng)調(diào)整有載分接開(kāi)關(guān)的檔位實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器變比的變化，從而保證輸出電壓穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。它可廣泛使用于供電距離比較遠(yuǎn)、供電負(fù)荷大、電壓波動(dòng)大、電能質(zhì)量達(dá)不到使用標(biāo)準(zhǔn)的供電線路，自動(dòng)調(diào)壓器原理如圖1所示。
SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器在10kV線路低電壓治理中的應(yīng)用
SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器共有3部分構(gòu)成：自耦變壓器、有載分接開(kāi)關(guān)和自動(dòng)控制器，如圖2所示。
SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器在10kV線路低電壓治理中的應(yīng)用
自耦變壓器的整個(gè)線圈分為3部分：串勵(lì)線圈、并勵(lì)線圈、控制線圈。其中串勵(lì)線圈是一個(gè)有多個(gè)抽頭的繞組，這些抽頭通過(guò)有載分接開(kāi)關(guān)的不同節(jié)點(diǎn)串聯(lián)在輸入輸出之間，改變分接位置, 從而改變自耦變壓器變比，達(dá)到調(diào)整電壓的目的；并勵(lì)線圈為自耦變壓器的公共繞組，產(chǎn)生傳遞能量的磁場(chǎng)；控制線圈為控制器提供工作電源和采樣信號(hào)。
有載分接開(kāi)關(guān)是可在帶負(fù)載的情況下轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)。在自動(dòng)調(diào)壓器中，串聯(lián)繞組的抽頭接在有載分接開(kāi)關(guān)的不同節(jié)點(diǎn)上，可以通過(guò)轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)變壓器變比來(lái)改變其輸出電壓。考慮有載分接開(kāi)關(guān)壽命和用戶調(diào)壓精度要求, 一般常用的有載分接開(kāi)關(guān)的擋位為7、9 擋兩種。
自動(dòng)控制器是整個(gè)裝置的核心部分, 它主要由單片機(jī)控制芯片、顯示電路、按鍵電路、電壓采樣、電流采樣、狀態(tài)輸入、通信端口、控制輸出電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等電路組成，通過(guò)采集負(fù)荷側(cè)電壓電流信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，發(fā)出指令控制有載分接進(jìn)行調(diào)壓操作。
3、應(yīng)用實(shí)例
3.1 線路狀況
嘉魚(yú)縣供電公司35kV綠嶺變電站10kV舒橋線為單向輻射型線路，線路主干線全長(zhǎng)25.8km，以LGJ–70、LGJ–50和LGJ–35 3 種線型為主，最大負(fù)荷電流200A，平均電流120～150A。
每年6月至9月用電負(fù)荷高峰期，位于線路末端的11個(gè)配電臺(tái)區(qū)380V用戶電壓僅320V左右，220V用戶電壓僅170V左右，存在連片“低電壓”現(xiàn)象。
3.2 分析計(jì)算
通過(guò)調(diào)度平臺(tái)查詢變電站母線電壓為10.3kV，根據(jù)線路末端配電變壓器變比參數(shù)10.5 kV/400V 測(cè)算，配電變壓器輸入電壓為8.4kV，線路壓降1.9kV。
可以得出線路末端電壓嚴(yán)重偏低, 計(jì)劃在線路合適位置安裝一臺(tái)容量為2000 kVA，調(diào)壓范圍0～+20%，分接級(jí)數(shù)為7 擋的SVR 線路自動(dòng)調(diào)壓器，以解決線路末端“低電壓”問(wèn)題。
根據(jù)10kV 電壓合格范圍－7％～＋7％（9.3～10.7kV）計(jì)算安裝點(diǎn)A 的位置，設(shè)A點(diǎn)電壓為9.3V，A 點(diǎn)距離變電站13.58km。
通過(guò)安裝SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器將A點(diǎn)電壓提升至10.5kV，末端電壓提升為9.5kV，則線路末端電壓理論值提升至合格范圍。
3.3 改造效果
2016年7月對(duì)10kV舒橋線加裝SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器后，監(jiān)測(cè)了10kV舒橋線觀音寺5 組臺(tái)區(qū)集中器2016年8月份每晚20:00變壓器出口電壓情況，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，改造后該臺(tái)區(qū)低壓側(cè)出口電壓基本穩(wěn)定在380V左右，實(shí)踐證明10kV線路末端低電壓?jiǎn)栴}得到有效解決。
4 、結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于沒(méi)有負(fù)荷增長(zhǎng)空間且又沒(méi)有35kV及以上電源布點(diǎn)的農(nóng)村地區(qū)， SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器對(duì)因線路供電半徑長(zhǎng)、線徑小造成的“低電壓”問(wèn)題治理效果較為顯著。相對(duì)于新建變電站、改造線路，節(jié)省了大量資金，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。對(duì)于部分容性負(fù)荷較大的農(nóng)村地區(qū)（具有機(jī)井泵站負(fù)荷），配合加裝柱上無(wú)功補(bǔ)償裝置，“低電壓”治理效果更佳。
1、10kV 線路低電壓解決措施
針對(duì)農(nóng)網(wǎng)線路“低電壓”問(wèn)題，目前采取的應(yīng)對(duì)措施主要有以下幾種：新建變電站；調(diào)整變電站主變分接頭，以改變系統(tǒng)電壓；在系統(tǒng)中合理分布無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，以改善電網(wǎng)的無(wú)功潮流分布；改造線路，增大導(dǎo)線截面積；增加變電站出線路數(shù)，以分擔(dān)原線路負(fù)載。上述幾種措施存在以下問(wèn)題。
新建變電站建設(shè)周期長(zhǎng)，投資耗資巨大見(jiàn)效速度慢。調(diào)整變電站主變分接頭，將10 kV 母線電壓限制在一定范圍內(nèi)滿足半徑內(nèi)電壓偏差的要求，由于變電站母線有多條出線，各條出線的負(fù)荷曲線也各有不同，壓降也不同，不能保證所有線路的電壓都滿足要求，因此這種調(diào)壓方法的靈活性、針對(duì)性差，當(dāng)線路復(fù)雜時(shí)，往往會(huì)造成距變電站近的地方電壓偏高，距變電站遠(yuǎn)的地方電壓偏低。
采用無(wú)功補(bǔ)償主要是提高線路的功率因數(shù)，調(diào)壓效果有限，僅僅依靠電容器補(bǔ)償不能解決由于線路長(zhǎng)、線徑細(xì)、電阻引起的電壓降低問(wèn)題。
采用增加導(dǎo)線截面和新增線路等措施為治本之法，但投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)。
在農(nóng)網(wǎng)改造資金有限的情況下，為更好、更快地解決農(nóng)網(wǎng)10kV 長(zhǎng)線路末端電壓偏低的問(wèn)題，咸寧嘉魚(yú)縣供電公司通過(guò)加裝SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器，以改善長(zhǎng)線路的電壓質(zhì)量。
2、自動(dòng)調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)原理
SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器是可以根據(jù)線路電壓的狀況自動(dòng)調(diào)整有載分接開(kāi)關(guān)的檔位實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器變比的變化，從而保證輸出電壓穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。它可廣泛使用于供電距離比較遠(yuǎn)、供電負(fù)荷大、電壓波動(dòng)大、電能質(zhì)量達(dá)不到使用標(biāo)準(zhǔn)的供電線路，自動(dòng)調(diào)壓器原理如圖1所示。
SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器在10kV線路低電壓治理中的應(yīng)用
SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器共有3部分構(gòu)成：自耦變壓器、有載分接開(kāi)關(guān)和自動(dòng)控制器，如圖2所示。
SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器在10kV線路低電壓治理中的應(yīng)用
自耦變壓器的整個(gè)線圈分為3部分：串勵(lì)線圈、并勵(lì)線圈、控制線圈。其中串勵(lì)線圈是一個(gè)有多個(gè)抽頭的繞組，這些抽頭通過(guò)有載分接開(kāi)關(guān)的不同節(jié)點(diǎn)串聯(lián)在輸入輸出之間，改變分接位置, 從而改變自耦變壓器變比，達(dá)到調(diào)整電壓的目的；并勵(lì)線圈為自耦變壓器的公共繞組，產(chǎn)生傳遞能量的磁場(chǎng)；控制線圈為控制器提供工作電源和采樣信號(hào)。
有載分接開(kāi)關(guān)是可在帶負(fù)載的情況下轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)。在自動(dòng)調(diào)壓器中，串聯(lián)繞組的抽頭接在有載分接開(kāi)關(guān)的不同節(jié)點(diǎn)上，可以通過(guò)轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)變壓器變比來(lái)改變其輸出電壓。考慮有載分接開(kāi)關(guān)壽命和用戶調(diào)壓精度要求, 一般常用的有載分接開(kāi)關(guān)的擋位為7、9 擋兩種。
自動(dòng)控制器是整個(gè)裝置的核心部分, 它主要由單片機(jī)控制芯片、顯示電路、按鍵電路、電壓采樣、電流采樣、狀態(tài)輸入、通信端口、控制輸出電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等電路組成，通過(guò)采集負(fù)荷側(cè)電壓電流信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，發(fā)出指令控制有載分接進(jìn)行調(diào)壓操作。
3、應(yīng)用實(shí)例
3.1 線路狀況
嘉魚(yú)縣供電公司35kV綠嶺變電站10kV舒橋線為單向輻射型線路，線路主干線全長(zhǎng)25.8km，以LGJ–70、LGJ–50和LGJ–35 3 種線型為主，最大負(fù)荷電流200A，平均電流120～150A。
每年6月至9月用電負(fù)荷高峰期，位于線路末端的11個(gè)配電臺(tái)區(qū)380V用戶電壓僅320V左右，220V用戶電壓僅170V左右，存在連片“低電壓”現(xiàn)象。
3.2 分析計(jì)算
通過(guò)調(diào)度平臺(tái)查詢變電站母線電壓為10.3kV，根據(jù)線路末端配電變壓器變比參數(shù)10.5 kV/400V 測(cè)算，配電變壓器輸入電壓為8.4kV，線路壓降1.9kV。
可以得出線路末端電壓嚴(yán)重偏低, 計(jì)劃在線路合適位置安裝一臺(tái)容量為2000 kVA，調(diào)壓范圍0～+20%，分接級(jí)數(shù)為7 擋的SVR 線路自動(dòng)調(diào)壓器，以解決線路末端“低電壓”問(wèn)題。
根據(jù)10kV 電壓合格范圍－7％～＋7％（9.3～10.7kV）計(jì)算安裝點(diǎn)A 的位置，設(shè)A點(diǎn)電壓為9.3V，A 點(diǎn)距離變電站13.58km。
通過(guò)安裝SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器將A點(diǎn)電壓提升至10.5kV，末端電壓提升為9.5kV，則線路末端電壓理論值提升至合格范圍。
3.3 改造效果
2016年7月對(duì)10kV舒橋線加裝SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器后，監(jiān)測(cè)了10kV舒橋線觀音寺5 組臺(tái)區(qū)集中器2016年8月份每晚20:00變壓器出口電壓情況，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，改造后該臺(tái)區(qū)低壓側(cè)出口電壓基本穩(wěn)定在380V左右，實(shí)踐證明10kV線路末端低電壓?jiǎn)栴}得到有效解決。
4 、結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于沒(méi)有負(fù)荷增長(zhǎng)空間且又沒(méi)有35kV及以上電源布點(diǎn)的農(nóng)村地區(qū)， SVR線路自動(dòng)調(diào)壓器對(duì)因線路供電半徑長(zhǎng)、線徑小造成的“低電壓”問(wèn)題治理效果較為顯著。相對(duì)于新建變電站、改造線路，節(jié)省了大量資金，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。對(duì)于部分容性負(fù)荷較大的農(nóng)村地區(qū)（具有機(jī)井泵站負(fù)荷），配合加裝柱上無(wú)功補(bǔ)償裝置，“低電壓”治理效果更佳。
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