改善電壓合格率技術(shù)措施

范江霞

(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司來(lái)賓供電局，廣西 來(lái)賓 545203)

1 引言

電壓合格率是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，電壓質(zhì)量反映了電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況。提高綜合電壓合格率需要從管理方式、無(wú)功控制技術(shù)等方面進(jìn)行改進(jìn)。城市綜合電壓合格率指標(biāo)反映了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀況、無(wú)功電源和調(diào)壓設(shè)備水平及配置情況，以及用戶的負(fù)荷情況等。

文獻(xiàn)[1－3]從管理層面闡述了如何提高電壓合格率的具體措施，而文獻(xiàn)[4－5]則從技術(shù)層面提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。按照廣西電網(wǎng)公司指標(biāo)要求，來(lái)賓供電局城市 A類電壓合格率考核標(biāo)準(zhǔn)為:合格率≥99.8%;據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2013年1月至6月，來(lái)賓網(wǎng)區(qū)城市A類電壓合格率平均為99.78%，未達(dá)到廣西電網(wǎng)公司要求，故采取相應(yīng)措施提高城市A類電壓合格率刻不容緩。來(lái)賓網(wǎng)區(qū)電壓合格率居于廣西14個(gè)市局中第10位，電壓合格率較差。分析原因主要有以下幾點(diǎn):(1)重視程度不夠，沒有將電壓管理提高到和可靠性同等高度;(2)對(duì)電壓質(zhì)量缺乏常態(tài)分析，沒有針對(duì)性的制定提升措施;(3)缺乏完整的電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及管理機(jī)制。

根據(jù)來(lái)賓網(wǎng)區(qū)電壓合格率現(xiàn)狀情況，采用由“點(diǎn)到面”的工作方式。首先對(duì)具體站點(diǎn)進(jìn)行分析及采用相應(yīng)的改進(jìn)措施，從而提高該站點(diǎn)的電壓合格率;然后將改進(jìn)措施拓展應(yīng)用至部分區(qū)域站點(diǎn)，提高區(qū)域電壓合格率;最后實(shí)現(xiàn)全局的全面應(yīng)用推廣，達(dá)到全面提高來(lái)賓網(wǎng)區(qū)電壓合格率的最終目標(biāo)。為落實(shí)廣西電網(wǎng)公司電能質(zhì)量電壓合格率要求，提高來(lái)賓網(wǎng)區(qū)電能質(zhì)量，在總結(jié)來(lái)賓網(wǎng)區(qū)2013年工作和各區(qū)域電壓合格率現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，持續(xù)推進(jìn)電能質(zhì)量深化創(chuàng)先工作，穩(wěn)步提升來(lái)賓供電局電能質(zhì)量，提出主題為“探索電壓調(diào)節(jié)手段，提高來(lái)賓網(wǎng)區(qū)電壓合格率”的活動(dòng)。對(duì)影響來(lái)賓網(wǎng)區(qū)電壓合格率的原因進(jìn)行挖掘，從而提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

2 相關(guān)性基礎(chǔ)理論

分析電壓合格率之間的關(guān)系，采用了Pearson相關(guān)系數(shù)[6，7]理論進(jìn)行分析。Pearson相關(guān)系數(shù)應(yīng)用于描述數(shù)據(jù)之間的線性相關(guān)關(guān)系，同一地區(qū)網(wǎng)架具有連接關(guān)系，不同電壓等級(jí)在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償傳遞過(guò)程中，無(wú)功功率之間存在相關(guān)性，從而電壓合格率也會(huì)存在一定相關(guān)性。兩電壓合格率相關(guān)性系數(shù)可由式(1)計(jì)算獲得。

式中，n為數(shù)據(jù)記錄個(gè)數(shù);Uid為i類第d個(gè)電壓合格率數(shù)據(jù);Ujd為j類第d個(gè)電壓合格率數(shù)據(jù);μi和μj為類平均電壓合格率;σi和σj分別為i類和j電壓合格率標(biāo)準(zhǔn)差。

根據(jù)各類電壓合格率的歷史數(shù)據(jù)求取任意兩個(gè)類的電壓合格率之間相關(guān)性系數(shù)。則各類電壓合格率之間的相關(guān)性關(guān)系可采用相關(guān)系數(shù)矩陣表示。如式(2)。

式中，rUiUj為類i和類j電壓合格率相關(guān)性系數(shù)。

2 網(wǎng)區(qū)電壓合格率現(xiàn)狀

根據(jù)來(lái)賓供電公司城市A、B、C和D類監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)來(lái)賓網(wǎng)區(qū)四類2013年1月至2014年4月電壓合格率數(shù)據(jù)。如表1所示。

采用Pearson相關(guān)系數(shù)理論對(duì)來(lái)賓網(wǎng)區(qū)2013年1月至2014年4月城市A、B、C和D四類電壓合格率進(jìn)行相關(guān)性分析，從而找出它們之間的關(guān)系。由式(1)、(2)獲得相關(guān)系數(shù)矩陣。

由相關(guān)系數(shù)矩陣可知，A與C、D電壓合格率相關(guān)系數(shù)分別為0.9154和0.9402，相關(guān)程度大;而B與C、D的相關(guān)程度較小。而A類電壓等級(jí)相對(duì)C、D類較高，說(shuō)明通過(guò)處理與A類監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓情況可以有效提高電壓合格率。

表1 城市電壓合格率(%)

來(lái)賓網(wǎng)區(qū)2013年1～6月城市A類監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓合格率調(diào)查結(jié)果繪制了柱型分布圖，如圖1所示。

圖1 來(lái)賓網(wǎng)區(qū)2013年1～6月城市A類監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓合格率

由圖1可以可知，來(lái)賓網(wǎng)區(qū)1～3月的城市A類監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓合格率均低于目標(biāo)值。對(duì)2013年1～3月各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓合格率進(jìn)行了調(diào)查。重點(diǎn)對(duì)低于指標(biāo)值(99.8%)的監(jiān)測(cè)點(diǎn):紅河站、旺村站、忻城站、武宣站、龍旺站的10kV母線電壓合格率現(xiàn)狀展開調(diào)查。

針對(duì)影響紅河站、旺村站、龍旺站10kV母線電壓合格率的問題進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2 影響紅河站、旺村站、龍旺站電壓合格率因素統(tǒng)計(jì)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果繪制導(dǎo)致電壓合格率降低的原因比例圖，如圖2所示。

圖2 紅河站、旺村站、龍旺站電壓合格率影響因素

由表2及圖2可知，影響來(lái)賓網(wǎng)區(qū)紅河站、旺村站、龍旺站10kV母線電壓合格率的主要因素為“電壓無(wú)法調(diào)整”，所占比例達(dá)50%;其次就是當(dāng)出現(xiàn)電壓越限情況下未能及時(shí)調(diào)整電壓，所占比例為23.4%。因此，影響電壓合格率的主要癥結(jié)為“電壓無(wú)法調(diào)整”及“調(diào)壓不及時(shí)”。

影響忻城站、武宣站10kV母線電壓合格率的問題進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示。

表3 影響忻城站、武宣站電壓合格率因素統(tǒng)計(jì)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果繪制導(dǎo)致電壓合格率降低的原因比例圖，如圖3所示。

由表3及圖3可知，影響來(lái)賓網(wǎng)區(qū)忻城站、武宣站10kV母線電壓合格率的主要因素為“調(diào)壓不及時(shí)”，所占比例達(dá)到59.7%，其余原因影響程度相對(duì)較小。因此，影響電壓合格率的主要癥結(jié)為“調(diào)壓不及時(shí)”。

圖3 忻城站、武宣站電壓合格率影響因素

3 原因分析

針對(duì)具體站點(diǎn)存在的“電壓無(wú)法調(diào)整”及“調(diào)壓不及時(shí)”具體問題進(jìn)行仔細(xì)分析，獲得導(dǎo)致問題的根本原因。分析如圖4所示。

圖4 原因分析圖

由圖4分析可知，影響來(lái)賓網(wǎng)區(qū)電壓合格率的2個(gè)末端因素:(1)主變35kV無(wú)載調(diào)壓分接頭不合理;(2)系統(tǒng)電壓越限報(bào)警設(shè)置不合理。

3.1 末端因素1處理方案

(1)電壓抽樣

針對(duì)部分110kV變電站出現(xiàn)10kV母線電壓過(guò)低，35kV母線電壓過(guò)高不諧調(diào)現(xiàn)象，小組成員在DF8003S系統(tǒng)上抽取了紅河站某一時(shí)間段內(nèi)的電壓采樣值進(jìn)行分析。

(2)理論計(jì)算

為檢驗(yàn)紅河站是否因?yàn)橹髯?5kV分接開關(guān)檔位設(shè)置不合理而造成10kV與35kV電壓不協(xié)調(diào)，小組成員進(jìn)行了理論分析計(jì)算，計(jì)算公式為:

表4 紅河站電壓采樣數(shù)據(jù)

(3)主變35kV側(cè)無(wú)載調(diào)壓分接頭不合理影響電壓合格率驗(yàn)證

根據(jù)計(jì)算，35kV的計(jì)算額定值為37.68kV，參照紅河站#1主變各調(diào)壓檔位與額定電壓、額定電流的關(guān)系表得出紅河站#1主變35kV分接頭應(yīng)在4檔，但實(shí)際上紅河站#1主變35kV分接頭從投運(yùn)開始一直處于3檔運(yùn)行，故當(dāng)前紅河站主變35kV檔位設(shè)置不滿足電網(wǎng)運(yùn)行方式要求，導(dǎo)致35kV、10kV電壓不同步，很難調(diào)節(jié)35kV、10kV母線電壓均在合格范圍內(nèi)。得出該結(jié)論后，小組成員向變管所提出了《關(guān)于調(diào)整紅河站1#主變35kV檔位的建議》，對(duì)紅河站1#主變35kV檔位進(jìn)行停電調(diào)整。

(4)具體方案

通過(guò)對(duì)各站電壓數(shù)據(jù)收集分析，并向車間領(lǐng)導(dǎo)提出調(diào)整紅河站、龍旺站、旺村站主變35kV側(cè)無(wú)載調(diào)壓開關(guān)的建議。變管所根據(jù)停電計(jì)劃分別安排對(duì)紅河站、龍旺站、旺村站主變進(jìn)行停電調(diào)整35kV側(cè)檔位。

3.2 末端因素2處理方案

(1)原因調(diào)查

經(jīng)檢查DF8003S系統(tǒng)電壓越限報(bào)警所設(shè)的上限值=10.7，下限值=10，這意味著電壓升高至10.7kV或下降到10.0kV時(shí)才會(huì)報(bào)警，而此時(shí)才開始調(diào)壓的話，系統(tǒng)已開始采集不合格點(diǎn)數(shù)，同時(shí)由于調(diào)壓過(guò)程需2～3min電壓才會(huì)恢復(fù)，系統(tǒng)則會(huì)繼續(xù)累計(jì)電壓越限時(shí)間，嚴(yán)重影響電壓合格率，沒有達(dá)到驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。

(2)具體方案

在電壓未達(dá)到上限值(10.7kV)或下限值(10kV)之前提前告警。因此，在DF8003S系統(tǒng)上修改原來(lái)設(shè)置的電壓越限告警值，把電壓越上限報(bào)警值設(shè)定為10.6kV，越下限報(bào)警值設(shè)定為10.1kV，即在電壓準(zhǔn)備越限時(shí)報(bào)警，值班員可以及時(shí)對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。

修改電壓越限報(bào)警設(shè)置后，電壓達(dá)到10.6kV開始報(bào)電壓越上限，低于10.1kV開始報(bào)電壓越下限，此時(shí)就能讓值班員及時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓越限情況，提前開始調(diào)壓，不用等到電壓真正達(dá)到越限值時(shí)才開始調(diào)。

4 效果分析

針對(duì)主要癥結(jié)采取措施后，進(jìn)行效果檢查，對(duì)來(lái)賓網(wǎng)區(qū)2013年9～12月的城市A類電壓合格率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表5所示。

表5 2013年9～12月城市A類電壓合格率

根據(jù)來(lái)賓網(wǎng)區(qū)2013年9～12月城市A類監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓合格率繪制折線圖，與來(lái)賓網(wǎng)區(qū)A類目標(biāo)值及活動(dòng)目標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比。

圖5 2013年9－12月城市A類電壓合格率變化圖

將活動(dòng)前電壓合格率均值、來(lái)賓網(wǎng)區(qū)A類目標(biāo)值及活動(dòng)后(2013年9－12月)電壓合格率均值進(jìn)行對(duì)比分析，如圖6所示。

圖6 城市A類監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓整改前后合格率變化情況

統(tǒng)計(jì)顯示，來(lái)賓網(wǎng)區(qū)城市A類電壓合格率有了明顯的提高，9～12月平均電壓合格率提升至99.97%，超出了來(lái)賓網(wǎng)區(qū)A類目標(biāo)值0.17%，并超過(guò)活動(dòng)目標(biāo)值0.07%。超額完成指標(biāo)值和活動(dòng)目標(biāo)值，達(dá)到了預(yù)期的調(diào)節(jié)目的。

5 結(jié)語(yǔ)

本文首先統(tǒng)計(jì)了來(lái)賓網(wǎng)區(qū)各縣局A、B、C和D類電壓合格率情況，了解來(lái)賓網(wǎng)區(qū)的基本情況;其次，針對(duì)具體站點(diǎn)進(jìn)行調(diào)研，分析導(dǎo)致電壓合格率下降的具體原因，從而采取相應(yīng)措施提高城市電壓合格率。

城市A類電壓合格率的提高，有效帶動(dòng)了綜合電壓合格率的提高，改善了用戶受電端的電壓質(zhì)量。同時(shí)，增加了設(shè)備出力，提高了功率因數(shù)，降低了10kV線路損耗，為我局帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也提高了我局電壓質(zhì)量管理水平，同時(shí)也推動(dòng)了創(chuàng)先工作的發(fā)展。

[1]朱琳.提高電壓合格率有效降低網(wǎng)損[J].農(nóng)村電氣化，2011，(7).

[2]陳韶勇.現(xiàn)有設(shè)備條件下提高電壓合格率的方法[J].供用電，1997，(3).

[3]呂華.縣級(jí)供電企業(yè)電壓合格率管理的研究及探討[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014，(12).

[4]王劍，黃吾康，楊慧，等.有效提高配電網(wǎng)電壓合格率的措施[J].陜西電力，2010，(7).

[5]張曉崢.基于B/S和C/S的電壓合格率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D].華北電力大學(xué)，2012.

[6]張宇鐳，黨琰，賀平安.利用Pearson相關(guān)系數(shù)定量分析生物親緣關(guān)系[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2005，(33).

[7]葛芳君，趙磊，劉俊，等.基于Pearson相關(guān)系數(shù)的老年人社會(huì)支持與心理健康相關(guān)性研究的 Meta分析[J].中國(guó)循證醫(yī)學(xué)雜志，2012，(11).