配電變壓器三相負(fù)荷自動(dòng)調(diào)平技術(shù)方案探究

張 博（國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司綏化供電公司，152000）

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配電變壓器三相負(fù)荷自動(dòng)調(diào)平技術(shù)方案探究

張 博
（國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司綏化供電公司，152000）

摘要：本文闡述配電變壓器負(fù)荷三相不平衡帶來的問題和隱患，并對(duì)常規(guī)的解決方法進(jìn)行技術(shù)比較，在現(xiàn)有自動(dòng)控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)改良以達(dá)到有載調(diào)整三相負(fù)荷平衡的目的，有效的解決三相負(fù)荷不平衡給供電企業(yè)帶來的困擾。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；三相不平衡；負(fù)荷平衡

1　概述

通過估算統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在運(yùn)的變壓器的總?cè)萘考s為3.5×105kVA，由于總臺(tái)數(shù)多，容量又大，所以控制變壓器損耗對(duì)于節(jié)能降損來說非?？捎^。初步統(tǒng)計(jì)，僅在配電變壓器的電能損耗每年就約為30～50太千瓦時(shí)，約占總發(fā)電量的2%左右。在運(yùn)的配電變壓器的材質(zhì)老化、參數(shù)退減、損耗高、缺陷多，運(yùn)行可靠性差等等嚴(yán)重影響節(jié)能降損并威脅配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。這當(dāng)中變壓器低壓側(cè)的負(fù)載不平衡造成的損耗及危害也極為突出。

2　負(fù)荷三相不平衡對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)的危害

1）配變利用率降低，不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。配電變壓器的額定容量是按每相繞組設(shè)計(jì)的，當(dāng)配電變壓器在三相負(fù)荷不平衡狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)按照負(fù)荷大的那項(xiàng)為功率上限，這樣負(fù)荷高一相往往就發(fā)生故障，如接點(diǎn)過熱、缺相、絕緣密封劣化等情況。最重要是變壓器的有功出力降低，當(dāng)大負(fù)荷的情況下，負(fù)荷大的一相達(dá)到滿載，但是其他相沒有滿載，此時(shí)的有功出力僅僅為70-80%。

2）增大系統(tǒng)末端損耗。當(dāng)配電變壓器三相負(fù)荷不平衡時(shí)，中性線會(huì)有零序電流通過，并在鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，增大變壓器內(nèi)部損耗的同時(shí)也增加了線路損耗。

3）給電力設(shè)備安全運(yùn)行帶來隱患。配變?cè)谪?fù)荷不平衡狀態(tài)下運(yùn)行，低壓側(cè)會(huì)生產(chǎn)零序電流。對(duì)于Y，yn0接線的配變高壓側(cè)無(wú)中性線，不會(huì)有零序電流的產(chǎn)生，這時(shí)低壓側(cè)的零序電流所產(chǎn)生的零序磁通無(wú)法抵消。所以，零序磁通只能在變壓器內(nèi)部鐵芯中通過，磁滯和渦流在鐵芯內(nèi)發(fā)熱，這樣會(huì)大大提高設(shè)備的溫度，損壞變壓器絕緣，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)燒損變壓器。

4）易造成用電設(shè)備損壞或不能正常工作。當(dāng)配變負(fù)荷不平衡運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)位移，偏移嚴(yán)重時(shí)相電壓會(huì)升高到線電壓，若此時(shí)恰好線路接地保護(hù)不良，中性線電流所產(chǎn)生的電壓嚴(yán)重會(huì)危及人身安全，同時(shí)電流不平衡會(huì)造成設(shè)備不能正常工作或過電壓燒損電器設(shè)備。

5）負(fù)荷不平衡對(duì)系統(tǒng)電壓的影響。由于負(fù)載的不平衡，運(yùn)行時(shí)變壓器繞組壓降也就不同造成低壓側(cè)出口電壓不同，造成三相所帶用戶端電壓出現(xiàn)偏差，確保其中一相下面用戶電壓在允許范圍內(nèi)，但其他兩相后端的用戶電壓可能就會(huì)偏高或偏低，電壓質(zhì)量不能得到有效保障。

3　常規(guī)的解決措施方法

3.1人工調(diào)整

供電企業(yè)通過強(qiáng)化基礎(chǔ)管理，強(qiáng)化日常監(jiān)測(cè)和巡視、消缺工作。主要方法就是定期對(duì)每個(gè)臺(tái)區(qū)進(jìn)行負(fù)荷測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果判斷是否進(jìn)行調(diào)整。這樣的工作幾乎每個(gè)季度都要進(jìn)行1-2次，季節(jié)性負(fù)荷高峰期測(cè)量調(diào)負(fù)荷的頻率會(huì)更多。這樣的形式人員工

作量增大，負(fù)荷調(diào)整及時(shí)性無(wú)法得到保障，而且會(huì)造成用戶的短時(shí)間停電，無(wú)論從人財(cái)物的哪個(gè)方面出發(fā)都沒有讓效率最大化。

3.2自動(dòng)控制調(diào)整

目前配網(wǎng)大多數(shù)應(yīng)用的自動(dòng)控制裝置，基本原理就是在配變低壓側(cè)出口安裝一種負(fù)荷自動(dòng)平衡調(diào)節(jié)器，它主要由電壓、電流傳感器（互感器原理）、邏輯判斷模塊及控制單元等組成，通過電壓、電流傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出口側(cè)的三相相電壓及相電流，監(jiān)視負(fù)荷側(cè)運(yùn)行工況，再根據(jù)提前在模塊中設(shè)置好的判定切換條件（過壓、低壓等），當(dāng)滿足條件后通過控制單元，將負(fù)荷切換至其他相。這種方式的切換會(huì)有大約200ms-250ms的瞬間失電，切換的過程會(huì)影響用戶的正常用電，對(duì)于對(duì)可靠性要求較高的用戶極為不適用，甚至?xí)驗(yàn)樗查g的開合造成用電設(shè)備的損壞，切換為手動(dòng)方式后，又不允許帶負(fù)荷操作，應(yīng)用起來的效果并不是很好。

4　技術(shù)改良提高自動(dòng)化水平及連續(xù)供電可靠性

4.1自動(dòng)調(diào)壓換相終端

自動(dòng)調(diào)壓換相終端通過電壓、電流傳感器將采集到的實(shí)時(shí)功率、電壓、電流等數(shù)據(jù)通過載波方式發(fā)送至數(shù)據(jù)匯總終端。裝置與傳統(tǒng)自動(dòng)調(diào)平的主要區(qū)別在于加裝一套保持系統(tǒng)，依靠可帶負(fù)荷的中間繼電器及接觸器實(shí)現(xiàn)，即在切換指令下達(dá)后，裝置可以依靠保持系統(tǒng)帶負(fù)荷運(yùn)行2～5ms的時(shí)長(zhǎng)，這期間負(fù)荷開關(guān)就會(huì)在小于2ms的時(shí)間完成切換，用戶不會(huì)有瞬間停電的情況發(fā)生。

4.2數(shù)據(jù)匯總終端

數(shù)據(jù)匯總終端安裝在配變臺(tái)區(qū)，負(fù)責(zé)將變壓器所有分支的采集數(shù)據(jù)收集匯總，并通過通道傳送到系統(tǒng)主站。同時(shí)根據(jù)預(yù)先下達(dá)在系統(tǒng)內(nèi)的定值切換條件進(jìn)行判定，滿足動(dòng)作條件的再將主站下達(dá)的切換命令分派到個(gè)分支開關(guān)，起到數(shù)據(jù)匯總和命令分發(fā)的作用。

5　總結(jié)

綜上所述，可以看出電力系統(tǒng)具備一套負(fù)荷自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)對(duì)其有效的控制電能傳輸過程中的損耗及提高供電電壓水平是極為重要的，依靠上述方法可以最大化的提高配變的經(jīng)濟(jì)利用率，同時(shí)在確保供電可靠性的前提下又提高電壓質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 方恒福、盛萬(wàn)興、王金麗、梁英、王金宇、王思源，配電臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷不平衡實(shí)時(shí)在線治理方法研究，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)2015

[2] 呂忠民、郭占杰，三相負(fù)荷不平衡對(duì)線損的影響，科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015

Research on automatic leveling technology scheme of power distribution transformer

Zhang Bo
（State Grid Heilongjiang Electric Power Co.， Ltd. Suihua power supply company，152000）

Abstract：In this paper，as a result of distribution transformer three-phase load imbalance problems and hidden dangers，and compared the conventional solution to technology， on the basis of the existing automatic control are modified to achieve load adjustment of three-phase load balance， effectively solve the threephase unbalanced load to the power supply enterprise to bring the distress.

Keywords：distribution transformer;unbalanced three-phase;load balance