110 kV福安變電站10 kV F01福儒線電壓質(zhì)量提升

黃勝章

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司陽江供電局，廣東 陽江 529500）

引言

近期95598客戶服務(wù)中心整理出全年用戶抱怨、投訴工單，涉及電壓質(zhì)量的工單占總工單的占比非常大。也就是說，電壓不合格是目前用戶投訴的熱點(diǎn)，是供電部門目前迫切需要解決的難點(diǎn)。用戶集中反映的問題是高峰時(shí)段“飯煮不熟，空調(diào)啟動(dòng)不了，日光燈頻閃”。根據(jù)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)記錄的全縣公變低壓側(cè)電壓數(shù)據(jù)情況來看，低電壓臺(tái)區(qū)集中在110 kV福安變電站10 kV F01福儒線上。10 kV F01福儒線獨(dú)洞臺(tái)區(qū)變壓器低壓側(cè)首端電壓為186 V，電壓偏離正常值-15%。經(jīng)抄表員現(xiàn)場測量，高峰時(shí)段，獨(dú)洞臺(tái)區(qū)低壓線路末端用戶入戶端電壓為171 V，嚴(yán)重地影響了該線路上用戶的正常用電。因此，提高10 kV F01福儒線的運(yùn)行電壓，讓農(nóng)村養(yǎng)殖用戶、居民用戶用上合格、安全的電能，是供電部門的當(dāng)務(wù)之急。

1 10 kV F01福儒線運(yùn)行狀態(tài)及分析

10 kV F01福儒線線路末端電壓偏低，無功補(bǔ)償不足，不能滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求。根據(jù)10 kV F01福儒線線路現(xiàn)狀以及配電網(wǎng)無功補(bǔ)償原則，對(duì)該線進(jìn)行無功集中補(bǔ)償、桿上補(bǔ)償以及用戶側(cè)補(bǔ)償，使得該線路各節(jié)點(diǎn)電壓均符合電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)[1]。

1.1 總體情況

陽西縣位于廣東省西南部沿海地區(qū)，電網(wǎng)總體架構(gòu)比較合理，但仍存在部分10 kV供電線路供電半徑偏大。由于線路長，線徑截面偏小，造成線路末端電壓質(zhì)量不合格。尤其是陽西縣沿海地區(qū)，沿海區(qū)域養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)，負(fù)荷大多為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電，負(fù)荷隨季節(jié)起伏較大，配變?nèi)萘啃∏曳稚?，?fù)荷高峰期間末端電壓嚴(yán)重偏低，造成10 kV線路電壓質(zhì)量極其不穩(wěn)定，10 kV線路線損偏高。10 kV F01福儒線架空線總長47.33 km，電纜總長0.99 km，專變數(shù)量42臺(tái)，容量5 505 kVA，公變數(shù)量31臺(tái)，容量6 785 kVA，用戶總數(shù)量4 671戶。由110 kV福安變電站架設(shè)架空線（LGJ-240）供電至儒洞開關(guān)站（原35 kV儒洞變電站）。

1.2 10 kV F01福儒線電壓情況

根據(jù)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)來看，110 kV福安變電站10 kVF01福儒線出線端電壓值穩(wěn)定控制在10.0～10.7之間，電壓質(zhì)量合格。但從計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)記錄的全縣公變低壓側(cè)電壓數(shù)據(jù)情況來看，負(fù)荷高峰時(shí)段最低電壓低于198 V（單相）的臺(tái)區(qū)10 kV F01福儒線有9個(gè)，占全縣低電壓臺(tái)區(qū)總數(shù)的18%，基本集中在10 kV F01福儒線線路末端。10 kV F01福儒線線路首端各配電變壓器電壓下限在合格范圍內(nèi)，電壓上限已超出了合格范圍，幅值最大的是線路首端的“新圩路口公變”。公變電壓最低的是“獨(dú)洞臺(tái)區(qū)”。經(jīng)抄表員現(xiàn)場測量，高峰時(shí)段，獨(dú)洞臺(tái)區(qū)低壓線路末端用戶入戶端電壓171 V，10 kV F01福儒線線路末端臺(tái)區(qū)居民到戶電壓嚴(yán)重偏離了標(biāo)稱值,嚴(yán)重影響了用戶的正常用電。

1.3 10 kV F01福儒線無功情況

根據(jù)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)來看，110 kV福安變電站10 kV F01福儒線平均無功功率為1 540 kVar。變電站10 kV線母線電壓控制得很穩(wěn)定，但110 kV福安變電站其余各10 kV出線功率因數(shù)卻能穩(wěn)定控制在0.95～0.99之間。而10 kV福儒線一直在0.9以下徘徊。同時(shí)，10 kV F01福儒線沿線各公變臺(tái)區(qū)功率因數(shù)基本在0.9以上。但各專變功率因數(shù)卻參差不齊，功率因數(shù)與所處線路位置沒有關(guān)聯(lián)性，只與專變?nèi)萘坑嘘P(guān)聯(lián)。專變?nèi)萘啃∮?0 kVA的基本是通訊基站，功率因數(shù)基本保持在0.96以上，專變?nèi)萘吭?0～80 kVA的一般為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)養(yǎng)殖用戶，功率因數(shù)平均值為0.69。專變?nèi)萘吭?00 kVA及上的，功率因數(shù)保持在0.85左右。

1.4 10 kV F01福儒線線損情況

10 kV F01福儒線2013年累計(jì)線路率6.49%，是所有10 kV線路最高的。從2013年9月理論線損代表月計(jì)算出的數(shù)據(jù)配網(wǎng)結(jié)果評(píng)價(jià)表也可以看出，10 kV F01福儒線配線損耗偏大，線損理論值達(dá)到5.81%，全網(wǎng)最高，給出配網(wǎng)評(píng)價(jià)是：偏大（負(fù)荷稀疏地區(qū)）。從福儒線主干線線徑來看，儒洞開關(guān)站前3.5公里架空進(jìn)線為鋼芯鋁絞線LGJ-240，月運(yùn)行最大運(yùn)行電流值是 279 A（4218/1.732/10/0.872），遠(yuǎn)未達(dá)到該線路允許的最大電流610A。儒洞開關(guān)站主要出線為壽場線，其主干線路線徑為鋼芯鋁絞線LGJ-150，該分支線路配變總?cè)萘? 500 kVA，占10 kV F01福儒線線路配變總?cè)萘康?1%，線路電流亦遠(yuǎn)沒有超過安全值。配電線路負(fù)載率不高，線損卻偏高，剔除管理方面原因外，影響配電線路損耗主要成因是線路供電半徑過大，迂回供電，以及該線路末端電壓偏低。

2 變電站及開關(guān)站無功補(bǔ)償

110 kV福安變電站主變?nèi)萘繛?0 000 kVA，無功補(bǔ)償裝置總?cè)萘繛? 000 kVar，使用AVC控制系統(tǒng)，按10 kV母線電壓值為10.0～10.7的策略，自動(dòng)控制各種設(shè)備參數(shù)從而改善電網(wǎng)電壓水平。根據(jù)系統(tǒng)記錄的參數(shù)來看，AVC系統(tǒng)很好地限制了10 kV母線電壓波動(dòng)幅度。10 kV母線電壓平均控制在10.5左右，不能再通過無功補(bǔ)償了提高10 kV福儒線的功率因數(shù)。儒洞開關(guān)站10 kV配電房開關(guān)柜處原有無功補(bǔ)償柜一套，補(bǔ)償總?cè)萘繛? 800 kVar。因退出運(yùn)行2年，經(jīng)廠家檢測維修后，已重新投入運(yùn)行。因儒洞開關(guān)站位于線路首端距離變電站3.5 km處，故補(bǔ)償效果不明顯[2]。

3 10 kV F01福儒線線路無功補(bǔ)償

無功補(bǔ)償優(yōu)化過程中，一般要遵循的原則是：“分散補(bǔ)償和集中補(bǔ)償相結(jié)合”。通過對(duì)線路無功優(yōu)化分析計(jì)算后，首先要確定補(bǔ)償模式，然后再確定補(bǔ)償點(diǎn)和補(bǔ)償容量。10 kV F01福儒線沿線各公變臺(tái)區(qū)功率因數(shù)基本在0.9以上，現(xiàn)除了個(gè)別設(shè)備故障外，低壓無功補(bǔ)償柜基本已將公變臺(tái)區(qū)的功率因數(shù)控制在0.9及以上。而專變用戶因?yàn)閷?shí)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法，報(bào)裝容量在100 kVA及以上的工業(yè)、非工業(yè)以及農(nóng)業(yè)用戶按功率因數(shù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)0.8～0.9來考核，故這部分專變用戶因?yàn)樯婕白约旱慕?jīng)濟(jì)利益緣故，會(huì)比較注重電力設(shè)備的無功補(bǔ)償情況，其功率因數(shù)基本達(dá)到考核標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)別大型用電企業(yè)甚至達(dá)到0.95以上。而報(bào)裝容量在100 kVA的專變用戶因不用執(zhí)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法，故大多不愿意“額外”地提供資金對(duì)無功進(jìn)行就地補(bǔ)償。報(bào)裝容量在100 kVA以下的，通訊基站用戶用電設(shè)備一般為阻性負(fù)載，而且三大通訊公司也注重信號(hào)發(fā)射基站的用電電能質(zhì)量，故其變壓器功率因數(shù)基本控制在0.96以上。而其他用戶變壓器功率因數(shù)基本在0.7左右，有的甚至低至0.235[3]。

根據(jù)上述分析，10 kV F01福儒線線路無功優(yōu)化計(jì)算可以省略公用變壓器、通訊基站以及100 kVA及以上的專變用戶。具體補(bǔ)償方式宜結(jié)合以下客觀實(shí)際情況來開展：

1）補(bǔ)償點(diǎn)宜少。結(jié)合線路實(shí)際情況，補(bǔ)償點(diǎn)安裝在距線路電源側(cè)2/3處，該處剛好是2條主要分支線T節(jié)點(diǎn)，也是負(fù)荷中心。

2）控制方式從簡。根據(jù)之前本地區(qū)的配網(wǎng)運(yùn)行記錄，控制方式過于復(fù)雜，補(bǔ)償設(shè)備日常維護(hù)只能依賴廠家技術(shù)員，基層人員技術(shù)水平有限，而一旦廠家售后因點(diǎn)多面廣跟蹤不到位的話，高價(jià)的補(bǔ)償設(shè)備將是擺設(shè)。

3）補(bǔ)償容量不宜過大。電線桿上安裝設(shè)備的空間非常有限，也影響線路安全運(yùn)行。根據(jù)變電站運(yùn)行記錄以及計(jì)算，補(bǔ)償度按0.95，計(jì)算補(bǔ)償容量為987 kVar，選用900 kVar的型號(hào)。設(shè)備接線非常簡單，每相僅接入一組電容器組。

4）保護(hù)方式從簡。選用配電網(wǎng)普遍采用的保護(hù)元件跌落式熔斷器和氧化鋅避雷器作為無功補(bǔ)償?shù)谋Ｗo(hù)接入，分別對(duì)過流和過電壓的進(jìn)行有效保護(hù)。

4 配電變壓器低壓側(cè)無功補(bǔ)償

4.1 專變用戶

針對(duì)業(yè)擴(kuò)新報(bào)裝的高壓專變用戶，要做好用戶設(shè)備接入電網(wǎng)前的管理工作，從業(yè)務(wù)受理、現(xiàn)場勘查、供電方案的確定、業(yè)擴(kuò)工程設(shè)計(jì)及審核、接入設(shè)備配套補(bǔ)償容量大小、施工過程監(jiān)控以及竣工驗(yàn)收等方面嚴(yán)格審核把關(guān)，確保電網(wǎng)的可靠性和電壓合格率。對(duì)于已送電的SN≥100 kVA的專變用戶，嚴(yán)格執(zhí)行因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法。對(duì)未納入功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法考核范圍的小容量專變用電客戶可按照《供電營業(yè)規(guī)則》規(guī)定執(zhí)行，凡功率因數(shù)未能達(dá)到上述規(guī)定入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的用戶，已送電的，由用電檢查班進(jìn)行例行檢查，并及時(shí)向用戶發(fā)出《用電檢查通知書》及《違約用電通知書》督促其限期整改，采取必要措施提升其設(shè)備功率因數(shù)。對(duì)限期內(nèi)仍未能按要求進(jìn)行整改的用戶，應(yīng)經(jīng)申請(qǐng)審批后，按停電程序中止對(duì)其供電。

4.2 公變臺(tái)區(qū)

從系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)來看，10 kV F01福儒線沿線各公變臺(tái)區(qū)功率因數(shù)基本在0.9以上，除個(gè)別臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷不平衡導(dǎo)致欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償外，其余無功補(bǔ)償基本到位，需要加強(qiáng)日常的巡查維護(hù)即可。

5 低壓主干線無功補(bǔ)償

在運(yùn)行公變臺(tái)區(qū)已投運(yùn)的無功補(bǔ)償裝置是為了解決三相供電為主的配電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償問題，它的投人開關(guān)幾乎都是三相的，補(bǔ)償控制也是采樣某一相的功率因數(shù) (或無功電流)，作為三相功率因數(shù)（或無功電流），并以此為依據(jù)投切三相電容。

為有效解決“獨(dú)洞臺(tái)區(qū)”無功補(bǔ)償不足以及三相負(fù)載不平衡的問題，考慮在“獨(dú)洞臺(tái)區(qū)”低壓三相主干線線路末端安裝“調(diào)整不平衡無功補(bǔ)償箱”。同時(shí)要把關(guān)好對(duì)新報(bào)裝的單相用戶接入工作，接入時(shí)要求用鉗形電流表先測量各相即時(shí)電流，以及綜合計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，將新負(fù)荷接入電流比較小的一相。