EQC裝置在三相不平衡中的應(yīng)用

章晨璐，陳燁樺，陸岷

（國(guó)網(wǎng)浙江杭州市蕭山區(qū)供電有限公司，浙江 杭州 311200）

0 引言

社會(huì)的發(fā)展，三相電器的普及，用戶負(fù)荷的不均衡導(dǎo)致變壓器的三相負(fù)荷不平衡，會(huì)引起公變單相重載、過載、超載等情況[1]。在配電網(wǎng)三相四線制供電線路中,臺(tái)區(qū)三相不平衡將會(huì)產(chǎn)生很多不利影響：增加配變的損耗；增加線路損耗；不平衡嚴(yán)重時(shí)可能燒毀整個(gè)變壓器；此外三相電流不平衡將會(huì)產(chǎn)生中性點(diǎn)位移，單相電壓有可能升高到線電壓，如果接地保護(hù)不好，中性線電流產(chǎn)生的電壓有可能危機(jī)人身安全[2]。其次三相電流不平衡將會(huì)產(chǎn)生單相過載及低電壓現(xiàn)象，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量。

蕭山公司因區(qū)域內(nèi)工業(yè)發(fā)展迅速，家庭小作坊負(fù)荷及居民家中出租戶的夏冬兩季空調(diào)負(fù)荷的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致轄區(qū)內(nèi)臺(tái)區(qū)的三相不平衡問題較為突出。鑒于配變?nèi)嚯娏鞑黄胶鈱?huì)產(chǎn)生很多不利影響以及用戶對(duì)配電網(wǎng)可靠性要求越來越高，如何提高配網(wǎng)供電可靠性，減少臺(tái)區(qū)的三相不平衡情況，是當(dāng)前面臨的重要問題。

針對(duì)臺(tái)區(qū)三相不平衡情況，對(duì)轄區(qū)內(nèi)臺(tái)區(qū)三相不平衡開展專項(xiàng)監(jiān)測(cè)、治理，對(duì)于三相負(fù)荷搭接不合理導(dǎo)致的，通過智能公用臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析三相電流的情況，現(xiàn)場(chǎng)排除各相用戶數(shù)據(jù)，合理安排各相負(fù)荷的搭接，從而達(dá)到三相平衡的效果。對(duì)于已合理安排各相負(fù)荷的搭接而未達(dá)到三相平衡效果的臺(tái)區(qū)，因其具有無規(guī)律型和特殊時(shí)段型，基本上無法通過負(fù)荷調(diào)節(jié)的措施達(dá)到三相平衡的效果，引入浙江中新電力的智能臺(tái)區(qū)電能質(zhì)量綜合治理裝置（簡(jiǎn)稱EQC），通過安裝EQC裝置這一手段來達(dá)到臺(tái)區(qū)三相平衡目的。

1 建設(shè)目標(biāo)

在蕭山公司區(qū)域內(nèi)試點(diǎn)線路的公變臺(tái)區(qū)安裝居民用電信息采集裝置，采用配變采集終端、低壓無線采集器的方式進(jìn)行用電信息采集。同時(shí)實(shí)現(xiàn)集配變參數(shù)監(jiān)測(cè)、保護(hù)、計(jì)量、通信、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償控制、諧波抑制和三相不平衡治理于一體的數(shù)字化、智能化臺(tái)區(qū)[3]。以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功功率、消除諧波畸變、治理各相電壓不對(duì)稱和消除電壓波動(dòng)和閃變，提高供電可靠性和電能質(zhì)量，完善網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)傳輸方案，做到遠(yuǎn)方監(jiān)控和統(tǒng)一指揮，滿足農(nóng)網(wǎng)智能化建設(shè)需求。

（1）實(shí)現(xiàn)營(yíng)銷計(jì)量、抄表、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)化和適應(yīng)市場(chǎng)變化、快速反映客戶需求的營(yíng)銷機(jī)制建設(shè)需求；及時(shí)、完整、準(zhǔn)確掌控電力用戶信息，為企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理各環(huán)節(jié)的分析、決策提供支撐；為營(yíng)銷體制改革和電價(jià)政策調(diào)整提供技術(shù)支撐，適應(yīng)營(yíng)銷管理的發(fā)展需求[4]。

（2）有載調(diào)壓調(diào)容變壓器。在本項(xiàng)目中我們將試點(diǎn)采用有載調(diào)壓調(diào)容變壓器。調(diào)壓調(diào)容變壓器的控制箱可設(shè)置遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)和就地調(diào)節(jié)，在本項(xiàng)目中使用遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)和自動(dòng)調(diào)節(jié)的方式。

（3）電能質(zhì)量治理。在本項(xiàng)目中，無功補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無功投切。通過智能配變終端對(duì)電能質(zhì)量綜合治理設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，以達(dá)到諧波質(zhì)量、調(diào)節(jié)三相不平衡、無功補(bǔ)償?shù)囊蟆Ｖ饕娙萜餮a(bǔ)償（有濾波要求的臺(tái)區(qū)包含電容器補(bǔ)償和濾波器兩部分）。電容器組選用自愈式低電壓并聯(lián)電容器，所有技術(shù)指標(biāo)及功能、性能均符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求[5]。無功補(bǔ)償單元能實(shí)現(xiàn)精細(xì)三相共補(bǔ)、分相補(bǔ)償或三相共補(bǔ)與分相補(bǔ)償相結(jié)合的混合補(bǔ)償模式。投切電容器采用智能型低壓復(fù)合開關(guān)，具有無觸點(diǎn)，無涌流、無諧波注入等優(yōu)點(diǎn)，具備完善的上電自檢保護(hù)、缺相保護(hù)、停電保護(hù)、運(yùn)行及故障狀態(tài)指示等功能；補(bǔ)償電容器選用低壓自愈式帶自放電電阻的電容器，電容器在額定電壓切除后，3分鐘之內(nèi)能將留存殘壓控制在50V以下[6]。濾波器通過逆變產(chǎn)生反相的補(bǔ)償電流流入電網(wǎng)，實(shí)時(shí)濾除電網(wǎng)中的諧波，可以對(duì)電網(wǎng)中的諧波、無功和三相不平衡同時(shí)補(bǔ)償及治理，也可單獨(dú)補(bǔ)償或治理。

（4）智能配變終端。在變壓器上安裝智能配變終端，實(shí)現(xiàn)設(shè)備（變壓器、開關(guān)）監(jiān)測(cè)、無功補(bǔ)償、電量抄錄、設(shè)備異常報(bào)警、遠(yuǎn)程通信等功能；實(shí)現(xiàn)農(nóng)村配電網(wǎng)的電能質(zhì)量治理，降低電網(wǎng)損耗，提高電能質(zhì)量。

2 配變?nèi)嗖黄胶庵卫?/h2>

2.1 加裝EQC裝置

對(duì)于任何的三相不平衡負(fù)荷，通過適當(dāng)?shù)牟⒙?lián)無功補(bǔ)償都可以使三相系統(tǒng)的線電流稱為三相完全堆成的純有功電流[7]。

EQC裝置采用先進(jìn)的大功率全控型電力電子技術(shù)，可以快速連續(xù)補(bǔ)償無功,準(zhǔn)確控制系統(tǒng)電壓和功率因數(shù),濾除電力諧波凈化電源，平衡三相負(fù)荷,可有效降低線路損耗[8-10]，延長(zhǎng)電力設(shè)備使用壽命，綜合解決配網(wǎng)中的無功、諧波、電壓波動(dòng)以及三相不平衡等主要電能質(zhì)量問題。利用EQC的特點(diǎn)，將該裝置應(yīng)用于蕭山區(qū)域的三相不平衡治理。該裝置目前已在供電所應(yīng)用2臺(tái)，臺(tái)區(qū)基本情況見表1。

表1 三相不平衡調(diào)節(jié)裝置EQC試點(diǎn)臺(tái)區(qū)基本情況表Tab.1 Basic condition table of three-phase unbalanced adjustment device EQC pilot station

2.2 結(jié)果分析

圖1 大湯塢1#變EQC裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝圖Fig.1 Site installation diagram of 1# EQC device in Datangwu dock

圖2 大湯塢1#變EQC安裝前數(shù)據(jù)情況Fig.2 Data conditions before installation of 1# EQC in Datangwu dock

圖3 大湯塢1#變EQC安裝后數(shù)據(jù)情況Fig.3 Data situation after installation of 1# EQC in Datangwu dock

案例分析:以臨浦大湯塢1#變臺(tái)區(qū)為例，該臺(tái)區(qū)電力用戶主要為居民日常生活用電，具有迎峰度夏期間因空調(diào)負(fù)荷激增而三相負(fù)荷不平衡的特點(diǎn)，分析其歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其三相不平衡度超過25%，因此在該臺(tái)區(qū)加裝EQC裝置，現(xiàn)場(chǎng)安裝圖如圖1所示。安裝前后臺(tái)區(qū)負(fù)荷電流數(shù)據(jù)如圖2和圖3所示。

由圖2和圖3結(jié)果可見，臺(tái)區(qū)三相不平衡問題在EQC調(diào)節(jié)裝置啟動(dòng)后均得到了有效的改善，裝置的應(yīng)用效果明顯，基本上達(dá)到三相平衡的效果，安排EQC裝置來達(dá)到臺(tái)區(qū)三相平衡目的，效果顯著。

此外，本調(diào)節(jié)裝置還可以實(shí)時(shí)測(cè)量信息(電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)、漏電保護(hù)電流等等)，在事件發(fā)生時(shí)進(jìn)行告警，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)漏電保護(hù)信息。在必要時(shí)，可對(duì)漏電保護(hù)側(cè)的分路開關(guān)進(jìn)行遙控處理。

3 結(jié)論

利用EQC先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)低壓臺(tái)區(qū)進(jìn)行了三相不平衡的治理。通過在試點(diǎn)運(yùn)行臺(tái)區(qū)上EQC裝置的試運(yùn)行，臺(tái)區(qū)三相不平衡問題在調(diào)節(jié)裝置啟動(dòng)后均得到了有效的改善，裝置的應(yīng)用效果明顯，為臺(tái)區(qū)三相不平衡的解決提供了技術(shù)支持。

本文利用EQC裝置治理三相不平衡的方法，利用現(xiàn)有營(yíng)配貫通的成果數(shù)據(jù)，公變終端數(shù)據(jù)以及低壓數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)，將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析與整合，為治理三相不平衡臺(tái)區(qū)，減少線損提高用電可靠性提供了新的思路。此應(yīng)用具備較高的投入產(chǎn)出比，具備推廣應(yīng)用價(jià)值。對(duì)促進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)有著非常好的促進(jìn)作用，對(duì)落實(shí)國(guó)家電網(wǎng)公司各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的智能電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。