提高10 kV 配電線路供電電能質(zhì)量水平的技術措施

黃 偉

（國網(wǎng)陜西省電力公司漢中供電公司，陜西 漢中 723000）

0 引 言

保證10 kV 配電線路供電電能質(zhì)量是關鍵性的工作。目前，國內(nèi)正在積極建設和改造配電網(wǎng)，力圖全面解決戶均供電容量低。安全隱患多等問題。因此，本文重點討論了提高10 kV 配電線路供電質(zhì)量的技術措施，以供參考。

1 供電電能質(zhì)量指標

根據(jù)相關標準，供電電能質(zhì)量指標，如表1 所示。

首先，供電電壓允許偏差方面，在GB12325 中規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運行條件下，用戶受電段供電電壓允許偏差在±7%，該值為10 kV 配電系統(tǒng)的設計提供了依據(jù)。不符合這一要求的可認定為電壓偏差。針對電壓偏差可以通過就地進行無功功率補償來改善。調(diào)整無功功率補償量可以在一定程度上解決電壓偏差問題，因為大部分情況下，電壓偏差的源頭是無功負荷的變化，采取這種方式可以從源頭上控制電壓偏差。同時，可采用有載調(diào)壓變壓器來調(diào)節(jié)，因為無功補償一般并不能解決所有的電壓偏差問題[1]。

表1 供電電能質(zhì)量指標示意

其次，電壓波動。關于電壓波動，在相關標準中是指運行過程中從供電網(wǎng)中取用快速變動功率的負荷。在日常的工作中，常將這一類負荷稱為沖擊負荷或者是非線性沖擊負荷。這一類負荷具有功率波動性，導致電壓波動，可能產(chǎn)生閃變，非線性可能產(chǎn)生諧波，功率因素偏低。電壓波動是引起閃變的關鍵，談及電壓波動首先要考慮其引起的閃變，閃變是燈光照度不穩(wěn)定狀態(tài)的視感，波動危害程度依據(jù)閃變的水平。

最后，三相供電電壓允許不平衡度。實際在配電線路中，三相的負荷是不平衡的，但需要盡可能地保持平衡。三相不平衡會對各種電氣設備產(chǎn)生不同方面的不良影響。例如，對于變壓器，如果控制最大相電流是額定電流，變壓器會局部過熱，同時還會伴生磁路不平衡，大量漏磁通過箱壁使其發(fā)熱等。在實踐中，如果變壓器在額定負荷下電流不平衡度達到10%，變壓器的絕緣壽命將縮短16%。

2 提高10 kV 配電線路供電電能質(zhì)量水平的技術措施

2.1 提高10 kV 配電線路供電質(zhì)量的思考

結合當前配電網(wǎng)建設與改造的形勢，在提高10 kV配電線路供電電能質(zhì)量水平方面，優(yōu)先考慮進行智能化改造。

目前，配電網(wǎng)自動化的建設已經(jīng)白熱化。配電網(wǎng)自動化是利用現(xiàn)代電子信息技術、電力通信技術及計算機技術等來保證配電網(wǎng)的正常運行以及在配電網(wǎng)故障情況下對電力系統(tǒng)進行保護、檢查以及控制等。配電網(wǎng)自動化能在一定程度上提高配電線路供電電能質(zhì)量。例如，廣東金融新區(qū)試點了智能配電網(wǎng)自愈控制技術。通過該技術的運用，該區(qū)供電可靠性高達99.99%，每年平均停電時間只有0.51 min。

提高10 kV 配電線路供電質(zhì)量，務必要考慮供電可靠性指標。供電可靠性是供電系統(tǒng)在持續(xù)供應電能方面的能力，對于供電公司而言是非常重要的一項考核指標，直接反應了電力供應在國民經(jīng)濟電能需求上的滿足程度，它以供電可考慮、用戶平均停電時間、平均停電次數(shù)以及平均故障停電次數(shù)為衡量指標[2]。

配電網(wǎng)自動化可以提升供電可靠性，不同地區(qū)供電可靠性如圖1 所示。

圖1 不同地區(qū)供電可靠性

由圖1 可知，國內(nèi)北京、上海等發(fā)達地區(qū)，用戶平均停電時間段，基本可以達到美國等發(fā)達國家的程度，供電可靠性一定程度上是比較理想的，但是如果和日本相比較，則能夠看出供電可靠性實際并不高。這是因為我國在配電網(wǎng)自動化建設上起步比較晚，全國的配電網(wǎng)自動化覆蓋率并不高。

目前，國內(nèi)已經(jīng)形成了以SCADA 為主的自動化系統(tǒng)，包括RTU 服務器（前置機服務器）、SCADA服務器、MMI（調(diào)度工作站）、報表工作站、DA 服務器、GIS 服務器及NAP。根據(jù)Q/GDW11184—2014 的規(guī)定，配電網(wǎng)自動化至少要包括主站、子站、配電終端及通信網(wǎng)絡，主要面向?qū)ο笫?0 kV 及以下中低壓電網(wǎng)。

在配電網(wǎng)自動化建設中，要考慮好配電網(wǎng)絡建模和拓撲、配電潮流、負荷建模以及校準、網(wǎng)絡結構優(yōu)化等來實現(xiàn)DMS 的高級應用，并且預留GIS 接口、PTI 接口、大屏顯示接口、FTU 接口、子站結構 及SAP 接 口 等。DMS 中DA+SCADA 以 及 配 電高級應用由SPIDER 系統(tǒng)平臺支撐，GIS 系統(tǒng)則由GE SMALLWORLD 系統(tǒng)平臺支撐，TCM 系統(tǒng)則由CADOPS 系統(tǒng)平臺支撐。

2.2 實現(xiàn)堅強電網(wǎng)建設

配電網(wǎng)自動化一定程度上可以提升10 kV 配電線路的供電電能質(zhì)量，但自動化也并非萬能的，必須要有堅強電網(wǎng)支撐。

首先，科學選擇配電變壓器以及科學規(guī)劃線路。因為10 kV 配電網(wǎng)是主要面向用戶的配電網(wǎng)，線路中的變壓器應選擇容量小的變壓器，但需要點密布，半徑短。10 kV 配電網(wǎng)架設中，線路承載容量應該在1.6 ～1.9，取1.7?；诖丝紤]，變壓器可選S11 以上型號的變壓器，在某些不適合使用油侵變壓器的地方，可選擇干式變壓器?？紤]季節(jié)的變化，為保證變壓器能夠穩(wěn)定工作，一般應配置一大一小兩個配電變壓器并進行并聯(lián)，或者是使用有載調(diào)壓變壓器。因為變壓器容量較小，在線路規(guī)劃時，需要考慮好變壓器的安裝位置，科學地規(guī)劃線路，同時要考慮好使用的線材，導線，特別是主干線路導線的類型最好統(tǒng)一，最多不超過3 種，選擇導線要充分考慮長期供電計劃。在線路布設中要考慮線路周遭環(huán)境，靈活地進行線路布置[3]。

其次，在正常的電壓下，變壓器的輸出電源是比較穩(wěn)定的。當空載損耗處在能量守恒的狀態(tài)下，如果變壓器負荷發(fā)生變化，負荷損耗就會發(fā)生，變壓器負荷與電流負荷呈正相關。當然，一般這種情況可以歸納為三相負荷不平衡，變壓器的負荷損耗就是三相變壓器的負荷損耗之和，三相平衡變壓器損耗會非常小，但不平衡損耗會非常大，因此要對三相負荷進行調(diào)整，保證三相平衡度在合理范圍內(nèi)。

最后，要進行必要的無功補償。有載調(diào)壓變壓器并不能解決所有的電壓偏差問題，無功補償同樣不行，但相互之間可以進行補充，而無功補償?shù)墓β室蛩匾话阍?.90 ～0.95。以此為基準，在10 kV 配電線路運營中，要堅持統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、全網(wǎng)操作、分級補償?shù)脑瓌t，將集中補償和分級補償結合使用，制定靈活的無功補償策略。

3 結 論

提升10 kV 配電線路供電電能質(zhì)量要以相關標準為基準，確保供電電能質(zhì)量符合標準要求。根據(jù)標準，提高10 kV 配電線路的電能質(zhì)量所采取的技術措施，一般要解決電壓偏差、電壓波動、三相不平衡等問題，并且要結合當前技術發(fā)展趨勢，探索配電網(wǎng)自動化，構建堅強配電網(wǎng)。