面向35kV配電網運行監測的關鍵技術及其應用

【摘要】電力網的運行電壓對電力網中各元件的空載損耗均有影響，一般在35kV及以上供電網絡中，提高運行電壓1%，可降損1.2%左右。提高電網電壓水平，主要是搞好全網的無功平衡工作，其中包括提高發電機端口電壓，提高用戶功率因數，采用無功補償裝置等。本文將主要探討面向35kV配電網運行監測的關鍵技術及其應用。

【關鍵詞】35kV配電網;運行監測;關鍵技術

在電網實際運行中，除了個別連續性生產的工業專線帶有平穩用電負載外，大部分配電饋線都是變動負載，在不同時刻配電網絡的損失率各不相同;也由于在不同負載下其可變損耗與固定損耗的比例各不相同，則電壓調整對不同負載時區的損失率影響的效果也各不相同。將變壓器安裝在負載中心點和在無功平衡的前提下調整變壓器的分接頭[1]。由于空載損耗約占總損耗的50%～80%，特別是在深夜，因負載低，空載損耗的比例更大，所以應根據用戶對電壓偏移的要求，適當降低電壓運行。對于低壓電網其空載損耗很少，宜提高運行電壓[2]。在電網運行中，大量采用有載調壓設備可以在不同的負載情況下合理地調整電網的運行電壓。

1.35kV變電所的主接線

（1）變電所的主接線，應根據變電所在電力網中的地位、出線回路數、設備特點及負荷性質等條件確定并應滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節約投資和便于擴建等要求。

（2）當能滿足運行要求時，變電所高壓側宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。

（3）35kV線路為兩回及以下時，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線。35kV線路為8回及以下時，亦可采用雙母線接線。

（4）在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV主接線中，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路設施。當有旁路母線時，首先宜采用分段斷路器或母聯斷路器兼作旁路斷路器的接線。當35kV線路為8回及以上時，可裝設專用的旁路斷路器。

（5）當變電所裝有兩臺主變壓器時，6～10kV側宜采用分段單母線。線路為12回及以上時，亦可采用雙母線。當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路設施。當6～35kV配電裝置采用手車式高壓開關柜時，不宜設置旁路設施。

（6）當需限制變電所6～10kV線路的短路電流時，可采用下列措施之一：變壓器分列運行;采用高阻抗變壓器;在變壓器回路中裝設電抗器。

（7）接在母線上的避雷器和電壓互感器，可合用一組隔離開關[3]。

2.運行電壓與供用電設備之間的關系

運行電壓的變化與系統供電設備損耗的關系是很復雜的，它不但影響整個系統的安全經濟運行，而且對系統的各供用電設備的影響也很大。主要表現在如下幾點：

（1）當實際的輸送功率大于該網絡（或該線路）的經濟輸送功率時，適當提高運行電壓可取得降損效果，反之，則降低運行電壓有利。

（2）在輸送功率一定的前提下，當Cgt;1時，提高運行電壓有降損效果;當Clt;1時，降低運行電壓有利。

（3）對于網絡中主要設備、線路和變壓器，其使用年限和壽命，主要與其過負載能力、運行的溫度和運行電壓三大因素有關。就運行電壓而言，過高的提高電壓，將使其絕緣老化程度加劇。必然要降低其使用壽命，甚至在產生過電壓時被擊穿損壞。

（4）電容器提高運行電壓可以增加其出力;但它的使用年限卻與運行電壓的7～8次方成反比。如運行電壓提高10%，其使用壽命就會降低一半。故規程中規定，電容器的工作電壓超過10%時，要自動切除。

（5）根據異步電動機的運行特性，當負載在80%以下時，在頻率廠不變的情況下，轉矩與電壓的平方成正比。而磁轉矩是通過電流的升高來達到平衡的，即電壓的升高，磁化電流將增大。所以提高運行電壓，電流非但不會下降，反而會上升[4]。目前在農村配電網中，小型異步電動機的負載率一般在50%～70%之間，甚至更低。因此，電壓的升高只會使電流上升，損耗增大，對降損節電是不利的。故對負載端的電動機用戶來說，應保持在額定電壓下運行為佳。而盲目的提高運行電壓，不但增加了耗電量，而且也加劇了電動機的老化并降低其使用壽命。

3.面向35kV配電網運行監測的關鍵技術及應用

注意監測電網諧波含量，適時調整并聯電容器及其串聯電抗器參數。在快速發展的電網中，隨著系統的發展和各類用戶負荷的投入，會引起配電網諧波的變化，應定期對系統和用戶側的諧波狀況進行監測。根據電網參數及諧波變化情況，及時對并聯電容器及其串聯電抗器參數的配置進行驗算，必要時作適當調整，避免因諧波含量過大引起電容器損壞。具體原則是電網諧波含量較小時配小電抗器（1%以內），主要為5次及以上諧波（3次諧波小）時，配（4.5-6.0）%的電抗器;主要為3次及以上、無3次以下諧波時，配（12～13）%的電抗器，也可以考慮（4.5～6.0）%和（12～13）%的電抗器混裝。有3次以下諧波時應特殊設計，或根據系統諧波及系統短路阻抗計算后進行配置，使裝置盡可能地遠離該諧波的諧振點，同時對主要諧波源負荷點，應要求在負荷側裝設濾波裝置[5]。

（2）選擇合適設計場強的電容器，提高電容器運行可靠性。當系統（或變電站）負荷中各種電子非線性負荷增長較快，造成諧波污染現象日趨嚴重時，一方面要加強諧波源的監測和治理工作，另一方面，在電容器組訂貨時對產品場強提出明確要求，選擇合適設計場強的電容器。對國產集合式電容器的設計場強要求控制在50kV/mm以下。

4.結論

總而言之，35kV配電系統在運行中由于受到諸多因素的影響，加上系統本身的復雜性，不可避免地發生線路故障，從而影響35kV配電系統的正常運行，為此，需要相關人員，做好故障分析，從中找到具體原因，并采取措施加以解決，確保35kV配供電系統運行的安全、可靠性，進而創造更好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]孫河民.35kV線路斷線及相繼故障的處理[J].中國高新技術企業，2014，11：125-127.

[2]喬占俊.35kV城網中性點經消弧線圈并聯電阻接地方式下弧光接地過電壓研究[J].華北科技學院學報，2014，05：47-52.

[3]陳紅光，劉渝根，黃曉剛，等.35kV配電網消弧線圈的應用研究[J].高壓電器，2013，03：29-35.

[4]徐汝俊，劉晨.35kV配電網故障定位方法的研究[J].河南電力，2013，01：40-42.

[5]孫亞洲，王超.35kV 配電網防雷技術研究[J].中國電業（技術版），2013，12：30-32.