新型低壓線路調壓器在“低電壓治理”中的應用及降損效果分析

楊 昀 王慶斌（廣東電網有限責任公司云浮供電局，廣東 云浮 527300）

新型低壓線路調壓器在“低電壓治理”中的應用及降損效果分析

楊 昀 王慶斌
（廣東電網有限責任公司云浮供電局，廣東 云浮 527300）

本文通過低壓調壓器的分析對比，詳細介紹了新型低壓線路調壓器的功能、原理，及其在低電壓治理中的應用和節能效果，為相關技術人員提供了一個進行低電壓治理的有效途徑。

家用穩壓器；低壓線路調壓器；應用實例

1 小功率家用穩壓器

隨著電功率家用電器（如：冰箱、空調等）的應用和普及，居民用電功率明顯提高，低壓供電線路的供電能力明顯下降，線路末端“低電壓”現象非常突出，造成部分家用電器無法正常使用。為此，出現了繼電器式小功率的家用穩壓器，針對單臺家電設備進行穩壓供電，以維持該設備的正常運行。

小功率家用穩壓器的工作原理如圖1所示。

該穩壓器是利用繼電器分接自耦變壓器的不同抽頭進行調壓的。其功率約為1kW左右，該穩壓器結構簡單，造價低廉，但其每一次繼電器動作換擋調壓時，都會造成一個電壓瞬時中斷，同時在繼電器觸點上還會產生火花干擾。若繼電器觸頭質量稍次，極易引起燒毀事故。

2 大功率家用穩壓器

由于小功率家用穩壓器只能針對單臺家電設備（如冰箱）進行電壓調節，為使一個家庭中的其它電氣設備也能正常使用，同時又能克服調壓過程的瞬時斷電缺點，出現了較大功率的碳刷式家用穩壓器，其工作原理如圖2所示。

該穩壓器是通過碳刷在線圈上滑動接觸，來改變自耦變壓器抽頭進行調壓的。其功率約為3kW～10kW，該穩壓器避免了繼電器調壓方式的電壓瞬時中斷現象。但碳刷在不斷的移動中會慢慢磨損變薄，脫落的碳粉會影響絕緣，當碳刷接觸不良時會產生火花，嚴重時會出現短路故障。碳刷的機械運動響應較慢，負荷突變時，可能導致電壓瞬間的突升與突降，這將間接影響用戶電器的使用壽命。

3 新型低壓線路調壓器

由于上述兩類家用穩壓器，主要應用于居民家庭內部，其數量龐大、隱患明顯、又無專業人員維護，因此造成電氣故障頻發、存在嚴重的電氣安全隱患。

為此，由合肥華威自動化有限公司，利用先進的現代科學技術，推出了新型低壓線路調壓器。

該調壓器串聯在低壓供電線路中，根據具體用戶的負荷功率，可同時為數戶、十數戶、甚至數十戶的居民提供穩定的工作電壓，由專業的人員進行安裝和運維，不但有效解決了線路末端的“低電壓”問題，同時杜絕了用戶的電氣安全隱患，提高了低壓線路的電壓合格率，實現了低壓配網的經濟運行。

圖1 220V家用穩壓器原理圖（繼電器式）

圖2 220V家用穩壓器原理圖（碳刷式）

圖3

3.1 該新型低壓線路調壓器的工作原理

該調壓器按“補償原理”設計，將其串聯在低壓供電線路中，其輸入電壓Ui為線路的自然電壓，其輸出電壓U0為疊加了補償電壓ΔU之后的較高電壓，ΔU經微機控制器計算后，指令調壓器動態調節，閉環控制，使調壓器的輸出電壓合格。

該調壓器并聯了無功自動補償智能電容器，可按無功模式或電壓模式自動調節電容器容量，在調壓的同時，有效降低了線路無功損耗和線路無功壓降，抑制了調壓器前端的電壓跌落。

3.2 新型低壓線路調壓器的工作過程

（1）以輸出電壓U0為控制目標。

（2）當用戶側電壓U0低于國標規定的下限值198V時，控制器自動逐級升壓到目標值。

（3）當輸入電壓Ui在國標允許的電壓偏差范圍以內（198V～235.4V）時，調壓器自動旁路運行，以降低線路損耗，提高調壓器的使用壽命。

（4）當線路無功功率波動時，智能電容器（無功模式）自動增減相應的電容器組，使線損和線路無功壓降最小。

（5）當調壓后，用戶負荷功率增大，調壓器前端電壓跌落時，智能電容器（電壓模式）自動投入相應的電容器組，利用電容器的穩壓特性，提升調壓器前端的電壓水平。

（6）當線路電壓合格時，或調壓器自身異常保護時，自動切換到旁路運行模式并報警。

3.3 新型低壓線路調壓器的特點

該調壓器功率大、能耗低、保護完善、運行安全、同時具有穩壓和降低線損的雙重功能。

（1）一臺智能調壓器可同時為十幾戶甚至幾十戶居民集中供電，安裝、調試、維護均很方便。

（2）調壓方式為補償式，依據線路電壓的實時參數，分3級自動調壓。

（3）調壓器自身功率＜ 3 % 額定功率，功耗低，且具有旁路運行功能。

（4）可加裝GPRS無線通信功能，便于供電公司對電壓質量的管控。

（5）不銹鋼箱體、IP33防護等級，滿足戶外運行環境要求。

（6）該調壓器由生產廠家提供免費技術服務，解除用戶一切后顧之憂。

3.4 新型低壓線路調壓器的應用實例

3.4.1 現場運行照片

3.4.2 現場運行的電壓效果曲線

3.5 新型低壓線路調壓器的應用節能效果

配電網的輸電線路損耗為：p=i2r

新型低壓線路調壓器的調壓范圍為：30%

若：用戶負荷為P，線路末端調壓前的自然電壓為180V，其線路電流為：

則：調壓后的電壓可提升到：180× （1+30%）=234V，其線路電流降為：

即：線路電壓經調壓器提升了30%后，線路電流降低了23%。

若：I前=100A，則：I后=77A

調壓前后的線路損耗分別為：

p前=1002r，p后=772r

即：線路電壓經調壓器提升了30%后，線路損耗降低了39%。

可見，調壓器將末端電壓提升后，其線路損耗得到了大幅的下降，節能效果非常明顯。

結語

通過上述分析可見，新型低壓線路調壓器，具有明顯的調壓效果，運行安全可靠，安裝維護方便，采集和顯示數據完整，調壓范圍寬，自動化程度高，技術先進，結構合理，在滿足“低電壓治理”的前提下，能夠顯著降低線路損耗，具有明顯的推廣應用價值。

[1]羅佳.中低壓配網線損分析及降損措施探討[J].現代制造，2013，(36)：12-13.

TM726

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，楊昀，現有職稱：工程師，專業：從事電網運行管理、技術改造管理；第二作者，王慶斌，現有職稱：高級工程師，專業：從事電網科技創新管理。