關于供電臺區平穩電壓的一種應用

楊帆

（國網廈門供電公司）

關于供電臺區平穩電壓的一種應用

楊帆

（國網廈門供電公司）

本文從配電網臺區中存在的高峰期電壓偏低、低谷期電壓偏高的問題上入手，從系統框架功能、技術原理、實際應用等多方面相結合，開發一套適用于平穩配電網臺區電壓的裝置。該裝置在廈門東山#11桿配變臺區初步試點應用取得良好效果。

配電網；電壓治理；調壓；穩壓

1 技術研究背景

針對臺區電壓198～235V的考核指標，廈門供電公司研究一種電壓平穩治理裝置，即解決供電臺區電壓合格率問題，又能在臺區空白線路的節點上實現電參數的采集及故障告警，優化臺區的供電質量。

2 技術設計方案

針對廈門部分臺區“電壓不穩定”現狀，提出了一種平穩電壓治理裝置。采用智能化控制方式，實現用戶端自動保持輸出電壓穩定在合格電壓范圍內，能夠有效解決因臺區高峰期電壓偏低、低谷期電壓偏高的問題，也能夠解決季節及階段性集中用電造成的電壓波動問題。

2.1 智能平穩電壓裝置原理結構

本文中的一種平穩電壓治理系統是由智能平穩電壓裝置、APP應用終端及后臺主站構成的含數據監測、參數設置、狀態控制等一體化系統。

本文提出的用于解決農網“低電壓”現狀的調壓裝置原理結構圖如圖1。

圖1

如圖1所示是智能平穩電壓裝置的原理結構圖。其中智能平穩電壓裝置包含塑殼斷路器、電流互感器、智能控制切換單元、電力電容器和（1～n）抽頭隔離變壓器。電流互感器與智能控制切換單元采用導線連接，智能控制切換單元與（1～n）抽頭隔離變壓器采用銅導線連接，智能控制投切單元與電力電容器采用銅導線連接。其中智能控制切換單元具有如下功能：智能控制切換單元是通過將核心控制單元與開關動作單元結合于一體，核心控制單元能自動采集監測線路上的電壓及電流互感器的二次側電流信息，合理分析計算當前線路的無功需量及采集線路電壓與基準電壓的比較分析情況，當線路無功需量大時，通過智能控制切換單元發出相應指令，自動控智能控制切換單元中的開關動作單元動作，實現電力電容器的投入，提高線路功率因數，改善線路電壓。投入電力電容器時，智能控制切換單元將繼續采集線路電壓，根據基準電壓參數閾值進行分析比較，發出相應指令自動調節開關動作單元中的一個單刀雙擲互鎖型交流接觸器、一個單刀單擲普通型交流接觸器、（1～N）個繼電器以及（1～N）個備用繼電器的開合閘。開關動作單元包括一個單刀雙擲互鎖型交流接觸器、一個單刀單擲普通型交流接觸器、（1～N）個繼電器以及（1～N）個備用繼電器，改變（1～n）抽頭隔離變壓器中抽頭的接入方式，改變線圈的有效匝數來實現調壓功能，既可以升壓又能夠降壓。當線路無功需量正常時，無須投入電力電容器，若智能控制切換單元繼續采集線路電壓，根據基準電壓參數閾值進行分析比較，智能控制切換單元也將發出相應指令自動調節開關動作單元中的（1～N）個繼電器的開合閘，改變（1～n）抽頭隔離變壓器中抽頭的接入方式，改變線圈的有效匝數來實現調壓功能，既可以升壓又能夠降壓。

2.2 智能平穩電壓裝置動作原理

K1是K1-1與K1-2組合構成的一種單刀雙擲互鎖型交流接觸器，即在短時間內，當K1-1閉合時，K1-2斷開，當K1-2閉合時，K1-1斷開，能夠滿足在檔位切換過程中，保證后端用戶不斷電，K2為單刀單擲普通型交流接觸器。根據需求，可對升、降壓的效果進行特殊定制，可制作具有n個抽頭的隔離變壓器。如圖2，以圖中所示的6作為中間抽頭，從抽頭6到抽頭7中，可以根據需求抽出n個分接頭，同時對應的（1～N）個繼電器分別為KX1、KX2，…，KXN，（1～N）個備用繼電器分別為KX1'、KX2'，…，KXN'；從抽頭6到抽頭8中，可以根據需求抽出n個分接頭，同時對應的（1～N）個繼電器分別為KY1、KY2，…，KYN，（1～N）個備用繼電器分別為KY1'、KY2'，…，KYN'；所有備用繼電器在裝置正常工作時，都處于閉合狀態。其中當KX1、KX2，…，KXN中的任意一個奇數編號的繼電器閉合（即KX1、KX3、KX5，…，KXN，N為奇數），KY1、KY2，…，KYN中的任意一個偶數編號的繼電器閉合（即KY2、KY4、KY6，…，KYN-1，N為奇數），此時（1～n）抽頭隔離變壓器分接頭接入后，改變線圈接入方式，線路將實現升壓功能；其中當KX1、KX2，…，KXN中的任意一個偶數編號的繼電器閉合（即KX2、KX4、KX6，…，KXN-1，N為奇數），KY1、KY2，…，KYN中的任意一個奇數編號的繼電器閉合（即KY1、KY3、KY5，…，KYN，N為奇數），此時（1～n）抽頭隔離變壓器分接頭接入后，改變線圈接入方式，線路將實現降壓功能。

圖2

3 實現的技術創新

（1）傳統的穩壓方法采用單刀單擲型交流接觸器作為投切開關，自耦變壓器作為升壓單元，需要配置相應的穩壓逆變管理器來保障交流接觸器的可靠供電，不僅增加裝置重量，且成本也將增加。而本系統采用的是磁保持繼電器作為切換隔離變壓器的抽頭的投切開關，隔離變壓器作為升壓單元，較之傳統的穩壓方法可以降低設備投入成本同時減輕設備重量。

（2）傳統的穩壓方法是用于采集線路電壓、電流信息，進行相應的數據處理并發出相應的控制指令。而本系統采用智能控制切換單元，創新性的將數據采集、計算、處理、控制、開關動作結合于一體，不僅可以采集線路電壓、電流信息進行數據處理及發出控制指令，還將一個單刀雙擲互鎖型交流接觸器，一個單刀單擲普通型交流接觸器以及繼電器作為投切開關集成一體，有效減小裝置的體積及重量，同時降低成本。

（3）本系統采用智能平穩電壓裝置、APP應用終端及后臺主站構成的含數據監測、參數設置、狀態控制等一體化系統，實現線路升壓功能，同時APP應用終端與后臺主站的配合使用，不僅能夠極大的方便現場安裝人員的調試，而且能夠滿足供電局實現足不出戶即可關注設備運行工況及現場線路電壓質量，為供電公司提供智能化信息管理，提升供電企業形象。

4 現場應用情況

4.1 廈門東山#11桿配變臺區“電壓不穩定”治理

以東山#11桿配變臺區為例，治理效果如表1。

表1

通過對A、B、C三相投運前后電壓對比可知：

（1）每相在處于低電壓和高電壓狀態下，調壓穩壓裝置可正常動作，實現輸出合格電壓。

（2）三相輸出電壓都處于198～235V之間，實現電壓合格率達到100%。

4.2 應用結論

智能平穩電壓系統是解決農網臺區“電壓不穩定”現狀問題行之有效的途徑之一，可用于將來可能存在高峰期低電壓、低谷期高電壓現象的三相線路，做到防治結合，并結合APP應用終端與后臺主站的配合使用填充臺區監測的空白。

5 結束語

針對臺區的“電壓不穩定”現狀的治理，提升電壓合格率，保證用戶的可靠用電是當前農村電網急需解決的重點問題，本文根據當前臺區的“電壓不穩定”現狀治理為依據，研制出一種平穩電壓治理裝置，提高電壓質量，減少用戶投訴。該裝置在東山#11桿配變臺區“低電壓”治理中初步試點應用取得良好效果。

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TM714.2

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1004-7344（2016）29-0106-02

2016-9-30