基于串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)的配電網(wǎng)低電壓治理

程建雄

摘 要：隨著我國在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會生活等領(lǐng)域?qū)﹄娏δ茉葱枨蟮牟粩嘣黾樱娋W(wǎng)在運(yùn)行過程中配變?nèi)萘客鶗嬖诓蛔愕默F(xiàn)象或者會出現(xiàn)季節(jié)性的負(fù)荷過大，這些都會造成配電網(wǎng)的低電壓問題。雖然為了解決這一問題，政府部門以及電力系統(tǒng)都加大了電力設(shè)施的建設(shè)力度，但在治理的效率和便捷性方面還未能滿足實(shí)際需要。因此應(yīng)積極利用串聯(lián)補(bǔ)償這一技術(shù)原理和相關(guān)設(shè)備，提高電壓分布的平衡性和電壓水平，以保證配電運(yùn)行的穩(wěn)定可靠。

關(guān)鍵詞：串聯(lián)補(bǔ)償；配電網(wǎng)；低電壓治理

中圖分類號：TM46 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

由于供電電壓會對用戶用電的可靠性產(chǎn)生直接的影響，所以這也是電力行業(yè)保證供電穩(wěn)定的基本前提，因此國家電網(wǎng)多次開展了針對低電壓問題的專項(xiàng)治理。配電網(wǎng)低電壓問題產(chǎn)生的原因是隨著我國在生產(chǎn)生活領(lǐng)域用電需求的快速增長，變壓器原有的容量無法滿足電力供應(yīng)的需要，同時(shí)還存季節(jié)性的電力負(fù)荷顯著增加的問題。為了解決配電網(wǎng)的低電壓問題，目前采取的對策主要是適當(dāng)減小供電半徑或者更換大容量的變壓設(shè)備等措施并取得了一定的成效，然而這些措施的施工相對復(fù)雜，而且見效周期比較長，難以在短時(shí)間內(nèi)取得理想的效果。因此要積極利用串聯(lián)補(bǔ)償這項(xiàng)技術(shù)，以快速有效地對低電壓問題進(jìn)行治理，這項(xiàng)技術(shù)設(shè)備的安裝比較便捷，能夠有效地降低線損并對三相不平衡問題進(jìn)行調(diào)節(jié)，在實(shí)踐應(yīng)用中取得了很好的效果，是一項(xiàng)具有廣闊推應(yīng)用前景的技術(shù)。

1 低電壓治理的相關(guān)原理概念

1.1 低電壓的基本概念

所謂配電網(wǎng)低電壓主要指的是用戶端的計(jì)量設(shè)備測得的電壓值比國家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓的下限值低。按照我國目前規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，對于220 V的末端電壓值低于標(biāo)準(zhǔn)電壓值10 %的，以及20 kV的末端電壓電壓值低于標(biāo)準(zhǔn)電壓7 %的，且持續(xù)低電壓的時(shí)間大于1 h以上的，需要進(jìn)行補(bǔ)償治理。

1.2 產(chǎn)生低電壓問題的原因分析

一般來說配電線路的始端電壓值在1.0 kV～1.05 kV，因此在負(fù)荷比較小的情況下，其末端的電壓值可以保持在正常的額定范圍內(nèi)。但是當(dāng)無功負(fù)荷比較大時(shí)，配電線路的末端電壓值就會出現(xiàn)偏低的情況。另外當(dāng)供電半徑較大輕負(fù)荷時(shí)，線路末端電壓自然衰減同樣會出現(xiàn)低電壓。這些都需要通過適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施來進(jìn)行治理。

1.3 利用串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)治理低電壓的基本原理

雖然配電線路中的電阻值通常是固定的，但是可以利用串聯(lián)電容器的方式來抵消電感，所以串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)可以對配電線路的低電壓進(jìn)行有效治理。串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)不僅可以降低對電容器容量的要求，而且利用串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)還可以對末端電壓自行加以調(diào)整，并解決并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備無法有效治理的低電壓問題。

1.4 串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)對配電網(wǎng)低電壓治理的重要作用

1.4.1 可以使配電網(wǎng)末端和沿線電壓得到有效提升

串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)能夠使配電線路末端以及沿線電壓的水平得到提升，解決配電網(wǎng)低電壓這一問題，從而提高配電網(wǎng)絡(luò)輸送能力以及供電質(zhì)量，為用電設(shè)備的正常運(yùn)行提供更加可靠的保障。

1.4.2 可以使線損問題得到有效的控制

通過串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)能夠明顯降低配電網(wǎng)的線損，這主要是由于配電線路中的電流總值是由負(fù)荷點(diǎn)電壓的實(shí)際水平來決定的，因此在用戶端加裝了串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備后，其電壓水平得到了明顯提升，相應(yīng)地降低了總電流值，也就降低了線損。串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)具有比較好的經(jīng)濟(jì)性。

1.4.3 可以使線路提高其始端功率

通過串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提升配電線路始端的功率因數(shù)。

2 應(yīng)用串聯(lián)補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)技術(shù)設(shè)備治理配電網(wǎng)的低電壓問題

2.1 安裝串聯(lián)補(bǔ)償裝置的環(huán)境要求

安裝串聯(lián)補(bǔ)償裝置時(shí)，其環(huán)境溫度應(yīng)在-40 ℃～60 ℃，且環(huán)境的年平均溫度應(yīng)低于35 ℃。安裝環(huán)境的相對適度應(yīng)在0～90 %，且沒有凝露現(xiàn)象發(fā)生。對地質(zhì)條件的要求是地震的烈度應(yīng)在7度以下，安裝位置的高度應(yīng)在海拔2 000 m以下。環(huán)境的污穢等級應(yīng)優(yōu)于IV級。另外安裝環(huán)境中應(yīng)沒有爆炸、火災(zāi)、化學(xué)腐蝕以及嚴(yán)重污穢等危險(xiǎn)。

2.2 安裝設(shè)備時(shí)對地點(diǎn)的要求

串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備能夠通過其集中容抗來補(bǔ)償配電線路中的分布性電抗，但是由于分布性電抗的參數(shù)特點(diǎn)，這種補(bǔ)償?shù)男Ч麜艿桨惭b電容器的具體位置以及線路的長度等因素的影響。不過這種差異通常在長度超過數(shù)百千米的線路中才比較明顯，而對于100 km內(nèi)的配電線路來說，串聯(lián)補(bǔ)償?shù)男Ч馨惭b電容器位置的影響基本可以忽略。安裝位置的確定要能夠滿足以下幾項(xiàng)條件。

（1）安裝串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備后，電壓的水平要保持在運(yùn)行上限的范圍內(nèi)。

（2）安裝串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備后，線路中主要負(fù)荷點(diǎn)要能夠保證其正常電壓水平。

（3）安裝串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備后，配電線路在輕負(fù)荷條件下的電壓分布要能夠保持平穩(wěn)。

2.3 串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)的特點(diǎn)分析

（1）串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)能夠根據(jù)不同的負(fù)荷自動進(jìn)行電壓補(bǔ)償，從而降低線路損耗，使末端電壓得到有效提升。

（2）利用串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)可以使變壓器提高其出口電壓，使電壓的合格率得到有效提高，從而解決配電網(wǎng)低電壓問題。

（3）串聯(lián)補(bǔ)償裝置中沒有繼續(xù)沿用過去的阻尼式電抗器，而采用了新型的兩級旁路開關(guān)，不僅使設(shè)備的成本得到了有效降低，而且設(shè)備的重量以及體積也都得到了改進(jìn)。

（4）在應(yīng)用串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)時(shí)，如果采用固定串聯(lián)補(bǔ)償方式會引起系統(tǒng)的同步諧振問題，對線路會造成一定的損害，因此在治理實(shí)踐中應(yīng)使用可控式的串聯(lián)補(bǔ)償裝置來對次同步諧振進(jìn)行有效抑制，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.4 治理的效果分析

象在利用串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)來治理200 kVA變壓器時(shí)，其出口電壓僅為190 V的問題時(shí)，其治理效果參見表1。

根據(jù)表1中所列出的數(shù)據(jù)分析，基于串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)的配電網(wǎng)低電壓治理能夠適應(yīng)各種工況條件，且均取得了比較理想的提升電壓效果。

3 結(jié)語

通過應(yīng)用串聯(lián)補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)技術(shù)設(shè)備來治理配電網(wǎng)的低電壓問題是現(xiàn)階段各種治理措施中治理周期短、見效快且成本投入比較低的一種技術(shù)手段，可以在一定程度上達(dá)到標(biāo)本兼顧的治理效果。應(yīng)用該技術(shù)后，配電網(wǎng)如果已經(jīng)存在低電壓的問題，可以得到有效的治理，即使配電網(wǎng)目前尚未發(fā)生低電壓問題，也能夠進(jìn)行預(yù)防，從而將過去的被動治理方式轉(zhuǎn)變成主動式的預(yù)防。而且串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)所需要的設(shè)備在安裝施工方面也比較便捷，這些優(yōu)勢使這項(xiàng)技術(shù)成為降低線損以及對三相不平衡問題進(jìn)行有效治理的重要技術(shù)手段，具有十分廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

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