配電低壓臺區(qū)三相不平衡負荷優(yōu)化調(diào)節(jié)的研究

劉裕 徐志航 王京生

摘要：在電力系統(tǒng)中，低壓配電變壓器臺區(qū)是一個非常重要的組成部分。為了保證其穩(wěn)定安全運行，有必要對低壓配電變壓器區(qū)三相負荷不平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)及裝置進行合理研究。本文采用開關電源輸出負載的換相方式作為研究方法。在研究終端分支箱和出線方式時，將其視為一個系統(tǒng)，最終選擇適合換相的最佳方案。

關鍵詞：低壓配電變電站區(qū)域;三相負載不平衡;自動換相

變壓器在運行過程中，會受到配電變壓器三相負載不平衡的影響，對其可靠性和安全性造成很大的損害。為了保證變壓器的安全性和可靠性，本文研究了分時多路換向模塊下的開關器件，可以有效提高開關器件的利用率。

1.智能分支箱換向模塊結構優(yōu)化思路

目前，在使用過程中，采用換相電路結構的開關量很大，每相出線都需要相應的三相電源。然而，在實踐中，對負載切換沒有很高的要求，因此使用分時復用的方法可以有效地減少固態(tài)開關的使用。因此，在此基礎上，本文提出了一種新的交換結構方案。

智能換向開關的電路結構由采集系統(tǒng)、反并聯(lián)晶閘管和聯(lián)鎖繼電器組成。在繼電器組運行過程中，為了保證通道的暢通，更好地實現(xiàn)切換過程，需要合理使用切換裝置，有效地監(jiān)測分線箱內(nèi)各相負荷，應在采集和控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行的情況下完成。

為了在硬件上有效地避免負載電流的跳變，有必要有效地控制晶閘管的過零關斷特性。因此，應用開關器件正向控制方法，可以合理地解決跳變問題。此時，反向并聯(lián)IGBT和磁保持繼電器可以并聯(lián)形成單相復合開關。反向并聯(lián)IGBT復合開關在實際應用中具有良好的應用效果，能有效解決器件的跳變問題，從而實現(xiàn)器件的安全性和可靠性。

2.改進的換相方式

2.1改進的換相方式結構原理

反并聯(lián)IGBT與磁保持繼電器并聯(lián)構成單相復合開關，三個單相復合開關構成復合換向開關。磁保持繼電器和IGBT可以單獨打開和關閉，如圖1所示。正常運行時IGBT關閉，繼電器只有一相接通。IGBT僅在開關動作期間用作臨時路徑。假設從C相切換到B相，打開連接到C相的IGBT，然后關閉連接到C相的磁保持繼電器，然后關閉連接到C相的IGBT，在打開延遲時間后打開連接到B相的IGBT，然后打開連接到B相的磁保持繼電器，然后關閉與B相連接的IGBT。這樣就實現(xiàn)了負載電流從C相到B相的換相，并通過IGBT的快速關斷特性實現(xiàn)了在線換相功能，從而最大限度地減小了換相帶來的沖擊。

2.2換相過程仿真

換相電路結構及鎖相控制開關導通時間需要在MATLAB/Simulink環(huán)境下對其可行性進行驗證，在仿真研究的幫助下能更好的完成驗證。通過換相過程仿真驗證，發(fā)現(xiàn)該裝置具有良好的應用效果，并且能夠?qū)ψ儔浩魅嘭摵刹黄胶鈫栴}進行合理解決，進而確保變壓器在運行過程中的安全性與可靠性。

2.3智能換相控制終端再加換相斷路器單元

換相斷路器的方式是通過裝在電表箱里邊取代電表箱的總開關實現(xiàn)的，集成了總開關原來的功能又具備換相功能。如果智能換相斷路器裝的數(shù)量足夠多，要調(diào)整的時候，首先把電表箱里面做調(diào)整、做平衡。其次從臺區(qū)范圍內(nèi)，通過換相控制器，再做一次平衡。

3.結論分析

變壓器三相負載不平衡的出現(xiàn)將對變壓器的正常、可靠、安全運行產(chǎn)生很大影響，也將增加企業(yè)的成本支出。在實際應用中，該方案在負荷調(diào)節(jié)中應具有良好的靈活性和穩(wěn)定性。在此基礎上，確保三相出線仍接三相負荷，從而有效解決負荷不平衡問題。采用分時復用技術對換向模塊進行分析。這種模塊組合相對簡單，可以有效減少每相開關設備的數(shù)量。需要在控制終端上完成電壓鎖相信息，準確設置開關上的通道時間，以獨立控制方式合理控制雙向開關，有效實現(xiàn)負載電壓的無跳變。

4.結論

變壓器是電力企業(yè)的重要組成部分，對整個電力企業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。為了更好地解決三相負荷不平衡對變壓器運行的影響，有必要對低壓配電變壓器區(qū)三相負荷不平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)和裝置進行合理研究。首先，詳細介紹了智能換向模塊的工作原理，在此基礎上，對改進的換向方式進行了分析研究，并對換向過程進行了仿真。最后，對優(yōu)化方案進行了總結和分析。在采用結構簡單、模塊利用率高的硬件的情況下，可以實現(xiàn)負荷切換，保證其穩(wěn)定性、安全性和可靠性，從而實現(xiàn)我國電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]黃潮燦，李卓堅，陳小倩，等.SVG+智能電容組合型三相負載不平衡調(diào)節(jié)裝置的降損效果分析[J].低碳世界，2018（2）：124-126.

[2]馬曄暉，蘇軍，沈曉峰，等.一種三相不平衡配網(wǎng)系統(tǒng)中配置調(diào)壓器和電容補償器的概率方法[J].電力與能源，2017，38（3）：227-230.

[3]萬玉良，項頌，劉海波，等.三相四線制低壓配電網(wǎng)三相不平衡治理裝置選型研究[J].電力電容器與無功補償，2017，38（6）：113-118.

[4]鄧惠華，李國良，周曉明，等.基于協(xié)調(diào)控制SVG的低壓配網(wǎng)三相負荷不平衡治理技術[J].電工技術學報，2017，32（增刊1）：75-83.