配網無功電壓管理水平提升研究

劉朝英，廖 勇，徐繼林，秦 欣

（貴州電網有限責任公司都勻供電局，貴州都勻 558000）

0 引言

電科院、都勻供電局利用計量自動化系統數據，開展了變電站、配變兩級聯動分析，按照電科院下發的不合格功率因數、低電壓、高電壓、異常數據等問題清單，都勻龍里局無功電壓異常的臺區有181 臺。都勻供電局組織龍里局對該181 臺區進行現場排查，發現如下問題。

（1）部分接線凌亂、雜亂、無標識，接線不規范。

（2）現場未安裝無功補償裝置、或者安裝了有無功補償裝置，但大部分未投，無功補償裝置利用率較低。

（3）計量自動化系統部分TTU 采集數據為空。

（4）部分變壓器現場無標識牌，不便于日常運維及故障處理，存在安全隱患，且部分現場部分設備配置不符合南網典設要求。

（5）現場部分變壓器標識牌和實際不符，和系統不符。

（6）有一個計量點對應多塊電能表、檔案存在不規范情況。

通過對無功電壓異常臺區進行排查，181 臺無功電壓異常臺區中，占比較大的是兩大類，第一類現場接線不規范、接觸不良、接線端子銹蝕；第二類為現場無功補償裝置未投。占比如圖1 所示。

圖1 問題類型占比

占比較大的現場接線不規范、無功補償裝置未投兩大類，現場排查處理情況（部分臺區）如下。

1 問題分析

1.1 洗馬供電所巴江公變（超低電壓）

配變容量：100kVA；柱上無功補償裝置容量為30kVar，無功補償未投（現場設備已損壞，且無相關設備信息及運維記錄）。標識牌顯示為洗62 公變，與計量自動化系統的臺區名稱“巴江公變”信息內容不符。

存在的問題：無功補償未投、現場標識和系統不符，如圖2、圖3 所示。

圖2 現場標識和實際不符（公變名稱錯誤）

圖3 無功補償裝置未投入運行，已損壞

1.2 羊昌村2 號公變（0.6～0.95 的概率大于50%）

配變容量：200kVA。

無功補償裝置容量為30kVar，不符合南網公司《變壓器配電箱技術規范書》的60kVar 配置要求，但符合南網公司《20kV 及以下電網裝備技術導則》按照配變容量的15%～40%配置或經計算確定的要求，現場檢查電壓表顯示為零，無功補償裝置未投，且無相關技術資料，如圖4、圖5 所示。

圖4 羊昌村2 號公變現場無標識牌

圖5 電壓表顯示為零，投切在停用位置

低壓電流互感器變比：200/5A（南網典設應配置400/5A 電流互感器），如圖6 所示。

圖6 CT 變比錯誤（現場200/5，應配置400/5）

A、C 相均為反無功，現場無標識牌。

存在的問題：無功補償未投，現場無標識牌，電流互感器配置不符合南網典設

1.3 太子山2 號公變（0.6 的概率大于20%）

互感接線不規范，電流互感器裸露在外，二次線路與帶電設備存在安全距離不足，存在安全隱患，二次線接觸點長期與雨水接觸造成計量不準，如圖7 所示。

圖7 太子山2 號公變現場無標識牌

存在的問題：無標識牌，接線不規范，如圖8 所示。

圖8 接線不規范

2 異常排查處理

異常臺區包含了低電壓臺區、超低電壓臺區、功率因數異常、功率因數0.6～0.95 且概率大于50%的臺區、功率因數小于0.6 且概率大于20%的臺區，如表1 所示。

表1 異常臺區排查處理

3 無功補償原理

現場無功補償裝置一次原理見圖9，共補型無功補償：輸入信號來自任一相電壓及同一相的電流（如電壓取自A 相，則電流取自A 相），而分補型無功補償需要同時采樣三相電壓三相電流，控制器根據采樣所得電壓電流值經軟件程序分析計算，求得當前無功缺額和功率因數值，經與設定值進行比較將有關數據輸入邏輯控制電路，經輸出端口控制電容器的投切，從而進行無功補償[1]。

圖9 一次原理

技術特點如下。

（1）控制物理量：無功功率，無補償呆區，小負荷不產生投切振蕩。

（2）編碼投切功能：可實現循環投切和多種編碼方式。

（3）可實現全三相共補，全分相補償，三相與分相混合補償。

液晶顯示屏及按鍵面板如圖10 所示。

圖10 液晶顯示屏及按鍵面板

A.液晶顯示屏。

1.輸出路數2.電氣參數3.工作狀態。

4.數字顯示5.控制模式。

B.按鍵面板。

6.ESC 鍵，退出當前狀態，返回主菜單。

7.↑鍵：顯示時，輪顯電壓、電流等；設置參數時，數字加1 位，將數字從0 到9 設定。

8.→鍵：顯示時，輪顯A、B、C 和三相；設置參數時，光標向右移動一位。

接線圖見圖11。

圖11 接線圖

輸入電壓為A、B、C 相電壓（220V×3），輸入電流為A、B、C 相電流[2]。

4 取得的成效

4.1 管理效益

編制了相應的業務指導書和作業指導書，完善了貴州電網無功電壓管理體系、技術體系，建立健全了無功電壓技術標準體系。依托現有技術手段，構建了無功電壓問題閉環管控機制，提升了無功電壓管理水平。

（1）《貴州電網公司中低壓無功電壓管理業務指導書》：明確地、縣、所、班各級無功電壓運行、監視、分析管理有關崗位的工作職責、工作內容以及工作流程，使每一環節的人員都能清楚知道自己職責。

（2）《單相調壓器安裝檢修作業指導書》《單相調壓器安裝調試作業指導書》《單相調壓器安裝巡視作業指導書》《單相調壓器安裝驗收作業指導書》《配變調檔作業指導書》各一份。

（3）《配電變壓器無功補償裝置安裝調試作業指導書》《配電變壓器無功補償裝置檢修作業指導書》《配電變壓器無功補償裝置巡視作業指導書》《配電變壓器無功補償裝置驗收作業指導書》各一份。以上作業指導書為無功電壓的精益化管理提供了強有力的技術支撐。

4.2 社會效益

①提高電網供電質量，為用電客戶提供用電優質服務，提高用電客戶獲得感、幸福感，減少用戶用電訴求，利于維護社會穩定。②提高能源利用效率，實現節能降損；確保了配電網經濟運行，提高了供電局配電網的供電能力。電力節約是社會節能減排活動的重要內容，各級電網是否能節能運行關乎國策的推行，而配網無功電壓管理水平的提高、減少電網損耗有著顯著的社會效益。

5 結語

電壓合格范圍、功率因數合格范圍按照中國南方電網有限責任公司企業標準《電力系統電壓質量和無功電力管理標準》，220V 單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+7%、-10%，即電壓合格范圍為198～235.4V，在用戶高峰負荷時變壓器高壓側功率因數不宜低于0.95。

通過對無功電壓異常的排查和處理，龍里局配網電壓無功異常數量由實施前181 臺降低到實施后的25臺，25 臺未處理的無功電壓異常的臺區中，7 臺變壓器容量小于100kVA，下一步將繼續對小于100kVA 容量的變壓器無功電壓異常進行排查和處理，并對原因不明電壓異常的其他臺區進行進一步分析處理。

在實施過程中，龍里局對配網無功電壓異常處理積累了寶貴的管理經驗，龍里局配網無功管理水平也得到了極大提高，為后續配網無功電壓精益化管理奠定了堅實的基礎。