低壓配電網(wǎng)綜合治理方案

1、低壓配電網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理方案2016年07月目錄一400V低壓配網(wǎng)現(xiàn)狀3二相關(guān)設(shè)備的試用情況3三 相關(guān)技術(shù)問題分析43.1線路電壓偏低43.2功率因數(shù)偏低43.3三相不平衡53.4諧波53.5裝置過流保護導致電壓頻繁變動63.6防雷保護6四 綜合治理方案64.1產(chǎn)品與問題對照表64.2針對問題配置方案74.2.1智能型動態(tài)電壓調(diào)節(jié)裝置74.2.2配網(wǎng)能效綜合優(yōu)化裝置94.2.3三相不平衡裝置124.2.4有源濾波裝置14五總結(jié)16一400V低壓配網(wǎng)現(xiàn)狀 隨著近年來城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，棲霞市配電網(wǎng)發(fā)展取得顯著成效，供電可靠性、電壓合格率和綜合線損等技術(shù)指標均得到很大的提高，基本滿足了社會的用電

2、需求和安全。 但是，在部分山區(qū)低壓配電網(wǎng)存在區(qū)域性供電質(zhì)量問題。尤其是在干旱季節(jié)由于田頭機井集中灌溉，負荷短期內(nèi)突增，且離臺變較遠，供電半徑過長，導致線路末端電壓嚴重偏低，有時末端瞬間電壓低至260V。山區(qū)配電網(wǎng)不僅由于供電半徑過長而集中灌溉負荷增加導致的低電壓問題也存在嚴重分布不均，用電隨機性，供電線徑偏細，負荷性質(zhì)多樣化等特點，結(jié)果導致一些臺區(qū)存在不等程度的電能質(zhì)量問題如：功率因數(shù)偏低、三相不平衡，線損偏大等問題二相關(guān)設(shè)備的試用情況前期試用過淄博廠家提供的2臺低電壓調(diào)節(jié)裝置，初期安裝效果很好，后期因雷擊導致1臺裝置損壞，另1臺裝置因經(jīng)常過流保護導致居民電壓頻繁變動，目前2臺設(shè)備已退回廠家。

3、3 相關(guān)技術(shù)問題分析3.1線路電壓偏低電壓降的計算公式：式中，為電阻率；為導線長度；為導線的截面積。由公式可知，負載越多，功率越大，電壓降就越大，末端電壓越低；在負載同等情況下，線路越長，電壓降就越大，末端電壓越低；線路導線截面積越小，電壓降就越大，末端電壓越低；功率因數(shù)越低，保障負荷正常運轉(zhuǎn)所需的線路電流越大，電壓降就越大，末端電壓越低。因此，棲霞市山區(qū)供電區(qū)域干旱季節(jié)田頭機井集中灌溉，負荷短期內(nèi)突增，再加上配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱、供電半徑過大、線路導線截面積有限、無功補償不達標等因素，造成配電網(wǎng)低電壓問題突出，嚴重影響了工農(nóng)業(yè)和城鄉(xiāng)居民正常用電。3.2功率因數(shù)偏低由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜、負荷性質(zhì)多樣化、

4、負荷季節(jié)性強、時段性強、配電變壓器負載率低，從而造成臺區(qū)功率因數(shù)變化頻繁，運行狀況復雜，線損率居高不下。再加上無功補償裝置配置不完善，部分臺區(qū)功率因數(shù)遠遠不達標。無功功率會增加變壓器、線路的損耗，降低設(shè)備使用效率，并且進一步降低系統(tǒng)電壓，加劇末端電壓偏差較大的問題。3.3三相不平衡在臺區(qū)配電網(wǎng)中，居民用電多為單相供電，一個臺區(qū)的居民用戶在三相的分配不均衡，以及單相用電中存在大量單相負荷隨機用電，就會導致三相負荷不平衡的現(xiàn)象發(fā)生，并且具有非常明顯的實時性和時段性。三相負荷不平衡會增加變壓器、輸電線路的損耗，降低變壓器使用效率，嚴重時將會造成中性點電壓偏移，中線電流增大，會引起某相電壓嚴重超出國標

5、限值，容易造成用電設(shè)備損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)。3.4諧波電力網(wǎng)絡(luò)的每個環(huán)節(jié)，包括發(fā)電、輸電、配電、用電均可能產(chǎn)生諧波，其中產(chǎn)生諧波最多的是用電環(huán)節(jié)。臺區(qū)供電系統(tǒng)中用電負荷多樣復雜化如：水泵、電機、調(diào)光燈具、變頻空調(diào)、微波爐、個體工商業(yè)等等，其中有內(nèi)置整流、變頻系統(tǒng)，對電網(wǎng)產(chǎn)生一定的奇次諧波。主要以3次、5次、7次、11次、13次為主的諧波電流，嚴重的情況下，THDi可達到34.81%。諧波作為一種污染，對電網(wǎng)危害十分嚴重。它使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，增加輸、供和用電設(shè)備的額外附加損耗；使電器設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化、使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀；它可引起電力系統(tǒng)局部諧振

6、使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備損壞，所以需要對臺區(qū)供電網(wǎng)的諧波采取有效的治理措施。3.5裝置過流保護導致電壓頻繁變動在干旱季節(jié)用電負荷增大，尤其田頭機井集中灌溉時多臺電機同時啟動，這時會導致短時間電流過大（水泵啟動電流是額定電流2-3倍），結(jié)果會導致裝置過流保護，在負荷啟動變化頻繁是保護也跟著頻繁動作。在保護的過程中來回切換，沖擊較大，必然導致電壓頻繁變動。降低了電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，用電設(shè)備壽命縮短，線路損耗增大。應(yīng)該合理設(shè)置保護躲過啟動時瞬間大電流。3.6防雷保護400V電桿一般不會有直擊雷防護的避雷線，在電桿上加裝調(diào)壓器等設(shè)備，設(shè)備上安裝的避雷器只能對雷電電磁脈沖起到防護作用，對直擊雷沒有防

7、護效果，雷雨天氣設(shè)備容易損壞。應(yīng)該裝設(shè)預防直擊雷裝置，并保證可靠接地。4 綜合治理方案4.1產(chǎn)品與問題對照表電能質(zhì)量產(chǎn)品低電壓問題功率因數(shù)問題（無功補償）三相不平衡問題諧波問題能耗問題BR-DVR系列智能型動態(tài)電壓調(diào)節(jié)裝置配網(wǎng)能效綜合優(yōu)化裝置三相不平衡裝置BR-APF有源濾波器4.2針對問題配置方案智能型動態(tài)電壓調(diào)節(jié)裝置 針對中末端電壓偏低問題，首選采用智能型動態(tài)電壓調(diào)節(jié)裝置提升線路中末端電壓。智能型動態(tài)調(diào)壓器是通過輸入電壓和輸出電壓采樣，動態(tài)跟蹤電壓變化，以輸出電壓為控制判定升壓范圍或降壓范圍，以確保輸出電壓在合理區(qū)間，達到用戶電壓在合格范圍內(nèi)的要求。4.2.1.1智能型動態(tài)調(diào)壓器原理U出=

8、U進+U補當檢測U出電壓低于設(shè)置值時，調(diào)壓模塊輸出補償電壓為正，升壓。當檢測U出電壓高于設(shè)置值時，調(diào)壓模塊輸出補償電壓為負，降壓。功能特點功能描述：智能型動態(tài)調(diào)壓器適用于解決城鄉(xiāng)電網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱、供電半徑大、負荷分布不均，線路線徑偏細等導致電壓偏低不合格的問題，通過智能型動態(tài)調(diào)壓器提升線路中末端電壓，優(yōu)化電壓質(zhì)量、提高供電效率，達到用戶電壓需求，降低供電損耗。功能特點：解決城鄉(xiāng)電網(wǎng)中末端低電壓問題提高臺區(qū)和低壓配電網(wǎng)電壓合格率降低電網(wǎng)線路損耗自動多級提升電壓，提升率-10%至+15%（具體可定制）單片機控制，智能跟蹤動態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓控制在可設(shè)定的合理區(qū)間運行模式不影響持續(xù)供電：自動調(diào)壓運行模式+旁

9、路運行模式設(shè)備自身保護齊全裝置接入點本裝置一般安裝于線路中、末端電線桿上，串聯(lián)于線路中，如以下案例所示：調(diào)壓裝置接入點實例（紅色位置即裝置接入點）配網(wǎng)能效綜合優(yōu)化裝置 針對臺區(qū)功率因數(shù)偏低、無功不足、電壓波動以及其它的電能質(zhì)量問題如：電壓偏低，三相不平衡等，可以選擇配網(wǎng)能效綜合優(yōu)化裝置。它本身主要是解決功率因數(shù)偏低、無功不足和電壓波動效果最佳，其它起輔助功能，若要加大其它效果，需合理增加相應(yīng)模塊。配網(wǎng)能效綜合優(yōu)化裝置的工作原理其工作原理主要是通過外部電流互感器（CT）實時檢測負載電流，通過內(nèi)部DSP計算后提取出負載電流的無功成分、諧波、不平衡量，然后將PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT根據(jù)設(shè)置來控制

10、逆變器產(chǎn)生滿足要求的無功電流、低次諧波電流、不平衡量，達到無功補償、治理諧波和治理三相不平衡的目的。配網(wǎng)能效綜合優(yōu)化裝置功能特點功能描述：配網(wǎng)能效綜合優(yōu)化裝置主要用于改善電網(wǎng)功率因數(shù)、降低電能傳輸損耗、綜合治理其它電能質(zhì)量問題功能特點：u 采用模塊化設(shè)計，各單元模塊可單獨或同時補償無功、諧波、三相不平衡；u 控制系統(tǒng)采用DSP+FPGA控制架構(gòu)，控制器能夠直觀顯示和修改各種參數(shù)；u 控制波動和閃變能力較強，阻尼電網(wǎng)震蕩；u 采用PWM交錯技術(shù)，自身諧波低；u 相應(yīng)速度快，小于5ms；u 過壓、欠壓、過流、過載、觸發(fā)異常、過溫等保護完善；u 適用于室內(nèi)開關(guān)柜并柜安裝和室外吊裝兩種；u 增加容量，

11、降低損耗，凈化電網(wǎng)；裝置接入點本裝置一般裝設(shè)于公用臺變的出口側(cè)，并聯(lián)于母線上，如下圖所示：配網(wǎng)能效綜合優(yōu)化裝置接入點實例4.2.3三相不平衡裝置針對存在大量的單相負載、嚴重分布不均、用電隨機不同時性等，導致三相嚴重不平衡的地方優(yōu)先選擇三相不平衡裝置。4.2.3.1三相不平衡的工作原理 通過在三相四線低壓配電系統(tǒng)中的各相與相之間及各相與零線之間恰當?shù)亟尤肴舾呻娏﹄娙萜鞯姆椒ǎ擅畹乩昧素摵苫芈分械碾姼?，不僅使各相的功率因數(shù)都得到良好的補償，同時使各相的有功電流達到平衡。功能特點功能描述：三相不平衡裝置主要用于改善三相四線中大量單相負荷，在嚴重分布不均的情況下隨機運行導致的三相不平衡問題。功能特

12、點：智能調(diào)節(jié)三相負荷電流，使電流不平衡控制在合格范圍內(nèi)；同時兼顧三相電壓，使電壓不平衡度控制在允許范圍內(nèi)；補償無功功率，提高供電線路功率因數(shù)；降低供電線路損耗；有效避免中性點電流過大，甚至火災(zāi)的風險；避免因局部電壓過高，引起設(shè)備的誤報警；避免零地電壓偏高，導致控制系統(tǒng)弱電設(shè)備的燒毀風險。裝置接入點本裝置一般裝設(shè)于公用臺變的出口側(cè)，并聯(lián)于母線上，如下圖所示：配網(wǎng)能效綜合優(yōu)化裝置接入點實例有源濾波裝置 針對于低壓配電網(wǎng)中負荷性質(zhì)多樣化、復雜化對產(chǎn)生一系列奇次諧波較嚴重的臺區(qū)，優(yōu)先選擇有源濾波器，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無功進行補償。工作原理APF裝置通過檢測、控制全控電力電子器件，

13、可產(chǎn)生一個和負載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達到消除諧波的目的。功能特點功能描述：動態(tài)實時跟蹤補償方式消除電網(wǎng)諧波，裝置采用高性能控制芯片和全控型電子器件，采用國際先進的控制理論和全數(shù)字控制方法，實時監(jiān)測電網(wǎng)中的負載電流，快速分離出諧波電流分量，并根據(jù)諧波電流的大小產(chǎn)生控制指令，實時將大小相等、方向相反的補償電流注入到電網(wǎng)中，上線瞬時濾除諧波，同時還可以提供超前或滯后的無功電流，用于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)和實現(xiàn)動態(tài)無功補償。功能特點：動態(tài)接入進行諧波監(jiān)測，達到實時補償諧波的目的APF對頻率和復制都在變化的無功電流進行動態(tài)抑制，不受電網(wǎng)頻率波動影響通過分相控制，抑制因系統(tǒng)不平衡導