谷雨　李光　鄭偉

摘要：為快速確定低電壓產(chǎn)生的原因，根據(jù)低電壓現(xiàn)象的特點(diǎn)，開發(fā)低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)。以某低電壓嚴(yán)重臺(tái)區(qū)為例，探討具體改造方案，分析臺(tái)區(qū)改造后的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，為有效消除低電壓現(xiàn)象提供技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：低電壓；在線監(jiān)測；綜合分析；通訊系統(tǒng)；效益

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）07-0054-03

1 低電壓在線監(jiān)測與綜合分析的重要性

低電壓問題不是一個(gè)單一的問題，具體到一個(gè)臺(tái)區(qū)、一個(gè)用戶，可能是一個(gè)方面、兩個(gè)方面的問題同時(shí)存在，甚至是一系列的、綜合性問題共同存在。只有分析清楚導(dǎo)致低電壓問題的主要原因，才能制定有效的解決方案。

低電壓的情況比較復(fù)雜、數(shù)量較大且隨時(shí)變化，僅依靠人工分析獲得正確的結(jié)論和解決辦法不現(xiàn)實(shí)。只有依靠計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)，才能迅速完成低電壓的數(shù)據(jù)監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)和分析等工作，并依靠專家的經(jīng)驗(yàn)快速形成解決方案。

目前，單個(gè)低電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)或低電壓分析系統(tǒng)不能滿足要求，需要建立集低壓臺(tái)區(qū)及用戶低電壓在線監(jiān)測、臺(tái)區(qū)側(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測以及低壓地理信息系統(tǒng)（低壓GIS）為一體、對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)、綜合分析的大型系統(tǒng)。在此情況下，建立基于低壓GIS的“低電壓”在線監(jiān)測與綜合分析管理系統(tǒng)尤為重要。

2 低電壓在線監(jiān)測管理的實(shí)現(xiàn)

2.1 監(jiān)測設(shè)備選型

低電壓在線監(jiān)測要求覆蓋率高，且每家每戶都安裝獨(dú)立電表，因此采取在智能表上開發(fā)低電壓監(jiān)測功能的措施，既監(jiān)測又計(jì)量，讓每一塊電表都擁有一雙監(jiān)視“低電壓”的“眼睛”。在造價(jià)比較低廉的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)用戶處低電壓監(jiān)測100%覆蓋，實(shí)現(xiàn)資金、效果雙豐收。

2.2 通訊系統(tǒng)建設(shè)

低壓載波通訊。利用現(xiàn)有電力導(dǎo)線進(jìn)行通訊，不增加額外投資，但該通訊方式存在不能跨越臺(tái)區(qū)傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，因此只在用戶子表與臺(tái)區(qū)集中器之間采取該種通訊方式。

已實(shí)現(xiàn)光纖到戶的臺(tái)區(qū)，可通過現(xiàn)有光纖通道將臺(tái)區(qū)的數(shù)據(jù)傳回?cái)?shù)據(jù)中心；沒有光纖通道的臺(tái)區(qū)，則采用GPRS無線通訊方式。通過協(xié)調(diào)各個(gè)設(shè)備廠商開發(fā)統(tǒng)一的GPRS通訊通道——“電力數(shù)傳終端”將臺(tái)區(qū)設(shè)備上的數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳到數(shù)據(jù)中心。

3 低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

以某低電壓嚴(yán)重臺(tái)區(qū)為例，參考系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析結(jié)果進(jìn)行低電壓改造分析。臺(tái)區(qū)地理信息分布圖1如示。

3.1 臺(tái)區(qū)改造前情況

臺(tái)區(qū)改造前完成低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)的建設(shè)工作，經(jīng)過一段時(shí)間的監(jiān)測、計(jì)算及分析，獲得以下臺(tái)區(qū)改造前運(yùn)行數(shù)據(jù)：1） 負(fù)荷高峰時(shí)段，變臺(tái)二次側(cè)輸出電壓一般為A相218.5 V、B相222.3 V、C相219.7 V。2） 線路末端用戶電壓白天一般在155～189 V之間波動(dòng)，用電高峰時(shí)段最低只有155.0 V。用電高峰時(shí)段電壓不合格用戶占該臺(tái)區(qū)所有用戶的18.5%。3） 臺(tái)區(qū)無功嚴(yán)重不足，日均功率因數(shù)約0.56。4） 變壓器日均負(fù)載率74.4%，高峰時(shí)段負(fù)載率高達(dá)122.1%。5） 臺(tái)區(qū)三相不平衡度嚴(yán)重，變壓器二次側(cè)及三相四線制桿塔處三相不平衡度多在15%～25%之間。6） 平均統(tǒng)計(jì)線損率高達(dá)12.05%。

臺(tái)區(qū)線路情況為：臺(tái)區(qū)配電變壓器容量50 kVA，低壓主干線導(dǎo)線型號(hào)JKLV-35；三相四線制供電線路長272 m；分支線路導(dǎo)線型號(hào)JKLV-25；單相兩線制供電線路長9 098 m。

臺(tái)區(qū)用戶及負(fù)荷情況：臺(tái)區(qū)共有用戶189戶，月均用電量約15 000 kWh。其中三相動(dòng)力戶1戶、單相動(dòng)力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶57戶、B相居民照明戶69戶、C相居民照明戶58戶。

3.2 系統(tǒng)分析建設(shè)方案

系統(tǒng)分析建設(shè)具體措施如下：1） 將配變由S7-50改造為S11-100。2） 對該臺(tái)區(qū)所在變電站、10 kV線路及臺(tái)區(qū)進(jìn)行無功建設(shè)，變電站采用容量為3 000 kVar的MCR無功補(bǔ)償裝置，在10 kV線路上安裝一臺(tái)容量為100+200 kVar的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置，在臺(tái)區(qū)變壓器二次側(cè)安裝容量為5+10+20 kVar的無功補(bǔ)償裝置。3） 將0101045#—0101050#桿塔之間的主干線路由單相兩線制改造成三相四線制，并在對所有用戶月均用電量及用電同時(shí)性進(jìn)行長期分析基礎(chǔ)上，對部分負(fù)荷進(jìn)行用電相別調(diào)整，具體調(diào)整情況如下表1所示。

改造后的用戶及負(fù)荷情況為：在189戶用戶中，三相動(dòng)力戶1戶、單相動(dòng)力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶52戶、B相居民照明戶76戶、C相居民照明戶56戶。

改造后的系統(tǒng)監(jiān)測及分析數(shù)據(jù)顯示，實(shí)際改造效果與系統(tǒng)預(yù)期計(jì)算結(jié)果相當(dāng)。系統(tǒng)的模擬計(jì)算功能有助于獲取更準(zhǔn)確的改造方案。通過系統(tǒng)的模擬計(jì)算，避免了以往改造過程中出現(xiàn)的實(shí)際效果不理想、線路改造反復(fù)進(jìn)行的問題，減少了資金浪費(fèi)及用戶停電時(shí)間，提高了供電可靠率。

3.3 改造前后數(shù)據(jù)對比

線路改造后，臺(tái)區(qū)線損率由12.05%下降到8.53%，下降了3.52個(gè)百分點(diǎn)；臺(tái)區(qū)不能正常使用大功率家用電器的35戶用戶家恢復(fù)正常。改造前，線路末端用戶白天電壓在155～189 V之間波動(dòng)，即臺(tái)區(qū)最低電壓在160 V左右，改造后臺(tái)區(qū)日最低電壓數(shù)據(jù)。臺(tái)區(qū)三相不平衡度改造前后的情況見表2。改造前后臺(tái)區(qū)功率因數(shù)曲線見圖2和圖3。

4 低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)效益分析

在低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、計(jì)算、分析及輔助決策下，通過對臺(tái)區(qū)進(jìn)行實(shí)際改造，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙豐收。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

1） 臺(tái)區(qū)平均線損率下降了3.52個(gè)百分點(diǎn)。按臺(tái)區(qū)平均月供電量為15 000 kWh計(jì)算，月均減少線損電量528 kWh，若電費(fèi)按0.5元/kWh計(jì)，則降低購電成本264.0元/月。

2） 增加用電負(fù)荷約35 kW，月增加用電量約35×130=1 050（kW·h）。電費(fèi)按0.5元/kWh計(jì)，則增加售電費(fèi)用525.0元/月。

4.2 社會(huì)效益

通過改造，臺(tái)區(qū)電壓質(zhì)量大大提高，廣大用戶的正常用電得到了保障，用戶滿意度大幅增加，為企業(yè)帶來顯著的社會(huì)效益。

5 結(jié)語

低電壓在線監(jiān)測管理實(shí)現(xiàn)了精確到戶的低電壓100%在線監(jiān)控和報(bào)警，建立了一個(gè)與線路結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的監(jiān)控網(wǎng)，并結(jié)合低壓數(shù)字化描述庫、電壓、電流、無功等各類實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，有利于綜合確定低電壓源頭及產(chǎn)生原因，實(shí)際作用及指導(dǎo)意義重大。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 曹斯曼.農(nóng)村低壓電網(wǎng)線損現(xiàn)狀及降損措施探討[J].岳陽師范學(xué)院（自然科學(xué)版），2000，13（1）：93-96.

[3] 陳彤彤.農(nóng)村電網(wǎng)線損計(jì)算分析與降損措施研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)碩，2006.

[4] 陳文彬.電力系統(tǒng)無功優(yōu)化與電壓調(diào)整[M].北京：中國電力出版社，2003.

[5] 程浩忠，吳浩.電力系統(tǒng)無功電壓穩(wěn)定[M].北京：中國電力出版社，2004.

[6] 馮昕鑫.中低壓配電網(wǎng)理論線損計(jì)算與分析方法的研究[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（5）：14-17.

[7] 高慧.配電網(wǎng)的網(wǎng)損計(jì)算與降損措施分析[J].安徽電力，2005，22（1）：53-56.

摘要：為快速確定低電壓產(chǎn)生的原因，根據(jù)低電壓現(xiàn)象的特點(diǎn)，開發(fā)低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)。以某低電壓嚴(yán)重臺(tái)區(qū)為例，探討具體改造方案，分析臺(tái)區(qū)改造后的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，為有效消除低電壓現(xiàn)象提供技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：低電壓；在線監(jiān)測；綜合分析；通訊系統(tǒng)；效益

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）07-0054-03

1 低電壓在線監(jiān)測與綜合分析的重要性

低電壓問題不是一個(gè)單一的問題，具體到一個(gè)臺(tái)區(qū)、一個(gè)用戶，可能是一個(gè)方面、兩個(gè)方面的問題同時(shí)存在，甚至是一系列的、綜合性問題共同存在。只有分析清楚導(dǎo)致低電壓問題的主要原因，才能制定有效的解決方案。

低電壓的情況比較復(fù)雜、數(shù)量較大且隨時(shí)變化，僅依靠人工分析獲得正確的結(jié)論和解決辦法不現(xiàn)實(shí)。只有依靠計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)，才能迅速完成低電壓的數(shù)據(jù)監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)和分析等工作，并依靠專家的經(jīng)驗(yàn)快速形成解決方案。

目前，單個(gè)低電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)或低電壓分析系統(tǒng)不能滿足要求，需要建立集低壓臺(tái)區(qū)及用戶低電壓在線監(jiān)測、臺(tái)區(qū)側(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測以及低壓地理信息系統(tǒng)（低壓GIS）為一體、對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)、綜合分析的大型系統(tǒng)。在此情況下，建立基于低壓GIS的“低電壓”在線監(jiān)測與綜合分析管理系統(tǒng)尤為重要。

2 低電壓在線監(jiān)測管理的實(shí)現(xiàn)

2.1 監(jiān)測設(shè)備選型

低電壓在線監(jiān)測要求覆蓋率高，且每家每戶都安裝獨(dú)立電表，因此采取在智能表上開發(fā)低電壓監(jiān)測功能的措施，既監(jiān)測又計(jì)量，讓每一塊電表都擁有一雙監(jiān)視“低電壓”的“眼睛”。在造價(jià)比較低廉的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)用戶處低電壓監(jiān)測100%覆蓋，實(shí)現(xiàn)資金、效果雙豐收。

2.2 通訊系統(tǒng)建設(shè)

低壓載波通訊。利用現(xiàn)有電力導(dǎo)線進(jìn)行通訊，不增加額外投資，但該通訊方式存在不能跨越臺(tái)區(qū)傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，因此只在用戶子表與臺(tái)區(qū)集中器之間采取該種通訊方式。

已實(shí)現(xiàn)光纖到戶的臺(tái)區(qū)，可通過現(xiàn)有光纖通道將臺(tái)區(qū)的數(shù)據(jù)傳回?cái)?shù)據(jù)中心；沒有光纖通道的臺(tái)區(qū)，則采用GPRS無線通訊方式。通過協(xié)調(diào)各個(gè)設(shè)備廠商開發(fā)統(tǒng)一的GPRS通訊通道——“電力數(shù)傳終端”將臺(tái)區(qū)設(shè)備上的數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳到數(shù)據(jù)中心。

3 低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

以某低電壓嚴(yán)重臺(tái)區(qū)為例，參考系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析結(jié)果進(jìn)行低電壓改造分析。臺(tái)區(qū)地理信息分布圖1如示。

3.1 臺(tái)區(qū)改造前情況

臺(tái)區(qū)改造前完成低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)的建設(shè)工作，經(jīng)過一段時(shí)間的監(jiān)測、計(jì)算及分析，獲得以下臺(tái)區(qū)改造前運(yùn)行數(shù)據(jù)：1） 負(fù)荷高峰時(shí)段，變臺(tái)二次側(cè)輸出電壓一般為A相218.5 V、B相222.3 V、C相219.7 V。2） 線路末端用戶電壓白天一般在155～189 V之間波動(dòng)，用電高峰時(shí)段最低只有155.0 V。用電高峰時(shí)段電壓不合格用戶占該臺(tái)區(qū)所有用戶的18.5%。3） 臺(tái)區(qū)無功嚴(yán)重不足，日均功率因數(shù)約0.56。4） 變壓器日均負(fù)載率74.4%，高峰時(shí)段負(fù)載率高達(dá)122.1%。5） 臺(tái)區(qū)三相不平衡度嚴(yán)重，變壓器二次側(cè)及三相四線制桿塔處三相不平衡度多在15%～25%之間。6） 平均統(tǒng)計(jì)線損率高達(dá)12.05%。

臺(tái)區(qū)線路情況為：臺(tái)區(qū)配電變壓器容量50 kVA，低壓主干線導(dǎo)線型號(hào)JKLV-35；三相四線制供電線路長272 m；分支線路導(dǎo)線型號(hào)JKLV-25；單相兩線制供電線路長9 098 m。

臺(tái)區(qū)用戶及負(fù)荷情況：臺(tái)區(qū)共有用戶189戶，月均用電量約15 000 kWh。其中三相動(dòng)力戶1戶、單相動(dòng)力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶57戶、B相居民照明戶69戶、C相居民照明戶58戶。

3.2 系統(tǒng)分析建設(shè)方案

系統(tǒng)分析建設(shè)具體措施如下：1） 將配變由S7-50改造為S11-100。2） 對該臺(tái)區(qū)所在變電站、10 kV線路及臺(tái)區(qū)進(jìn)行無功建設(shè)，變電站采用容量為3 000 kVar的MCR無功補(bǔ)償裝置，在10 kV線路上安裝一臺(tái)容量為100+200 kVar的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置，在臺(tái)區(qū)變壓器二次側(cè)安裝容量為5+10+20 kVar的無功補(bǔ)償裝置。3） 將0101045#—0101050#桿塔之間的主干線路由單相兩線制改造成三相四線制，并在對所有用戶月均用電量及用電同時(shí)性進(jìn)行長期分析基礎(chǔ)上，對部分負(fù)荷進(jìn)行用電相別調(diào)整，具體調(diào)整情況如下表1所示。

改造后的用戶及負(fù)荷情況為：在189戶用戶中，三相動(dòng)力戶1戶、單相動(dòng)力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶52戶、B相居民照明戶76戶、C相居民照明戶56戶。

改造后的系統(tǒng)監(jiān)測及分析數(shù)據(jù)顯示，實(shí)際改造效果與系統(tǒng)預(yù)期計(jì)算結(jié)果相當(dāng)。系統(tǒng)的模擬計(jì)算功能有助于獲取更準(zhǔn)確的改造方案。通過系統(tǒng)的模擬計(jì)算，避免了以往改造過程中出現(xiàn)的實(shí)際效果不理想、線路改造反復(fù)進(jìn)行的問題，減少了資金浪費(fèi)及用戶停電時(shí)間，提高了供電可靠率。

3.3 改造前后數(shù)據(jù)對比

線路改造后，臺(tái)區(qū)線損率由12.05%下降到8.53%，下降了3.52個(gè)百分點(diǎn)；臺(tái)區(qū)不能正常使用大功率家用電器的35戶用戶家恢復(fù)正常。改造前，線路末端用戶白天電壓在155～189 V之間波動(dòng)，即臺(tái)區(qū)最低電壓在160 V左右，改造后臺(tái)區(qū)日最低電壓數(shù)據(jù)。臺(tái)區(qū)三相不平衡度改造前后的情況見表2。改造前后臺(tái)區(qū)功率因數(shù)曲線見圖2和圖3。

4 低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)效益分析

在低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、計(jì)算、分析及輔助決策下，通過對臺(tái)區(qū)進(jìn)行實(shí)際改造，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙豐收。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

1） 臺(tái)區(qū)平均線損率下降了3.52個(gè)百分點(diǎn)。按臺(tái)區(qū)平均月供電量為15 000 kWh計(jì)算，月均減少線損電量528 kWh，若電費(fèi)按0.5元/kWh計(jì)，則降低購電成本264.0元/月。

2） 增加用電負(fù)荷約35 kW，月增加用電量約35×130=1 050（kW·h）。電費(fèi)按0.5元/kWh計(jì)，則增加售電費(fèi)用525.0元/月。

4.2 社會(huì)效益

通過改造，臺(tái)區(qū)電壓質(zhì)量大大提高，廣大用戶的正常用電得到了保障，用戶滿意度大幅增加，為企業(yè)帶來顯著的社會(huì)效益。

5 結(jié)語

低電壓在線監(jiān)測管理實(shí)現(xiàn)了精確到戶的低電壓100%在線監(jiān)控和報(bào)警，建立了一個(gè)與線路結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的監(jiān)控網(wǎng)，并結(jié)合低壓數(shù)字化描述庫、電壓、電流、無功等各類實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，有利于綜合確定低電壓源頭及產(chǎn)生原因，實(shí)際作用及指導(dǎo)意義重大。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 曹斯曼.農(nóng)村低壓電網(wǎng)線損現(xiàn)狀及降損措施探討[J].岳陽師范學(xué)院（自然科學(xué)版），2000，13（1）：93-96.

[3] 陳彤彤.農(nóng)村電網(wǎng)線損計(jì)算分析與降損措施研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)碩，2006.

[4] 陳文彬.電力系統(tǒng)無功優(yōu)化與電壓調(diào)整[M].北京：中國電力出版社，2003.

[5] 程浩忠，吳浩.電力系統(tǒng)無功電壓穩(wěn)定[M].北京：中國電力出版社，2004.

[6] 馮昕鑫.中低壓配電網(wǎng)理論線損計(jì)算與分析方法的研究[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（5）：14-17.

[7] 高慧.配電網(wǎng)的網(wǎng)損計(jì)算與降損措施分析[J].安徽電力，2005，22（1）：53-56.

摘要：為快速確定低電壓產(chǎn)生的原因，根據(jù)低電壓現(xiàn)象的特點(diǎn)，開發(fā)低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)。以某低電壓嚴(yán)重臺(tái)區(qū)為例，探討具體改造方案，分析臺(tái)區(qū)改造后的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，為有效消除低電壓現(xiàn)象提供技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：低電壓；在線監(jiān)測；綜合分析；通訊系統(tǒng)；效益

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）07-0054-03

1 低電壓在線監(jiān)測與綜合分析的重要性

低電壓問題不是一個(gè)單一的問題，具體到一個(gè)臺(tái)區(qū)、一個(gè)用戶，可能是一個(gè)方面、兩個(gè)方面的問題同時(shí)存在，甚至是一系列的、綜合性問題共同存在。只有分析清楚導(dǎo)致低電壓問題的主要原因，才能制定有效的解決方案。

低電壓的情況比較復(fù)雜、數(shù)量較大且隨時(shí)變化，僅依靠人工分析獲得正確的結(jié)論和解決辦法不現(xiàn)實(shí)。只有依靠計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)，才能迅速完成低電壓的數(shù)據(jù)監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)和分析等工作，并依靠專家的經(jīng)驗(yàn)快速形成解決方案。

目前，單個(gè)低電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)或低電壓分析系統(tǒng)不能滿足要求，需要建立集低壓臺(tái)區(qū)及用戶低電壓在線監(jiān)測、臺(tái)區(qū)側(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測以及低壓地理信息系統(tǒng)（低壓GIS）為一體、對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)、綜合分析的大型系統(tǒng)。在此情況下，建立基于低壓GIS的“低電壓”在線監(jiān)測與綜合分析管理系統(tǒng)尤為重要。

2 低電壓在線監(jiān)測管理的實(shí)現(xiàn)

2.1 監(jiān)測設(shè)備選型

低電壓在線監(jiān)測要求覆蓋率高，且每家每戶都安裝獨(dú)立電表，因此采取在智能表上開發(fā)低電壓監(jiān)測功能的措施，既監(jiān)測又計(jì)量，讓每一塊電表都擁有一雙監(jiān)視“低電壓”的“眼睛”。在造價(jià)比較低廉的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)用戶處低電壓監(jiān)測100%覆蓋，實(shí)現(xiàn)資金、效果雙豐收。

2.2 通訊系統(tǒng)建設(shè)

低壓載波通訊。利用現(xiàn)有電力導(dǎo)線進(jìn)行通訊，不增加額外投資，但該通訊方式存在不能跨越臺(tái)區(qū)傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，因此只在用戶子表與臺(tái)區(qū)集中器之間采取該種通訊方式。

已實(shí)現(xiàn)光纖到戶的臺(tái)區(qū)，可通過現(xiàn)有光纖通道將臺(tái)區(qū)的數(shù)據(jù)傳回?cái)?shù)據(jù)中心；沒有光纖通道的臺(tái)區(qū)，則采用GPRS無線通訊方式。通過協(xié)調(diào)各個(gè)設(shè)備廠商開發(fā)統(tǒng)一的GPRS通訊通道——“電力數(shù)傳終端”將臺(tái)區(qū)設(shè)備上的數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳到數(shù)據(jù)中心。

3 低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

以某低電壓嚴(yán)重臺(tái)區(qū)為例，參考系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析結(jié)果進(jìn)行低電壓改造分析。臺(tái)區(qū)地理信息分布圖1如示。

3.1 臺(tái)區(qū)改造前情況

臺(tái)區(qū)改造前完成低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)的建設(shè)工作，經(jīng)過一段時(shí)間的監(jiān)測、計(jì)算及分析，獲得以下臺(tái)區(qū)改造前運(yùn)行數(shù)據(jù)：1） 負(fù)荷高峰時(shí)段，變臺(tái)二次側(cè)輸出電壓一般為A相218.5 V、B相222.3 V、C相219.7 V。2） 線路末端用戶電壓白天一般在155～189 V之間波動(dòng)，用電高峰時(shí)段最低只有155.0 V。用電高峰時(shí)段電壓不合格用戶占該臺(tái)區(qū)所有用戶的18.5%。3） 臺(tái)區(qū)無功嚴(yán)重不足，日均功率因數(shù)約0.56。4） 變壓器日均負(fù)載率74.4%，高峰時(shí)段負(fù)載率高達(dá)122.1%。5） 臺(tái)區(qū)三相不平衡度嚴(yán)重，變壓器二次側(cè)及三相四線制桿塔處三相不平衡度多在15%～25%之間。6） 平均統(tǒng)計(jì)線損率高達(dá)12.05%。

臺(tái)區(qū)線路情況為：臺(tái)區(qū)配電變壓器容量50 kVA，低壓主干線導(dǎo)線型號(hào)JKLV-35；三相四線制供電線路長272 m；分支線路導(dǎo)線型號(hào)JKLV-25；單相兩線制供電線路長9 098 m。

臺(tái)區(qū)用戶及負(fù)荷情況：臺(tái)區(qū)共有用戶189戶，月均用電量約15 000 kWh。其中三相動(dòng)力戶1戶、單相動(dòng)力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶57戶、B相居民照明戶69戶、C相居民照明戶58戶。

3.2 系統(tǒng)分析建設(shè)方案

系統(tǒng)分析建設(shè)具體措施如下：1） 將配變由S7-50改造為S11-100。2） 對該臺(tái)區(qū)所在變電站、10 kV線路及臺(tái)區(qū)進(jìn)行無功建設(shè)，變電站采用容量為3 000 kVar的MCR無功補(bǔ)償裝置，在10 kV線路上安裝一臺(tái)容量為100+200 kVar的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置，在臺(tái)區(qū)變壓器二次側(cè)安裝容量為5+10+20 kVar的無功補(bǔ)償裝置。3） 將0101045#—0101050#桿塔之間的主干線路由單相兩線制改造成三相四線制，并在對所有用戶月均用電量及用電同時(shí)性進(jìn)行長期分析基礎(chǔ)上，對部分負(fù)荷進(jìn)行用電相別調(diào)整，具體調(diào)整情況如下表1所示。

改造后的用戶及負(fù)荷情況為：在189戶用戶中，三相動(dòng)力戶1戶、單相動(dòng)力戶4戶（A相1戶，C相3戶）、A相居民照明戶52戶、B相居民照明戶76戶、C相居民照明戶56戶。

改造后的系統(tǒng)監(jiān)測及分析數(shù)據(jù)顯示，實(shí)際改造效果與系統(tǒng)預(yù)期計(jì)算結(jié)果相當(dāng)。系統(tǒng)的模擬計(jì)算功能有助于獲取更準(zhǔn)確的改造方案。通過系統(tǒng)的模擬計(jì)算，避免了以往改造過程中出現(xiàn)的實(shí)際效果不理想、線路改造反復(fù)進(jìn)行的問題，減少了資金浪費(fèi)及用戶停電時(shí)間，提高了供電可靠率。

3.3 改造前后數(shù)據(jù)對比

線路改造后，臺(tái)區(qū)線損率由12.05%下降到8.53%，下降了3.52個(gè)百分點(diǎn)；臺(tái)區(qū)不能正常使用大功率家用電器的35戶用戶家恢復(fù)正常。改造前，線路末端用戶白天電壓在155～189 V之間波動(dòng)，即臺(tái)區(qū)最低電壓在160 V左右，改造后臺(tái)區(qū)日最低電壓數(shù)據(jù)。臺(tái)區(qū)三相不平衡度改造前后的情況見表2。改造前后臺(tái)區(qū)功率因數(shù)曲線見圖2和圖3。

4 低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)效益分析

在低電壓在線監(jiān)測與綜合分析系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、計(jì)算、分析及輔助決策下，通過對臺(tái)區(qū)進(jìn)行實(shí)際改造，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙豐收。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

1） 臺(tái)區(qū)平均線損率下降了3.52個(gè)百分點(diǎn)。按臺(tái)區(qū)平均月供電量為15 000 kWh計(jì)算，月均減少線損電量528 kWh，若電費(fèi)按0.5元/kWh計(jì)，則降低購電成本264.0元/月。

2） 增加用電負(fù)荷約35 kW，月增加用電量約35×130=1 050（kW·h）。電費(fèi)按0.5元/kWh計(jì)，則增加售電費(fèi)用525.0元/月。

4.2 社會(huì)效益

通過改造，臺(tái)區(qū)電壓質(zhì)量大大提高，廣大用戶的正常用電得到了保障，用戶滿意度大幅增加，為企業(yè)帶來顯著的社會(huì)效益。

5 結(jié)語

低電壓在線監(jiān)測管理實(shí)現(xiàn)了精確到戶的低電壓100%在線監(jiān)控和報(bào)警，建立了一個(gè)與線路結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的監(jiān)控網(wǎng)，并結(jié)合低壓數(shù)字化描述庫、電壓、電流、無功等各類實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，有利于綜合確定低電壓源頭及產(chǎn)生原因，實(shí)際作用及指導(dǎo)意義重大。

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