楊 昀 王慶斌（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司云浮供電局，廣東 云浮 527300）

新型低壓線路調(diào)壓器在“低電壓治理”中的應(yīng)用及降損效果分析

楊 昀 王慶斌
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司云浮供電局，廣東 云浮 527300）

本文通過低壓調(diào)壓器的分析對比，詳細(xì)介紹了新型低壓線路調(diào)壓器的功能、原理，及其在低電壓治理中的應(yīng)用和節(jié)能效果，為相關(guān)技術(shù)人員提供了一個進(jìn)行低電壓治理的有效途徑。

家用穩(wěn)壓器；低壓線路調(diào)壓器；應(yīng)用實(shí)例

1 小功率家用穩(wěn)壓器

隨著電功率家用電器（如：冰箱、空調(diào)等）的應(yīng)用和普及，居民用電功率明顯提高，低壓供電線路的供電能力明顯下降，線路末端“低電壓”現(xiàn)象非常突出，造成部分家用電器無法正常使用。為此，出現(xiàn)了繼電器式小功率的家用穩(wěn)壓器，針對單臺家電設(shè)備進(jìn)行穩(wěn)壓供電，以維持該設(shè)備的正常運(yùn)行。

小功率家用穩(wěn)壓器的工作原理如圖1所示。

該穩(wěn)壓器是利用繼電器分接自耦變壓器的不同抽頭進(jìn)行調(diào)壓的。其功率約為1kW左右，該穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，但其每一次繼電器動作換擋調(diào)壓時，都會造成一個電壓瞬時中斷，同時在繼電器觸點(diǎn)上還會產(chǎn)生火花干擾。若繼電器觸頭質(zhì)量稍次，極易引起燒毀事故。

2 大功率家用穩(wěn)壓器

由于小功率家用穩(wěn)壓器只能針對單臺家電設(shè)備（如冰箱）進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，為使一個家庭中的其它電氣設(shè)備也能正常使用，同時又能克服調(diào)壓過程的瞬時斷電缺點(diǎn)，出現(xiàn)了較大功率的碳刷式家用穩(wěn)壓器，其工作原理如圖2所示。

該穩(wěn)壓器是通過碳刷在線圈上滑動接觸，來改變自耦變壓器抽頭進(jìn)行調(diào)壓的。其功率約為3kW～10kW，該穩(wěn)壓器避免了繼電器調(diào)壓方式的電壓瞬時中斷現(xiàn)象。但碳刷在不斷的移動中會慢慢磨損變薄，脫落的碳粉會影響絕緣，當(dāng)碳刷接觸不良時會產(chǎn)生火花，嚴(yán)重時會出現(xiàn)短路故障。碳刷的機(jī)械運(yùn)動響應(yīng)較慢，負(fù)荷突變時，可能導(dǎo)致電壓瞬間的突升與突降，這將間接影響用戶電器的使用壽命。

3 新型低壓線路調(diào)壓器

由于上述兩類家用穩(wěn)壓器，主要應(yīng)用于居民家庭內(nèi)部，其數(shù)量龐大、隱患明顯、又無專業(yè)人員維護(hù)，因此造成電氣故障頻發(fā)、存在嚴(yán)重的電氣安全隱患。

為此，由合肥華威自動化有限公司，利用先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，推出了新型低壓線路調(diào)壓器。

該調(diào)壓器串聯(lián)在低壓供電線路中，根據(jù)具體用戶的負(fù)荷功率，可同時為數(shù)戶、十?dāng)?shù)戶、甚至數(shù)十戶的居民提供穩(wěn)定的工作電壓，由專業(yè)的人員進(jìn)行安裝和運(yùn)維，不但有效解決了線路末端的“低電壓”問題，同時杜絕了用戶的電氣安全隱患，提高了低壓線路的電壓合格率，實(shí)現(xiàn)了低壓配網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

圖1 220V家用穩(wěn)壓器原理圖（繼電器式）

圖2 220V家用穩(wěn)壓器原理圖（碳刷式）

圖3

3.1 該新型低壓線路調(diào)壓器的工作原理

該調(diào)壓器按“補(bǔ)償原理”設(shè)計(jì)，將其串聯(lián)在低壓供電線路中，其輸入電壓Ui為線路的自然電壓，其輸出電壓U0為疊加了補(bǔ)償電壓ΔU之后的較高電壓，ΔU經(jīng)微機(jī)控制器計(jì)算后，指令調(diào)壓器動態(tài)調(diào)節(jié)，閉環(huán)控制，使調(diào)壓器的輸出電壓合格。

該調(diào)壓器并聯(lián)了無功自動補(bǔ)償智能電容器，可按無功模式或電壓模式自動調(diào)節(jié)電容器容量，在調(diào)壓的同時，有效降低了線路無功損耗和線路無功壓降，抑制了調(diào)壓器前端的電壓跌落。

3.2 新型低壓線路調(diào)壓器的工作過程

（1）以輸出電壓U0為控制目標(biāo)。

（2）當(dāng)用戶側(cè)電壓U0低于國標(biāo)規(guī)定的下限值198V時，控制器自動逐級升壓到目標(biāo)值。

（3）當(dāng)輸入電壓Ui在國標(biāo)允許的電壓偏差范圍以內(nèi)（198V～235.4V）時，調(diào)壓器自動旁路運(yùn)行，以降低線路損耗，提高調(diào)壓器的使用壽命。

（4）當(dāng)線路無功功率波動時，智能電容器（無功模式）自動增減相應(yīng)的電容器組，使線損和線路無功壓降最小。

（5）當(dāng)調(diào)壓后，用戶負(fù)荷功率增大，調(diào)壓器前端電壓跌落時，智能電容器（電壓模式）自動投入相應(yīng)的電容器組，利用電容器的穩(wěn)壓特性，提升調(diào)壓器前端的電壓水平。

（6）當(dāng)線路電壓合格時，或調(diào)壓器自身異常保護(hù)時，自動切換到旁路運(yùn)行模式并報(bào)警。

3.3 新型低壓線路調(diào)壓器的特點(diǎn)

該調(diào)壓器功率大、能耗低、保護(hù)完善、運(yùn)行安全、同時具有穩(wěn)壓和降低線損的雙重功能。

（1）一臺智能調(diào)壓器可同時為十幾戶甚至幾十戶居民集中供電，安裝、調(diào)試、維護(hù)均很方便。

（2）調(diào)壓方式為補(bǔ)償式，依據(jù)線路電壓的實(shí)時參數(shù)，分3級自動調(diào)壓。

（3）調(diào)壓器自身功率＜ 3 % 額定功率，功耗低，且具有旁路運(yùn)行功能。

（4）可加裝GPRS無線通信功能，便于供電公司對電壓質(zhì)量的管控。

（5）不銹鋼箱體、IP33防護(hù)等級，滿足戶外運(yùn)行環(huán)境要求。

（6）該調(diào)壓器由生產(chǎn)廠家提供免費(fèi)技術(shù)服務(wù)，解除用戶一切后顧之憂。

3.4 新型低壓線路調(diào)壓器的應(yīng)用實(shí)例

3.4.1 現(xiàn)場運(yùn)行照片

3.4.2 現(xiàn)場運(yùn)行的電壓效果曲線

3.5 新型低壓線路調(diào)壓器的應(yīng)用節(jié)能效果

配電網(wǎng)的輸電線路損耗為：p=i2r

新型低壓線路調(diào)壓器的調(diào)壓范圍為：30%

若：用戶負(fù)荷為P，線路末端調(diào)壓前的自然電壓為180V，其線路電流為：

則：調(diào)壓后的電壓可提升到：180× （1+30%）=234V，其線路電流降為：

即：線路電壓經(jīng)調(diào)壓器提升了30%后，線路電流降低了23%。

若：I前=100A，則：I后=77A

調(diào)壓前后的線路損耗分別為：

p前=1002r，p后=772r

即：線路電壓經(jīng)調(diào)壓器提升了30%后，線路損耗降低了39%。

可見，調(diào)壓器將末端電壓提升后，其線路損耗得到了大幅的下降，節(jié)能效果非常明顯。

結(jié)語

通過上述分析可見，新型低壓線路調(diào)壓器，具有明顯的調(diào)壓效果，運(yùn)行安全可靠，安裝維護(hù)方便，采集和顯示數(shù)據(jù)完整，調(diào)壓范圍寬，自動化程度高，技術(shù)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理，在滿足“低電壓治理”的前提下，能夠顯著降低線路損耗，具有明顯的推廣應(yīng)用價值。

[1]羅佳.中低壓配網(wǎng)線損分析及降損措施探討[J].現(xiàn)代制造，2013，(36)：12-13.

TM726

A

，楊昀，現(xiàn)有職稱：工程師，專業(yè)：從事電網(wǎng)運(yùn)行管理、技術(shù)改造管理；第二作者，王慶斌，現(xiàn)有職稱：高級工程師，專業(yè)：從事電網(wǎng)科技創(chuàng)新管理。