楊帆

（國(guó)網(wǎng)廈門供電公司）

關(guān)于供電臺(tái)區(qū)平穩(wěn)電壓的一種應(yīng)用

楊帆

（國(guó)網(wǎng)廈門供電公司）

本文從配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)中存在的高峰期電壓偏低、低谷期電壓偏高的問題上入手，從系統(tǒng)框架功能、技術(shù)原理、實(shí)際應(yīng)用等多方面相結(jié)合，開發(fā)一套適用于平穩(wěn)配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓的裝置。該裝置在廈門東山#11桿配變臺(tái)區(qū)初步試點(diǎn)應(yīng)用取得良好效果。

配電網(wǎng)；電壓治理；調(diào)壓；穩(wěn)壓

1 技術(shù)研究背景

針對(duì)臺(tái)區(qū)電壓198～235V的考核指標(biāo)，廈門供電公司研究一種電壓平穩(wěn)治理裝置，即解決供電臺(tái)區(qū)電壓合格率問題，又能在臺(tái)區(qū)空白線路的節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)電參數(shù)的采集及故障告警，優(yōu)化臺(tái)區(qū)的供電質(zhì)量。

2 技術(shù)設(shè)計(jì)方案

針對(duì)廈門部分臺(tái)區(qū)“電壓不穩(wěn)定”現(xiàn)狀，提出了一種平穩(wěn)電壓治理裝置。采用智能化控制方式，實(shí)現(xiàn)用戶端自動(dòng)保持輸出電壓穩(wěn)定在合格電壓范圍內(nèi)，能夠有效解決因臺(tái)區(qū)高峰期電壓偏低、低谷期電壓偏高的問題，也能夠解決季節(jié)及階段性集中用電造成的電壓波動(dòng)問題。

2.1 智能平穩(wěn)電壓裝置原理結(jié)構(gòu)

本文中的一種平穩(wěn)電壓治理系統(tǒng)是由智能平穩(wěn)電壓裝置、APP應(yīng)用終端及后臺(tái)主站構(gòu)成的含數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)控制等一體化系統(tǒng)。

本文提出的用于解決農(nóng)網(wǎng)“低電壓”現(xiàn)狀的調(diào)壓裝置原理結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1

如圖1所示是智能平穩(wěn)電壓裝置的原理結(jié)構(gòu)圖。其中智能平穩(wěn)電壓裝置包含塑殼斷路器、電流互感器、智能控制切換單元、電力電容器和（1～n）抽頭隔離變壓器。電流互感器與智能控制切換單元采用導(dǎo)線連接，智能控制切換單元與（1～n）抽頭隔離變壓器采用銅導(dǎo)線連接，智能控制投切單元與電力電容器采用銅導(dǎo)線連接。其中智能控制切換單元具有如下功能：智能控制切換單元是通過將核心控制單元與開關(guān)動(dòng)作單元結(jié)合于一體，核心控制單元能自動(dòng)采集監(jiān)測(cè)線路上的電壓及電流互感器的二次側(cè)電流信息，合理分析計(jì)算當(dāng)前線路的無功需量及采集線路電壓與基準(zhǔn)電壓的比較分析情況，當(dāng)線路無功需量大時(shí)，通過智能控制切換單元發(fā)出相應(yīng)指令，自動(dòng)控智能控制切換單元中的開關(guān)動(dòng)作單元?jiǎng)幼?，?shí)現(xiàn)電力電容器的投入，提高線路功率因數(shù)，改善線路電壓。投入電力電容器時(shí)，智能控制切換單元將繼續(xù)采集線路電壓，根據(jù)基準(zhǔn)電壓參數(shù)閾值進(jìn)行分析比較，發(fā)出相應(yīng)指令自動(dòng)調(diào)節(jié)開關(guān)動(dòng)作單元中的一個(gè)單刀雙擲互鎖型交流接觸器、一個(gè)單刀單擲普通型交流接觸器、（1～N）個(gè)繼電器以及（1～N）個(gè)備用繼電器的開合閘。開關(guān)動(dòng)作單元包括一個(gè)單刀雙擲互鎖型交流接觸器、一個(gè)單刀單擲普通型交流接觸器、（1～N）個(gè)繼電器以及（1～N）個(gè)備用繼電器，改變（1～n）抽頭隔離變壓器中抽頭的接入方式，改變線圈的有效匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓功能，既可以升壓又能夠降壓。當(dāng)線路無功需量正常時(shí)，無須投入電力電容器，若智能控制切換單元繼續(xù)采集線路電壓，根據(jù)基準(zhǔn)電壓參數(shù)閾值進(jìn)行分析比較，智能控制切換單元也將發(fā)出相應(yīng)指令自動(dòng)調(diào)節(jié)開關(guān)動(dòng)作單元中的（1～N）個(gè)繼電器的開合閘，改變（1～n）抽頭隔離變壓器中抽頭的接入方式，改變線圈的有效匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓功能，既可以升壓又能夠降壓。

2.2 智能平穩(wěn)電壓裝置動(dòng)作原理

K1是K1-1與K1-2組合構(gòu)成的一種單刀雙擲互鎖型交流接觸器，即在短時(shí)間內(nèi)，當(dāng)K1-1閉合時(shí)，K1-2斷開，當(dāng)K1-2閉合時(shí)，K1-1斷開，能夠滿足在檔位切換過程中，保證后端用戶不斷電，K2為單刀單擲普通型交流接觸器。根據(jù)需求，可對(duì)升、降壓的效果進(jìn)行特殊定制，可制作具有n個(gè)抽頭的隔離變壓器。如圖2，以圖中所示的6作為中間抽頭，從抽頭6到抽頭7中，可以根據(jù)需求抽出n個(gè)分接頭，同時(shí)對(duì)應(yīng)的（1～N）個(gè)繼電器分別為KX1、KX2，…，KXN，（1～N）個(gè)備用繼電器分別為KX1'、KX2'，…，KXN'；從抽頭6到抽頭8中，可以根據(jù)需求抽出n個(gè)分接頭，同時(shí)對(duì)應(yīng)的（1～N）個(gè)繼電器分別為KY1、KY2，…，KYN，（1～N）個(gè)備用繼電器分別為KY1'、KY2'，…，KYN'；所有備用繼電器在裝置正常工作時(shí)，都處于閉合狀態(tài)。其中當(dāng)KX1、KX2，…，KXN中的任意一個(gè)奇數(shù)編號(hào)的繼電器閉合（即KX1、KX3、KX5，…，KXN，N為奇數(shù)），KY1、KY2，…，KYN中的任意一個(gè)偶數(shù)編號(hào)的繼電器閉合（即KY2、KY4、KY6，…，KYN-1，N為奇數(shù)），此時(shí)（1～n）抽頭隔離變壓器分接頭接入后，改變線圈接入方式，線路將實(shí)現(xiàn)升壓功能；其中當(dāng)KX1、KX2，…，KXN中的任意一個(gè)偶數(shù)編號(hào)的繼電器閉合（即KX2、KX4、KX6，…，KXN-1，N為奇數(shù)），KY1、KY2，…，KYN中的任意一個(gè)奇數(shù)編號(hào)的繼電器閉合（即KY1、KY3、KY5，…，KYN，N為奇數(shù)），此時(shí)（1～n）抽頭隔離變壓器分接頭接入后，改變線圈接入方式，線路將實(shí)現(xiàn)降壓功能。

圖2

3 實(shí)現(xiàn)的技術(shù)創(chuàng)新

（1）傳統(tǒng)的穩(wěn)壓方法采用單刀單擲型交流接觸器作為投切開關(guān)，自耦變壓器作為升壓?jiǎn)卧?，需要配置相?yīng)的穩(wěn)壓逆變管理器來保障交流接觸器的可靠供電，不僅增加裝置重量，且成本也將增加。而本系統(tǒng)采用的是磁保持繼電器作為切換隔離變壓器的抽頭的投切開關(guān)，隔離變壓器作為升壓?jiǎn)卧?，較之傳統(tǒng)的穩(wěn)壓方法可以降低設(shè)備投入成本同時(shí)減輕設(shè)備重量。

（2）傳統(tǒng)的穩(wěn)壓方法是用于采集線路電壓、電流信息，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理并發(fā)出相應(yīng)的控制指令。而本系統(tǒng)采用智能控制切換單元，創(chuàng)新性的將數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、處理、控制、開關(guān)動(dòng)作結(jié)合于一體，不僅可以采集線路電壓、電流信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及發(fā)出控制指令，還將一個(gè)單刀雙擲互鎖型交流接觸器，一個(gè)單刀單擲普通型交流接觸器以及繼電器作為投切開關(guān)集成一體，有效減小裝置的體積及重量，同時(shí)降低成本。

（3）本系統(tǒng)采用智能平穩(wěn)電壓裝置、APP應(yīng)用終端及后臺(tái)主站構(gòu)成的含數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)控制等一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)線路升壓功能，同時(shí)APP應(yīng)用終端與后臺(tái)主站的配合使用，不僅能夠極大的方便現(xiàn)場(chǎng)安裝人員的調(diào)試，而且能夠滿足供電局實(shí)現(xiàn)足不出戶即可關(guān)注設(shè)備運(yùn)行工況及現(xiàn)場(chǎng)線路電壓質(zhì)量，為供電公司提供智能化信息管理，提升供電企業(yè)形象。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

4.1 廈門東山#11桿配變臺(tái)區(qū)“電壓不穩(wěn)定”治理

以東山#11桿配變臺(tái)區(qū)為例，治理效果如表1。

表1

通過對(duì)A、B、C三相投運(yùn)前后電壓對(duì)比可知：

（1）每相在處于低電壓和高電壓狀態(tài)下，調(diào)壓穩(wěn)壓裝置可正常動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)輸出合格電壓。

（2）三相輸出電壓都處于198～235V之間，實(shí)現(xiàn)電壓合格率達(dá)到100%。

4.2 應(yīng)用結(jié)論

智能平穩(wěn)電壓系統(tǒng)是解決農(nóng)網(wǎng)臺(tái)區(qū)“電壓不穩(wěn)定”現(xiàn)狀問題行之有效的途徑之一，可用于將來可能存在高峰期低電壓、低谷期高電壓現(xiàn)象的三相線路，做到防治結(jié)合，并結(jié)合APP應(yīng)用終端與后臺(tái)主站的配合使用填充臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)的空白。

5 結(jié)束語

針對(duì)臺(tái)區(qū)的“電壓不穩(wěn)定”現(xiàn)狀的治理，提升電壓合格率，保證用戶的可靠用電是當(dāng)前農(nóng)村電網(wǎng)急需解決的重點(diǎn)問題，本文根據(jù)當(dāng)前臺(tái)區(qū)的“電壓不穩(wěn)定”現(xiàn)狀治理為依據(jù)，研制出一種平穩(wěn)電壓治理裝置，提高電壓質(zhì)量，減少用戶投訴。該裝置在東山#11桿配變臺(tái)區(qū)“低電壓”治理中初步試點(diǎn)應(yīng)用取得良好效果。

[1]郝思鵬，鄒添天，陳婷，張仰飛.農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)智能監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā).電測(cè)與儀表，2014（23）.

[2]盧章建.農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)智能深化應(yīng)用研究.科技視界，2014.

[3]許鵬華.農(nóng)網(wǎng)智能化配電臺(tái)區(qū)建設(shè)探析.電子技術(shù)與軟件工程，2013.

[4]張寧，蔡新紅，張執(zhí)超.提高農(nóng)網(wǎng)電壓質(zhì)量的措施.Farm Machinery Using &Maintenance，2007.

[5]呂海峰，付勝峰.淺談提升農(nóng)網(wǎng)供電質(zhì)量的改進(jìn)措施.黑龍江科學(xué)，2013.

TM714.2

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1004-7344（2016）29-0106-02

2016-9-30