劉樹軍

摘要：在新時期下，人們對用電的需求是越來越高，而配電變壓器在輸入電壓的時候經(jīng)常會出現(xiàn)偏差，不是電壓過低就是過高，直接影響到人們的用電，甚至還嚴(yán)重影響了人們的生活和工作。所以在這種情況下，國家電網(wǎng)需要重視起來，并要分析出配電變壓器輸出電壓偏差的原因，然后根據(jù)具體的原因，找到相應(yīng)的解決方法。而本文就針對配電變壓器輸出電壓偏差的治理進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：配電變壓器;輸出電壓;偏差;治理研究;分析;

隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，居民端電壓的質(zhì)量問題也是越來越多，而配電變壓器是低壓配電網(wǎng)的源頭，輸入電壓質(zhì)量的好壞，將和用戶的電壓質(zhì)量有直接的關(guān)系，但是影響配電變壓器輸出電壓質(zhì)量的因素是非常多的，如配電連接組別、運(yùn)行的檔位、負(fù)載率以及三相負(fù)荷不平衡度等等，因此我們需要對以上這些因素進(jìn)行深入并且科學(xué)的分析，還要在分析的過程中制定合理的解決措施，避免盲目的改造和重建，否則會影響到供電質(zhì)量。

一、配電變壓器輸出電壓偏差大的原因分析

（一）電壓偏低的原因

影響配電變壓器輸出電壓偏差低的原因主要有以下幾個方面：第一，配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的結(jié)構(gòu)不夠合理，這里主要是指一些農(nóng)電線路送電的距離太長，供電的半徑又比較大，而且導(dǎo)線的截面又比較小，所以會使線路電壓受到的損失也太大;第二，電網(wǎng)的無功功率電源不足或者是無功補(bǔ)償設(shè)備管理不完善，其中經(jīng)常停用、長久失修，都會在一定程度上破壞無功平衡，這也是電網(wǎng)電壓偏低的主要原因;第三，變壓器分接頭位置放置的不夠合理;最后是電網(wǎng)接線不夠合理，電線經(jīng)常會出現(xiàn)負(fù)載過重、負(fù)荷功率因數(shù)低以及電力設(shè)備進(jìn)行檢修或者線路故障等等，這些問題的出現(xiàn)也會使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)下降的情況[1]。

（二）配電變壓器輸出電壓偏高的原因

在國家快速發(fā)展的過程中，我國的電力行業(yè)也得到了很大的發(fā)展。在現(xiàn)在電網(wǎng)的發(fā)展下，20-30萬KW的大容量機(jī)組將會被直接接入超高壓電網(wǎng)，而且500kV超高壓線路也會被投入使用中，線路充電的功率會非常大，每百公里充電功率就高達(dá)10萬kV，在這種情況下，就會使220kV-500kV超高壓電網(wǎng)內(nèi)無功過剩，最終導(dǎo)致主網(wǎng)電壓過高。

（三）配電網(wǎng)無功補(bǔ)償存在的問題

在無功補(bǔ)償中主要存在以下問題：首先是無功到送的問題，無功到送會給線路和變壓器增加損耗，加重線路的供電負(fù)擔(dān)。其次是三相不平衡的問題，三相不平衡也會加大線路和變壓器的損耗，同時還給三相不平衡帶來比較大的負(fù)荷。最后是諧波的問題，諧波含量如果過大的話會給電容器的使用壽命帶來很大的影響，甚至?xí)o電容器造成損壞，而且還會因?yàn)殡娙萜鲗χC波的放大作用，增加諧波的干擾，因此在做無功補(bǔ)償?shù)臅r候，一定要考慮到諧波的治理。

二、10kV配電變壓器的模型分析

為了更好的治理配電電壓器輸出電壓偏差的問題，本文列舉了10kV配電變壓器負(fù)荷在三相平衡和三相不平衡的情況下對電壓偏差的影響。對于10kV的配電變壓器來說一般采用的都是三相三柱式，常用的連接組別是Dyn11和Yyn0。其中在負(fù)荷平衡的情況下，兩種連接組別在輸出電壓的特性上是非常相似的。但是，居民低壓負(fù)荷是以單相負(fù)荷為主的，因?yàn)閱蜗嗟脑O(shè)備用電時間是不同步的，所以會讓配電變壓器處于三相負(fù)載不對稱的運(yùn)行狀態(tài)，而在這種情況下，系統(tǒng)中存在的零序電流和負(fù)序電流，也會造低壓側(cè)的三相電壓不對稱。就目前來說，分析變壓器不對稱運(yùn)行的方式時，一般采用的是對稱分量法，然后將不對稱的三相電流分解為正、負(fù)、零序分量。

三、靈敏度分析方法

在最優(yōu)化的方法中，我們會經(jīng)常利用靈敏度來分析和研究原始數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，對于靈敏度的分析方法來說，它是研究和分析一個系統(tǒng)或者模型的狀態(tài)對系統(tǒng)參數(shù)或者周圍條件變化的敏感程度的方法，而且通過靈敏度還可以更好的分析和決定，哪些參數(shù)對系統(tǒng)或者模型存在影響因素。因?yàn)榕_區(qū)首端的電壓會受10kV測電壓、配電負(fù)荷水平、功率因數(shù)等多種因素的影響，同時又為了更好的分析每個因素對電壓偏差的影響程度，所以本文采用了靈敏度分析方法[2]。

四、三相負(fù)荷平衡與不平衡時對電壓偏差因素的影響分析

（一）三相負(fù)荷平衡時對電壓偏差因素的影響分析

根據(jù)上文提到的配電變壓器的模型來看，臺區(qū)的影響因素主要有以上提及到的幾個方面，所以我們根據(jù)配電變壓器的電路模型和電壓損耗計算得出，10kV側(cè)電壓的偏導(dǎo)數(shù)為1的時候，負(fù)載率和功率因數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)一般都會小于1，由此可以得知，10kV側(cè)電壓對臺區(qū)首端輸入電壓的影響是最大的，而負(fù)載率和功率因數(shù)的大小則會和配電變壓器容量、負(fù)載率以及負(fù)荷功率因數(shù)等因素有關(guān)，但是在影響的程度上差別不是很大，不超過4%。

（二）三相負(fù)荷不平衡時對輸出電壓偏差的影響分析

在三相負(fù)荷不平衡的時候，我們首先需要做的是建立配電變壓器的正序、負(fù)序和零序模型，然后通過對稱分量法進(jìn)行分析。在已知10kV側(cè)電壓、負(fù)荷電流的情況下，我們需要分析出臺區(qū)首端的每一相電壓大小和本相負(fù)荷電流有直接的關(guān)系。由此我們可以得知，Dyn11型配電變壓器，在三相負(fù)荷不平衡的時候，每一相電壓之間的差值都是很小的。但是對于Yyn0繞組的配電變壓器，分析出它是在零序阻抗的情況下，是正序阻抗的15倍左右，最終得出的結(jié)論是，Yyn0與Dyn11繞組配電變壓器相比，Yyn0繞組配電變壓器在每一相電壓上疊加了一個比較大的零序分量，所以會引發(fā)中性點(diǎn)的偏移出現(xiàn)，造成各相電壓幅值之間有較大的差異。

五、如何治療配電變壓器輸出電壓偏差的情況。

（一）無功補(bǔ)償

何為無功補(bǔ)償？無功補(bǔ)償裝置主要是安裝在配電變壓器低壓側(cè)。根據(jù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和原則來看，配電網(wǎng)低壓無功補(bǔ)償?shù)呐渲脩?yīng)該是在20%-40%，而在具體的使用過程中，我們會選擇30%，它最主要的作用是提高功率的因數(shù)，減少配電變壓器負(fù)載水平，以此來降低電壓的損耗[3]。

（二）給配電變壓器增加容量

給配電變壓器增加容量主要的方式是“以小換大”的增容方式，或者是增加同等容量的變壓器。在一般情況下，配電變壓器增加容量以后，負(fù)載率會變小，也就是原來負(fù)載率的一半而。根據(jù)電壓損耗的計算公式來分析，如果配電變壓器在增容以前負(fù)載是100%，那么在增容以后就會變成50%，最終通過計算可以得知，增容后的電壓有一定的提高，提高了大約2%左右。這種方式主要應(yīng)用在配電變壓器負(fù)過載的情況下，或者是在低壓側(cè)電壓高于0.98pu的情況下。

（三）調(diào)節(jié)負(fù)荷的不平衡度

對于Dyn11繞組型配電變壓器來說，每一相的電壓損耗和負(fù)荷平衡的計算方法都是相同的，在最極端的時候，加入其中一相負(fù)荷以后，負(fù)載率就會達(dá)到100%，而另外兩相就會空載。但是通過對負(fù)荷的調(diào)整，降低了電壓損耗，使其減少到原來的三分之一，與此同時，電壓也相應(yīng)的提高了大約1.8%左右，但是在多數(shù)條件下，電壓提升幅度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到極端條件下的提升幅度的。由此我們可以得知，Dyn11繞組型配電變壓器，雖然可以通過調(diào)節(jié)不平衡度來提高配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力和帶負(fù)載能力，但是對于電壓的改善效果確不是很大[4]。

結(jié)束語

綜上所述，向我們闡述了配電變壓器輸出電壓偏差的原因，同時也通過對10kV線路、配電變壓器和低壓線路的建模得知，配電的負(fù)荷水平、功率因數(shù)以及運(yùn)行檔位等多種因素都和電壓損耗有一定的影響，為此提出了一些治理方法，并對治理方法分析了有效性和適用的范圍，最終我們可以很準(zhǔn)確的解決配電變壓器輸出電壓偏差的問題，從而提高電壓質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]田樹軍，郭金明，俸波.10kV帶電作業(yè)工具耐壓試驗(yàn)用的變壓器容升電壓誤差探討[J].廣西電力，2019，42（6）：45-47+52.

[2]袁義生，唐喆.智能配電網(wǎng)電壓跌落下的電力電子變壓器運(yùn)行研究[J].電力自動化設(shè)備，2019，39（2）：49-54.

[3]曹琪娜，張?jiān)娊?配電變壓器輕重過載治理方法探討[J].大眾用電，2018，（4）：25-26.

[4]李玉幸，狄彥強(qiáng)，李顏頤，等.電壓偏差在低壓配電系統(tǒng)中的計算及優(yōu)化[J].智能建筑電氣技術(shù)，2020，14（1）：75-78.