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【摘 要】本文通过对10kV配电网的影响因素进行了全面分析,同时对影响因素的技术措施和管理措施以及解决方法进行了阐述。
【关键词】 配电网;故障运行;负荷平衡
一、故障分析
(一)故障原因.
目前从10kV线路故障总体情况来看,故障点大多发生在偏僻地区的老旧线路,城区主干道沿线的线路,绝缘化程度低、线路杆塔矮、导线截面小、一条线路有多种型号导线的线路上。有的线路通道经过高温、潮湿、粉尘、蒸汽等复杂场所或与建筑物不满足安全距离,再加上专变用户对设备管理不善,缺乏必要的维护和定期检修、试验,因大风天气将杂物吹到导线上引发线路跳闸的事件也时有发生。
(二)故障特点
1)用户设备故障的不确定性。2)由于外力破坏的突发性。3)树木、杂物引发故障的季节性。4)因线路设备老化、施工工艺不良等,故障原因难以查找的隐蔽性。
1.3.防范措施
1)严格执行制度和规程,提高线路运行维护能力;从故障查找和处理中积累经验,主动查找各类缺陷和隐患,逐步建立隐患台帐并进行滚动治理。2)分析因季节特点造成的危害情况。有针对性地制定巡视计划,对特别容易引发故障的区段采取缩短巡视周期、增加巡视人数等方式来防范。3)加大对电力设施保护的宣传力度,在可能造成碰导线的塔吊及其它危及线路的施工设备、建筑物附近杆塔上悬挂警示标示牌。
二、线损问题分析
(一)技术线损
1)部分地区负荷增长过快,规划及负荷预测工作滞后,配网增容改造仍不能满足用户需求。2)负荷分配不合理,配变容量不匹配,仍有/大马拉小车的现象,造成线路轻载或空载运行。3)施工工艺欠佳,造成接线头、引流线搭头接触电阻过大,增加发热损耗。4)三相负荷不平衡,中性线电流增大,损耗相应增加。
(二)技术措施
改善无功功率分布,尽可能在提高功率因数和有功功率合理分配的同时,合理分布无功功率。减少无功远距离传送;增设无功就地补偿装置;合理配置无功补偿装置,改善无功潮流分布,降低有功损耗和电压损耗。
三、配网三相负荷不平衡分析
(一)负荷不平衡引起损耗增加
(1)配变空载损耗增加。三相负荷不平衡运行时,产生零序电流,不平衡情况越严重,零序电流就越大。零序电流在配变铁芯中产生零序磁通,零序磁通从配变的铁构件,油箱体中通过,而这些部件不是配变的磁路,所以产生磁滞、涡流损耗,从而增加了配变空载损耗。
(2)配变铜损增加。由于负荷不平衡,在配变3个绕组中的电流值不同,平衡与不平衡所引起的铜损分别见(1)式、(2)式:
$P=(I/IN)2PK (1)
$P--负荷平衡情况下的铜损(kW)
I--负荷平衡时的配变电流(A)
IN--配变额定电流(A)
PK--配变额定短路损耗(kW)
$Pb=[(IA/IN)2+(IB/IN)2+(IC/IN)2<#(PK/3) (2)
$Pb--负荷不平衡情况下的铜损(kW)
IA,IB,IC--负荷不平衡情况下各相电流(A)
在配变容量相同,配变所带总负荷相同的情况下,则
I=(IA+IB+IC)/3。
负荷平衡与不平衡运行的铜损差见(3)式。
DP=$Pb-$P
=[(IA/IN)2+(IB/IN)2+(IC/IN)2<#(PK/3)-(I/IN)2#PK
=(PK/3I2N)[(I2A+I2B+I2C)-3(IA+IB+IC)2< (3)
负荷不平衡时,三相电流不都相等。故有
DP=(PK/3I2N)[(IA-IB)2+(IB-IC)2+(IC-IA)2< >0,即DP>0。
可见,负荷不平衡比负荷平衡情况下引起的铜损增加,不平衡程度越大,铜损增加越大。
(3)引起低压线路线损增加。负荷不平衡使得流过线路的电流不同,而线路上产生的损耗与流过电流的平方成正比。在三相四线制供电线路中,中性线也有电流流通,负荷平衡与不平衡情况下产生的线损见(4)式、(5)式。
$PL=3I2R (4)
$PL--负荷平衡情况下的线损(kW)
I--平衡负荷在线路中流过的电流(A)
R--三相四线的线路电阻值(Ω)
$PbL=(I2
A+I2
B+I2
C)R+I2
0R0 (5)
$PbL--负荷不平衡情况下的线损(kW)
IA,IB,IC--在线路中流过发热电流(A)
I0--在中性线中流过的电流(A)
R0--三相四线线路中的性线电阻(Ω)
输送负荷相同的情况下,则IA+IB+IC=3I。
线路在平衡与不平衡运行情况下线损差见(6)式。
DPL=$PbL-$PL
=(I2
A+I2
B+I2
C)R+I2
0R0-3I2R
=(I2
A+I2
B+I2
C)R+I2
0R0-(IA+IB+IC)2R/3 (6)
在负荷不平衡时,三相电流不都相等。故有
DPL=[(IA-IB)2+(IB-IC)2+(IC-IA)2]R/3+I2
0R0>0,即DPL>0。
可见,输送相同容量的负荷,相对平衡负荷供电而言,不平衡负荷造成的功率损失较大。
(二)不平衡负荷对设备的影响
(1)配变出力减小
由于配变绕组结构是按平衡运行设计,三相额定容量相等,其最大出力受每相额定容量的限制。负荷不平衡严重, 配变输出容量减小,其备用容量亦相应减少,同时过负荷能力也在降低,抗短路冲击的能力减弱,容易引起过热或烧坏。
(2)降低配变使用寿命
配变因负荷不平衡引起空载损耗和铜损增加,内部发热增加,使温升增加,加速配变内部的绝缘层老化、绝缘油的变质,使用寿命缩短。
(三)解决配网负荷不平衡措施
1)加强配变维护,定期进行负荷电流测量,发现不平衡情况严重时,及时调整线路所带负荷比例,尽量使三相负荷平衡。
2)提高配变在网络中布点的合理性,低压供电尽可能地伸延三相四线制线路,缩短单相供电线路长度,分户引线做到负荷容量就地平衡。
3)采取技术方法,消除不平衡运行方式。可对配变出口或用户端装设断相保护器;对用电情况加强监视,发现问题及时处理;对供电比较集中,单相负载较大的用户或路灯照明采用单相配变供电。
参考文献:
[1]韩文权,变压器经济运行效益分析[J]1湖北电力,2005.
[2]李坚,电网运行及调度技术问答[M]1中国电力出版社,2004.
【关键词】 配电网;故障运行;负荷平衡
一、故障分析
(一)故障原因.
目前从10kV线路故障总体情况来看,故障点大多发生在偏僻地区的老旧线路,城区主干道沿线的线路,绝缘化程度低、线路杆塔矮、导线截面小、一条线路有多种型号导线的线路上。有的线路通道经过高温、潮湿、粉尘、蒸汽等复杂场所或与建筑物不满足安全距离,再加上专变用户对设备管理不善,缺乏必要的维护和定期检修、试验,因大风天气将杂物吹到导线上引发线路跳闸的事件也时有发生。
(二)故障特点
1)用户设备故障的不确定性。2)由于外力破坏的突发性。3)树木、杂物引发故障的季节性。4)因线路设备老化、施工工艺不良等,故障原因难以查找的隐蔽性。
1.3.防范措施
1)严格执行制度和规程,提高线路运行维护能力;从故障查找和处理中积累经验,主动查找各类缺陷和隐患,逐步建立隐患台帐并进行滚动治理。2)分析因季节特点造成的危害情况。有针对性地制定巡视计划,对特别容易引发故障的区段采取缩短巡视周期、增加巡视人数等方式来防范。3)加大对电力设施保护的宣传力度,在可能造成碰导线的塔吊及其它危及线路的施工设备、建筑物附近杆塔上悬挂警示标示牌。
二、线损问题分析
(一)技术线损
1)部分地区负荷增长过快,规划及负荷预测工作滞后,配网增容改造仍不能满足用户需求。2)负荷分配不合理,配变容量不匹配,仍有/大马拉小车的现象,造成线路轻载或空载运行。3)施工工艺欠佳,造成接线头、引流线搭头接触电阻过大,增加发热损耗。4)三相负荷不平衡,中性线电流增大,损耗相应增加。
(二)技术措施
改善无功功率分布,尽可能在提高功率因数和有功功率合理分配的同时,合理分布无功功率。减少无功远距离传送;增设无功就地补偿装置;合理配置无功补偿装置,改善无功潮流分布,降低有功损耗和电压损耗。
三、配网三相负荷不平衡分析
(一)负荷不平衡引起损耗增加
(1)配变空载损耗增加。三相负荷不平衡运行时,产生零序电流,不平衡情况越严重,零序电流就越大。零序电流在配变铁芯中产生零序磁通,零序磁通从配变的铁构件,油箱体中通过,而这些部件不是配变的磁路,所以产生磁滞、涡流损耗,从而增加了配变空载损耗。
(2)配变铜损增加。由于负荷不平衡,在配变3个绕组中的电流值不同,平衡与不平衡所引起的铜损分别见(1)式、(2)式:
$P=(I/IN)2PK (1)
$P--负荷平衡情况下的铜损(kW)
I--负荷平衡时的配变电流(A)
IN--配变额定电流(A)
PK--配变额定短路损耗(kW)
$Pb=[(IA/IN)2+(IB/IN)2+(IC/IN)2<#(PK/3) (2)
$Pb--负荷不平衡情况下的铜损(kW)
IA,IB,IC--负荷不平衡情况下各相电流(A)
在配变容量相同,配变所带总负荷相同的情况下,则
I=(IA+IB+IC)/3。
负荷平衡与不平衡运行的铜损差见(3)式。
DP=$Pb-$P
=[(IA/IN)2+(IB/IN)2+(IC/IN)2<#(PK/3)-(I/IN)2#PK
=(PK/3I2N)[(I2A+I2B+I2C)-3(IA+IB+IC)2< (3)
负荷不平衡时,三相电流不都相等。故有
DP=(PK/3I2N)[(IA-IB)2+(IB-IC)2+(IC-IA)2< >0,即DP>0。
可见,负荷不平衡比负荷平衡情况下引起的铜损增加,不平衡程度越大,铜损增加越大。
(3)引起低压线路线损增加。负荷不平衡使得流过线路的电流不同,而线路上产生的损耗与流过电流的平方成正比。在三相四线制供电线路中,中性线也有电流流通,负荷平衡与不平衡情况下产生的线损见(4)式、(5)式。
$PL=3I2R (4)
$PL--负荷平衡情况下的线损(kW)
I--平衡负荷在线路中流过的电流(A)
R--三相四线的线路电阻值(Ω)
$PbL=(I2
A+I2
B+I2
C)R+I2
0R0 (5)
$PbL--负荷不平衡情况下的线损(kW)
IA,IB,IC--在线路中流过发热电流(A)
I0--在中性线中流过的电流(A)
R0--三相四线线路中的性线电阻(Ω)
输送负荷相同的情况下,则IA+IB+IC=3I。
线路在平衡与不平衡运行情况下线损差见(6)式。
DPL=$PbL-$PL
=(I2
A+I2
B+I2
C)R+I2
0R0-3I2R
=(I2
A+I2
B+I2
C)R+I2
0R0-(IA+IB+IC)2R/3 (6)
在负荷不平衡时,三相电流不都相等。故有
DPL=[(IA-IB)2+(IB-IC)2+(IC-IA)2]R/3+I2
0R0>0,即DPL>0。
可见,输送相同容量的负荷,相对平衡负荷供电而言,不平衡负荷造成的功率损失较大。
(二)不平衡负荷对设备的影响
(1)配变出力减小
由于配变绕组结构是按平衡运行设计,三相额定容量相等,其最大出力受每相额定容量的限制。负荷不平衡严重, 配变输出容量减小,其备用容量亦相应减少,同时过负荷能力也在降低,抗短路冲击的能力减弱,容易引起过热或烧坏。
(2)降低配变使用寿命
配变因负荷不平衡引起空载损耗和铜损增加,内部发热增加,使温升增加,加速配变内部的绝缘层老化、绝缘油的变质,使用寿命缩短。
(三)解决配网负荷不平衡措施
1)加强配变维护,定期进行负荷电流测量,发现不平衡情况严重时,及时调整线路所带负荷比例,尽量使三相负荷平衡。
2)提高配变在网络中布点的合理性,低压供电尽可能地伸延三相四线制线路,缩短单相供电线路长度,分户引线做到负荷容量就地平衡。
3)采取技术方法,消除不平衡运行方式。可对配变出口或用户端装设断相保护器;对用电情况加强监视,发现问题及时处理;对供电比较集中,单相负载较大的用户或路灯照明采用单相配变供电。
参考文献:
[1]韩文权,变压器经济运行效益分析[J]1湖北电力,2005.
[2]李坚,电网运行及调度技术问答[M]1中国电力出版社,2004.