劉隆華 覃尚闖 覃健榮 韋憶 覃紹東

摘 要 文章首先對(duì)低壓配電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡的成因及危害進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，在此基礎(chǔ)上提出低壓配電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡的防控措施。期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)Φ蛪号潆娋W(wǎng)三相負(fù)荷不平衡問(wèn)題的解決有所幫助。

【關(guān)鍵詞】低壓配電網(wǎng) 三相負(fù)荷不平衡 防控

1 低壓配電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡的成因及危害分析

1.1 形成原因

由于受到一些原因的影響，如低壓配電線路布局不合理、管理維護(hù)不到位、三相動(dòng)力用戶負(fù)荷性質(zhì)不同等等，從而導(dǎo)致配電臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷不平衡。對(duì)三相負(fù)荷進(jìn)行分配的過(guò)程中，因未對(duì)用戶的單體負(fù)荷容量加以了解，只是從用戶的實(shí)際戶數(shù)進(jìn)行初步分配，雖然從表面上，這種分配方式達(dá)到了平均性的要求，但事實(shí)上卻存在較大的偏差，很容易引起三相負(fù)荷不平衡的情況；在單相供電模式下，線路的長(zhǎng)度不斷增加，單相負(fù)荷也隨之提升，由此也會(huì)造成三相負(fù)荷不平衡；對(duì)于一些用戶比較少的臺(tái)區(qū)，有的用戶常常會(huì)使用功率較大的電器設(shè)備，如空調(diào)、電磁爐等等，這樣容易使原本處于基本平衡的三相負(fù)荷被打破；新增用戶時(shí)，沒(méi)有充分考慮三相負(fù)荷不平衡這一因素，隨意將用戶接入到配電臺(tái)區(qū)中，致使三相負(fù)荷不平衡。

1.2 潛在危害

三相負(fù)荷不平衡具有動(dòng)態(tài)變化大的特點(diǎn)，并且在直觀上很難發(fā)現(xiàn)，故此它的存在對(duì)于整個(gè)低壓配電網(wǎng)而言，有著潛在的危害，如會(huì)導(dǎo)致配電線路上的損耗增加；會(huì)引起變壓器油質(zhì)劣化、繞組過(guò)熱、變壓器的絕緣性能降低、造成高壓線路過(guò)流跳閘；當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，會(huì)產(chǎn)生出零序電壓，從而使配變供電中性點(diǎn)漂移，形成一相電壓過(guò)低、另一相電壓過(guò)高的情況。

2 低壓配電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡的防控措施

2.1 三相調(diào)平

三相調(diào)平是解決低壓配電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡較為有效的途徑之一，在對(duì)三相進(jìn)行調(diào)平的過(guò)程中，存在一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題，即如何以用戶實(shí)際用電量對(duì)分相進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)三相之間用電量的相對(duì)一致。在對(duì)算法進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要著重考慮的問(wèn)題是如何根據(jù)用電量對(duì)三相待調(diào)相的用戶用電接入數(shù)據(jù)進(jìn)行組合排序，并建立與之相關(guān)的數(shù)據(jù)模型，對(duì)用電量偏高和偏低的用戶進(jìn)行重組調(diào)相，從而使調(diào)整后分相間用電量的均值到達(dá)總體用電平均值水平。

2.1.1 算法的設(shè)計(jì)

本文所提出的算法運(yùn)用了排序分組的數(shù)學(xué)方法，對(duì)配電線路中所有用戶的用電量數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。按照數(shù)量對(duì)所有用戶的用電量數(shù)據(jù)進(jìn)行定義，即n個(gè)，并從中任意取待分析的用戶用電元素，定義為m（m≤n），同時(shí)將用電元素排成一列，然后對(duì)待分析用戶電量的排列數(shù)進(jìn)行確定，可用A（n，m）表示，并按照用戶的用電量大小，采用降序的方式進(jìn)行排列。根據(jù)排序結(jié)果，結(jié)合三相的口徑對(duì)它們進(jìn)行分組，從n中任意取m個(gè)元素合并成一個(gè)組，m的取值為3，調(diào)整之后的三相總用電量分別為A相=A1+A2+A3+…AN；B相=B1+B2+B3+…BN；C相=C1+C2+C3+…CN。

2.1.2 數(shù)據(jù)模擬

基于上文設(shè)計(jì)的算法，進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬，本次測(cè)試選取河池配電臺(tái)區(qū)內(nèi)的114戶用戶，用電量的統(tǒng)計(jì)區(qū)間為某年的1月-10月，總用電量為12772.164千瓦時(shí)。在進(jìn)行三相調(diào)平前，三相不平衡度為73.83%，通過(guò)算法分析，并按照分析結(jié)果對(duì)三相進(jìn)行調(diào)整，可使不平衡度降低至14.06%，基本與設(shè)計(jì)初衷相符。由此可見(jiàn)，本文所提出的算法，可以實(shí)現(xiàn)三相調(diào)平。

2.2 無(wú)功補(bǔ)償裝置

在配電網(wǎng)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置最為突出的作用是能夠降低設(shè)備和線路損耗，從而提升供電效率和質(zhì)量，通過(guò)對(duì)補(bǔ)償裝置的合理選擇，可以使配電系統(tǒng)的損耗得到有效降低。同時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償裝置可以使負(fù)荷不平衡引起的系統(tǒng)不平衡問(wèn)題得到緩解，尤其是能夠改善零序電流，從而提高三項(xiàng)不平衡度，降低配變損耗。雖然這種方法可以解決低壓配電網(wǎng)的三相負(fù)荷不平衡問(wèn)題，但是由于補(bǔ)償裝置的體積較大，加之安裝與運(yùn)維成本較高，所以該方法的經(jīng)濟(jì)性偏低，如果想要大范圍推廣使用，除了要縮小補(bǔ)償裝置的體積之外，還應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施降低安裝和運(yùn)維費(fèi)用。

2.3 相序自動(dòng)轉(zhuǎn)換器

可以通過(guò)若干個(gè)集表箱組成一個(gè)三相電源相序自動(dòng)轉(zhuǎn)換器，其具有如下功能：對(duì)低電壓和高電壓進(jìn)行保護(hù)；零線斷開(kāi)保護(hù)；斷電自動(dòng)斷開(kāi)；缺相、斷相保護(hù)；相序接反自動(dòng)轉(zhuǎn)換等。

2.4 人工換相

通過(guò)人工對(duì)三相負(fù)荷不平衡進(jìn)行控制是較為傳統(tǒng)的方法，如果配電臺(tái)區(qū)長(zhǎng)期處于三相負(fù)荷不平衡的狀態(tài)，可以采用的人工換相的方法進(jìn)行解決處理。從經(jīng)濟(jì)性的角度上講，這種方法主要依賴于人工，相關(guān)費(fèi)用較低，但在進(jìn)行換相前，需要對(duì)三相負(fù)荷不平衡的原因進(jìn)行精密的數(shù)據(jù)分析，獲取用戶的負(fù)荷曲線，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定最佳的換相方案。同時(shí)，應(yīng)用該方法時(shí)，要求換相操作人員應(yīng)具備過(guò)硬的專業(yè)技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。

2.5 合理解決新增負(fù)荷

在對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)遵循“小多短”的原則，即容量要小、布點(diǎn)要多、半徑要短，配變的位置應(yīng)當(dāng)盡可能靠近負(fù)荷中心，并對(duì)供電區(qū)域進(jìn)行合理劃分；對(duì)于有條件的中等負(fù)荷區(qū)域，應(yīng)增加四線制供電，這樣可以在出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，對(duì)符合進(jìn)行調(diào)整；對(duì)配電臺(tái)區(qū)內(nèi)的負(fù)荷接線圖進(jìn)行完善，并做好臺(tái)區(qū)內(nèi)的理論線損計(jì)算，并定期對(duì)線損的影響因素進(jìn)行分析，借此來(lái)減少配電臺(tái)區(qū)改造的隨意性；對(duì)報(bào)裝接電的用戶，必須核實(shí)其負(fù)荷情況，如性質(zhì)、大小以及用電時(shí)間等，在不影響三相負(fù)荷平衡的前提下，再為其進(jìn)行接電，由此可以減少因負(fù)荷接入導(dǎo)致的不平衡問(wèn)題；配電臺(tái)區(qū)應(yīng)當(dāng)加大對(duì)新增用戶的監(jiān)控力度，及時(shí)掌握臺(tái)區(qū)內(nèi)負(fù)荷水平的變化情況。

3 結(jié)論

綜上所述，在低壓配電網(wǎng)中，三相負(fù)荷不平衡問(wèn)題普遍存在，為確保配網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，應(yīng)對(duì)三相負(fù)荷不平衡的原因進(jìn)行分析，并采取合理可行的措施加以防范和控制，只有這樣，才能使低壓配電網(wǎng)的運(yùn)行更加安全、可靠。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

1.廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司河池供電局 廣西壯族自治區(qū)河池市 547000

2.廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司河池金城江供電局 廣西壯族自治區(qū)河池市 547000