黃 偉

（國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司漢中供電公司，陜西 漢中 723000）

0 引 言

保證10 kV 配電線路供電電能質(zhì)量是關(guān)鍵性的工作。目前，國(guó)內(nèi)正在積極建設(shè)和改造配電網(wǎng)，力圖全面解決戶(hù)均供電容量低。安全隱患多等問(wèn)題。因此，本文重點(diǎn)討論了提高10 kV 配電線路供電質(zhì)量的技術(shù)措施，以供參考。

1 供電電能質(zhì)量指標(biāo)

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，供電電能質(zhì)量指標(biāo)，如表1 所示。

首先，供電電壓允許偏差方面，在GB12325 中規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，用戶(hù)受電段供電電壓允許偏差在±7%，該值為10 kV 配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。不符合這一要求的可認(rèn)定為電壓偏差。針對(duì)電壓偏差可以通過(guò)就地進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償來(lái)改善。調(diào)整無(wú)功功率補(bǔ)償量可以在一定程度上解決電壓偏差問(wèn)題，因?yàn)榇蟛糠智闆r下，電壓偏差的源頭是無(wú)功負(fù)荷的變化，采取這種方式可以從源頭上控制電壓偏差。同時(shí)，可采用有載調(diào)壓變壓器來(lái)調(diào)節(jié)，因?yàn)闊o(wú)功補(bǔ)償一般并不能解決所有的電壓偏差問(wèn)題[1]。

表1 供電電能質(zhì)量指標(biāo)示意

其次，電壓波動(dòng)。關(guān)于電壓波動(dòng)，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中是指運(yùn)行過(guò)程中從供電網(wǎng)中取用快速變動(dòng)功率的負(fù)荷。在日常的工作中，常將這一類(lèi)負(fù)荷稱(chēng)為沖擊負(fù)荷或者是非線性沖擊負(fù)荷。這一類(lèi)負(fù)荷具有功率波動(dòng)性，導(dǎo)致電壓波動(dòng)，可能產(chǎn)生閃變，非線性可能產(chǎn)生諧波，功率因素偏低。電壓波動(dòng)是引起閃變的關(guān)鍵，談及電壓波動(dòng)首先要考慮其引起的閃變，閃變是燈光照度不穩(wěn)定狀態(tài)的視感，波動(dòng)危害程度依據(jù)閃變的水平。

最后，三相供電電壓允許不平衡度。實(shí)際在配電線路中，三相的負(fù)荷是不平衡的，但需要盡可能地保持平衡。三相不平衡會(huì)對(duì)各種電氣設(shè)備產(chǎn)生不同方面的不良影響。例如，對(duì)于變壓器，如果控制最大相電流是額定電流，變壓器會(huì)局部過(guò)熱，同時(shí)還會(huì)伴生磁路不平衡，大量漏磁通過(guò)箱壁使其發(fā)熱等。在實(shí)踐中，如果變壓器在額定負(fù)荷下電流不平衡度達(dá)到10%，變壓器的絕緣壽命將縮短16%。

2 提高10 kV 配電線路供電電能質(zhì)量水平的技術(shù)措施

2.1 提高10 kV 配電線路供電質(zhì)量的思考

結(jié)合當(dāng)前配電網(wǎng)建設(shè)與改造的形勢(shì)，在提高10 kV配電線路供電電能質(zhì)量水平方面，優(yōu)先考慮進(jìn)行智能化改造。

目前，配電網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)已經(jīng)白熱化。配電網(wǎng)自動(dòng)化是利用現(xiàn)代電子信息技術(shù)、電力通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等來(lái)保證配電網(wǎng)的正常運(yùn)行以及在配電網(wǎng)故障情況下對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)、檢查以及控制等。配電網(wǎng)自動(dòng)化能在一定程度上提高配電線路供電電能質(zhì)量。例如，廣東金融新區(qū)試點(diǎn)了智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)的運(yùn)用，該區(qū)供電可靠性高達(dá)99.99%，每年平均停電時(shí)間只有0.51 min。

提高10 kV 配電線路供電質(zhì)量，務(wù)必要考慮供電可靠性指標(biāo)。供電可靠性是供電系統(tǒng)在持續(xù)供應(yīng)電能方面的能力，對(duì)于供電公司而言是非常重要的一項(xiàng)考核指標(biāo)，直接反應(yīng)了電力供應(yīng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)電能需求上的滿(mǎn)足程度，它以供電可考慮、用戶(hù)平均停電時(shí)間、平均停電次數(shù)以及平均故障停電次數(shù)為衡量指標(biāo)[2]。

配電網(wǎng)自動(dòng)化可以提升供電可靠性，不同地區(qū)供電可靠性如圖1 所示。

圖1 不同地區(qū)供電可靠性

由圖1 可知，國(guó)內(nèi)北京、上海等發(fā)達(dá)地區(qū)，用戶(hù)平均停電時(shí)間段，基本可以達(dá)到美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的程度，供電可靠性一定程度上是比較理想的，但是如果和日本相比較，則能夠看出供電可靠性實(shí)際并不高。這是因?yàn)槲覈?guó)在配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)上起步比較晚，全國(guó)的配電網(wǎng)自動(dòng)化覆蓋率并不高。

目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了以SCADA 為主的自動(dòng)化系統(tǒng)，包括RTU 服務(wù)器（前置機(jī)服務(wù)器）、SCADA服務(wù)器、MMI（調(diào)度工作站）、報(bào)表工作站、DA 服務(wù)器、GIS 服務(wù)器及NAP。根據(jù)Q/GDW11184—2014 的規(guī)定，配電網(wǎng)自動(dòng)化至少要包括主站、子站、配電終端及通信網(wǎng)絡(luò)，主要面向?qū)ο笫?0 kV 及以下中低壓電網(wǎng)。

在配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中，要考慮好配電網(wǎng)絡(luò)建模和拓?fù)洹⑴潆姵绷?、?fù)荷建模以及校準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等來(lái)實(shí)現(xiàn)DMS 的高級(jí)應(yīng)用，并且預(yù)留GIS 接口、PTI 接口、大屏顯示接口、FTU 接口、子站結(jié)構(gòu) 及SAP 接 口 等。DMS 中DA+SCADA 以 及 配 電高級(jí)應(yīng)用由SPIDER 系統(tǒng)平臺(tái)支撐，GIS 系統(tǒng)則由GE SMALLWORLD 系統(tǒng)平臺(tái)支撐，TCM 系統(tǒng)則由CADOPS 系統(tǒng)平臺(tái)支撐。

2.2 實(shí)現(xiàn)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)

配電網(wǎng)自動(dòng)化一定程度上可以提升10 kV 配電線路的供電電能質(zhì)量，但自動(dòng)化也并非萬(wàn)能的，必須要有堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)支撐。

首先，科學(xué)選擇配電變壓器以及科學(xué)規(guī)劃線路。因?yàn)?0 kV 配電網(wǎng)是主要面向用戶(hù)的配電網(wǎng)，線路中的變壓器應(yīng)選擇容量小的變壓器，但需要點(diǎn)密布，半徑短。10 kV 配電網(wǎng)架設(shè)中，線路承載容量應(yīng)該在1.6 ～1.9，取1.7?；诖丝紤]，變壓器可選S11 以上型號(hào)的變壓器，在某些不適合使用油侵變壓器的地方，可選擇干式變壓器?？紤]季節(jié)的變化，為保證變壓器能夠穩(wěn)定工作，一般應(yīng)配置一大一小兩個(gè)配電變壓器并進(jìn)行并聯(lián)，或者是使用有載調(diào)壓變壓器。因?yàn)樽儔浩魅萘枯^小，在線路規(guī)劃時(shí)，需要考慮好變壓器的安裝位置，科學(xué)地規(guī)劃線路，同時(shí)要考慮好使用的線材，導(dǎo)線，特別是主干線路導(dǎo)線的類(lèi)型最好統(tǒng)一，最多不超過(guò)3 種，選擇導(dǎo)線要充分考慮長(zhǎng)期供電計(jì)劃。在線路布設(shè)中要考慮線路周遭環(huán)境，靈活地進(jìn)行線路布置[3]。

其次，在正常的電壓下，變壓器的輸出電源是比較穩(wěn)定的。當(dāng)空載損耗處在能量守恒的狀態(tài)下，如果變壓器負(fù)荷發(fā)生變化，負(fù)荷損耗就會(huì)發(fā)生，變壓器負(fù)荷與電流負(fù)荷呈正相關(guān)。當(dāng)然，一般這種情況可以歸納為三相負(fù)荷不平衡，變壓器的負(fù)荷損耗就是三相變壓器的負(fù)荷損耗之和，三相平衡變壓器損耗會(huì)非常小，但不平衡損耗會(huì)非常大，因此要對(duì)三相負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，保證三相平衡度在合理范圍內(nèi)。

最后，要進(jìn)行必要的無(wú)功補(bǔ)償。有載調(diào)壓變壓器并不能解決所有的電壓偏差問(wèn)題，無(wú)功補(bǔ)償同樣不行，但相互之間可以進(jìn)行補(bǔ)充，而無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓β室蛩匾话阍?.90 ～0.95。以此為基準(zhǔn)，在10 kV 配電線路運(yùn)營(yíng)中，要堅(jiān)持統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、全網(wǎng)操作、分級(jí)補(bǔ)償?shù)脑瓌t，將集中補(bǔ)償和分級(jí)補(bǔ)償結(jié)合使用，制定靈活的無(wú)功補(bǔ)償策略。

3 結(jié) 論

提升10 kV 配電線路供電電能質(zhì)量要以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，確保供電電能質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，提高10 kV 配電線路的電能質(zhì)量所采取的技術(shù)措施，一般要解決電壓偏差、電壓波動(dòng)、三相不平衡等問(wèn)題，并且要結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，探索配電網(wǎng)自動(dòng)化，構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)配電網(wǎng)。