農(nóng)村配電網(wǎng)有載調(diào)壓經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

王哲媛，侯 麗

(錦州供電公司，遼寧 錦州 121300)

由于農(nóng)村配電網(wǎng)供電線路長(zhǎng)、供電半徑大、功率因數(shù)較低、負(fù)荷季節(jié)性變化大、供電等級(jí)多，造成農(nóng)網(wǎng)電壓合格率不高、壓降明顯、損耗較大。電力工作人員可根據(jù)電壓的偏移采用多種調(diào)壓方式。在系統(tǒng)無(wú)功充足的前提下，采用有載調(diào)壓的方式相對(duì)經(jīng)濟(jì)有效、合理可靠。

1 有載調(diào)壓

電網(wǎng)中改變變壓器變比調(diào)壓，按帶負(fù)載情況可分為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓。有載調(diào)壓是在保證不切斷負(fù)載電流、連續(xù)供電的情況下，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，接入不同的有效匝數(shù)，改變變壓器變化，從而達(dá)到調(diào)壓的目的。有載調(diào)壓具有可連續(xù)供電、調(diào)壓范圍寬 (與無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓相比)、調(diào)壓級(jí)數(shù)多、輸出電壓穩(wěn)定、投資回報(bào)率高等特點(diǎn)［1］。

隨著對(duì)供電質(zhì)量要求的提高，很多用戶不允許停電，有載調(diào)壓變壓器得到了日益廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在電力系統(tǒng)中所起的作用也越來(lái)越明顯:可以調(diào)整負(fù)荷中心的電壓，實(shí)現(xiàn)難度較大的逆調(diào)壓;可以聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)，使2個(gè)電網(wǎng)的電壓相對(duì)獨(dú)立;可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)的負(fù)荷潮流和無(wú)功功率分布;有利于挖掘無(wú)功出力。

2 實(shí)例分析

以遼寧省某變電所為例，綜合全網(wǎng)網(wǎng)損，研究主變經(jīng)濟(jì)電壓的選擇。該市共有13個(gè)變電所，農(nóng)網(wǎng)共51條供電線路，3 461臺(tái)配電變壓器，總?cè)萘?26.095 MVA。13個(gè)變電所共有14臺(tái)主變，其中有載調(diào)壓的主變有11臺(tái)，占78.6%，有載調(diào)壓資源充足。此變電所線路統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 變電所線路統(tǒng)計(jì)表

以某代表日變電所工作日志的數(shù)據(jù)為參考，計(jì)算各線路的節(jié)點(diǎn)電壓，結(jié)果如圖1所示。

以每條線路的末端電壓降最大的節(jié)點(diǎn) (中高線28號(hào)節(jié)點(diǎn)、中北線83號(hào)節(jié)點(diǎn)、中南線35號(hào)節(jié)點(diǎn)、中窟線32號(hào)節(jié)點(diǎn))為測(cè)量點(diǎn)，考察線路電壓的合格情況。

圖1 代表日該變電所各線的節(jié)點(diǎn)電壓

配網(wǎng)中，多采用中性點(diǎn)線性調(diào)壓，分接級(jí)為2.5%，調(diào)壓范圍為±4×2.5%，調(diào)壓級(jí)數(shù)為9級(jí)。調(diào)整電壓并分析如下。

a． 用矩陣算法［2］計(jì)算調(diào)壓前后各線路功率損耗及總損耗結(jié)果，進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算數(shù)據(jù)表明:負(fù)載率升高，各條線路有功損耗及總損耗隨之升高。

b． 以中南線為例，由圖2可見(jiàn)，當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，損耗最小對(duì)應(yīng)的合理經(jīng)濟(jì)調(diào)壓級(jí)別升高，即調(diào)壓級(jí)別對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)電壓向變大的方向移動(dòng)。

c． β=40%時(shí)，調(diào)壓對(duì)各線路有功功率損耗值的影響見(jiàn)圖3。調(diào)整電壓級(jí)別至9級(jí)對(duì)應(yīng)的電壓為中高線的經(jīng)濟(jì)電壓，其它線路經(jīng)濟(jì)電壓級(jí)別分別為中北線8級(jí)、中南線8級(jí)、中窟線6級(jí)。變壓器母線只能調(diào)整電壓至某一級(jí)別，不能同時(shí)滿足4條線路，所以綜合4條線路的總有功損耗，最后選擇的調(diào)壓級(jí)別為7級(jí)，即電壓為 (1+2×2.5%)UN。

d． 按損耗走向粗略繪制圖4，圖4可以分析調(diào)整母線電壓對(duì)各條線路電壓合格率的影響。4條線路中，中高線線路最長(zhǎng)、變壓器多、有功損耗大，中窟線與之相反。調(diào)整電壓級(jí)別對(duì)這2條線路節(jié)點(diǎn)電壓影響比較明顯。所以在調(diào)整變電所母線電壓時(shí)，應(yīng)著重考慮線路變壓器臺(tái)數(shù)較多和較少的線路。

裝有有載調(diào)壓變壓器和并聯(lián)電容器組的變電站是控制饋線電壓質(zhì)量的重要場(chǎng)所。在保證線路首末兩端電壓高質(zhì)量輸出的條件下，以“功率損耗最小”原則為目的，隨著負(fù)荷率的變化，綜合考慮每條線路的有功損耗和總損耗，及時(shí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行電壓，使之盡量接近經(jīng)濟(jì)電壓。

3 調(diào)壓效果及降損的經(jīng)濟(jì)效益

圖2 負(fù)載率變化的情況下調(diào)壓對(duì)損耗的影響

采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，調(diào)整電壓為經(jīng)濟(jì)電壓后，該變電所年電量損耗可以減少約32 000 kWh，以0.55元/kWh計(jì)算，年節(jié)約資金17 600元，從用戶連續(xù)供電的角度出發(fā)，綜合考慮有載調(diào)壓的經(jīng)濟(jì)效益，更是不可小視。若能充分利用該市農(nóng)網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行資料，分析各季節(jié)代表日的負(fù)荷變化規(guī)律，按其規(guī)律科學(xué)制定變電所主變分接頭的日調(diào)整方案，在充分利用無(wú)功裝置和有載調(diào)壓裝置的基礎(chǔ)上，力求以較少的調(diào)整次數(shù)實(shí)現(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)調(diào)壓效果，便可以提高設(shè)備的利用率和投資回報(bào)率，降低損耗。

圖3 相同負(fù)載不同線路調(diào)壓對(duì)損耗的影響

圖4 調(diào)壓與損耗的關(guān)系走向圖

根據(jù)負(fù)荷變化，分時(shí)段及時(shí)調(diào)整變電所主變分接頭對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整，是在確保負(fù)荷不間斷、高質(zhì)量供電前提下，節(jié)能降損的一種行之有效技術(shù)措施，也是對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置及主變有載調(diào)壓資源的一種充分合理的利用。在有載調(diào)壓裝置不斷發(fā)展完善的今天，經(jīng)濟(jì)調(diào)壓有著不可低估的應(yīng)用前景。

4 結(jié)束語(yǔ)

今后，應(yīng)按照《電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功電力管理?xiàng)l例》要求的電壓管理范圍，對(duì)變壓器分接頭進(jìn)行分級(jí)管理。為了確保改善電壓質(zhì)量，各級(jí)電力調(diào)度部門(mén)應(yīng)根據(jù)實(shí)時(shí)的電力負(fù)荷和潮流的變化，準(zhǔn)確、可靠地進(jìn)行有載調(diào)壓變壓器分接頭動(dòng)作命令的下達(dá)。當(dāng)有載調(diào)壓變壓器分接頭動(dòng)作后，在新的電壓等級(jí)下自動(dòng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐肚?，確保系統(tǒng)的電壓和無(wú)功得到全面優(yōu)化。

將變壓器有載調(diào)壓與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)相配合，在滿足電壓波動(dòng)約束條件下，對(duì)系統(tǒng)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)GPRS通信將測(cè)量數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確地傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，在上位機(jī)中進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)從整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的角度計(jì)算擬調(diào)整電壓參數(shù)，從而以全網(wǎng)損耗最小為原則對(duì)電壓進(jìn)行智能調(diào)整，實(shí)現(xiàn)變壓器的智能有載調(diào)壓。

［1］ 姚 欣．無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器的研究［D］．東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006．

［2］ 王哲媛，樸在林，王冬冬．農(nóng)村配電網(wǎng)線損的矩陣算法［J］．農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)信息，2011，26(1):53－55．