易煜錦,宋詩寒,2
(1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司云浮新興供電局,廣東云浮,527300;2.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司汕頭供電局,廣東汕頭,515000)
通過各供電所運(yùn)維人員的反饋和查閱大量臺區(qū)首端運(yùn)行電壓系統(tǒng)數(shù)據(jù)(表1),在供電半徑、線徑等滿足規(guī)程設(shè)計條件下,發(fā)現(xiàn)其臺區(qū)在同一時間ABC三相電壓極度不平衡,臺區(qū)首端相電壓差極大,不同相序之間甚至達(dá)到了50V左右的幅度差距。臺區(qū)經(jīng)常在同一時間節(jié)點(diǎn)某相出現(xiàn)電壓過高和某相過低現(xiàn)象,中末端用戶頻繁出現(xiàn)低電壓且布點(diǎn)不規(guī)律。針對上述情況,我們對臺區(qū)開展現(xiàn)場調(diào)研、分析、數(shù)據(jù)比對之后,發(fā)現(xiàn)上述臺區(qū)均使用接線組別為Yy0型的無載變壓器。
為了能直觀體現(xiàn)Yy型變壓器運(yùn)行的弊端,我們選取多個裝有Yy型變壓器的臺區(qū)進(jìn)行篩選,分析其近一年內(nèi),在不平衡電流較大時,對電壓質(zhì)量不穩(wěn)定造成的影響。分析結(jié)果如表1所示。
表1 臺區(qū)首端數(shù)據(jù)
由此可見同一臺區(qū):(1)假設(shè)變壓器在空載、檔位調(diào)盡情況下,其首端電壓理論上也去不到250V+以上電壓。(2)一般臺區(qū)負(fù)載率高,三相不平衡度嚴(yán)重,首端電壓才210V+電壓,那么又怎么保證中端及末端的電壓質(zhì)量。
圖1 系統(tǒng)運(yùn)行解析圖(電網(wǎng)10KV接線統(tǒng)一方式為Δ)
該類型變壓器早年由于其線圈機(jī)械強(qiáng)度較好,其在制造上所用的絕緣材料較少,價格比較便宜,在不關(guān)注電壓質(zhì)量的歷史背景下,在偏遠(yuǎn)的農(nóng)村電網(wǎng)中被廣泛使用。但Yy0型的變壓器對其運(yùn)行場景中的三相不平衡度有嚴(yán)格的要求,其三相不平衡度要在低于15%下運(yùn)行,要求中性點(diǎn)電流不能大于低壓額定電流的25%,否則,電流二次側(cè)負(fù)荷將產(chǎn)生三次諧波電流,會危及線圈絕緣,且中性點(diǎn)電壓會出現(xiàn)漂移,極大影響了該類型配電變壓器設(shè)備運(yùn)行能力。
為了驗證變壓器選型是導(dǎo)致電壓質(zhì)量不穩(wěn)定的關(guān)鍵因素,新興局于2020年6月,更換了里洞供電所戶沖、上盤山、下盆山三個臺區(qū)的變壓器,7月更換大江供電所藍(lán)廠、坡頭角、北坑、茅坪田、水汶表5個臺區(qū)的變壓器,共更換了8個臺區(qū)變壓器進(jìn)行現(xiàn)實與理論的驗證,只將原來的Yy型變壓器更換為Dy型變壓器。
為了方便我們觀察與研究,我們引入電壓差?U與中性點(diǎn)電流I。兩個概念,來幫助我們更為直觀的分析Yy型變壓器與Dy型變壓器的運(yùn)行特性。
其中電壓差?U表示為三相電壓中最高相電壓與三相電壓中最低相電壓的差值:
中性點(diǎn)電流表示三相負(fù)載不平衡時,中性點(diǎn)流過的電流:
由于我們研究只需要大小,不需要方向,所以我們?nèi)≈行渣c(diǎn)電流的大小即可:
通過對上述8個臺區(qū)變壓器更換前后,在I0接近的前提下,臺區(qū)首端其中性點(diǎn)電流與電壓差數(shù)據(jù)比對分析如表2。
表2 臺區(qū)首端其中性點(diǎn)電流與電壓差數(shù)據(jù)比對分析如表
2 4 5.2 2 3 1.6 1 3.6 1 1.8 1 1 1.1 9 2 2 4.8 2 2 3.3 1.5 2 5 4.6 2 2 1.1 3 3.5 3 4.7 7 3 5.9 8 2 2 7.4 2 2 5.6 1.8 2 6 3.1 2 2 1.4 4 1.7 4 3.8 9 4 7.5 4 2 2 6.2 2 2 3.2 3上盤山水汶表2 4 1.3 2 3 2.8 8.5 1 7.1 4 1 9.7 4 2 3 5 2 3 3.9 1.1 2 4 3.4 2 3 1.4 1 2 2 4.5 7 2 4.3 2 2 3 4.5 2 3 1.7 2.8 2 3 7.6 2 1 5.8 2 1.8 4 6.0 3 5 2.3 1 2 3 1 2 3 0.2 0.8下盆山2 3 3.5 2 2 6.5 7 4.1 8 4.8 5 2 3 6 2 3 5.3 0.7 2 3 0.7 2 1 4.7 1 6 1 0.2 3 9.9 2 2 4 0.9 2 3 8.3 2.6 2 4 2.7 2 1 1.6 3 1.1 2 0.3 8 2 0.9 1 2 3 9 2 3 7 2 2 3 0.7 2 1 4.7 1 6 2 0.4 7 1 9.8 5 2 4 0.9 2 3 8.3 2.6 2 3 9.5 2 1 8.6 2 0.9 2 7.1 8 2 8.0 5 2 3 7.3 2 3 5.8 1.5 2 4 2.1 2 0 5.9 3 6.2 4 6.6 9 4 7.7 8 2 4 4.4 2 4 2 2.4戶沖
由表2,我們可以明顯看出,在更換前后,在中性點(diǎn)電流相近的前提下,Yy型變壓器與Dy型變壓器其電壓差△U相差甚遠(yuǎn)。
通過上述實踐數(shù)據(jù),我們不難發(fā)現(xiàn),8個臺區(qū)在更換了Dy型變壓器后,其電壓質(zhì)量得到了質(zhì)變,其本質(zhì)上的原因是電壓差△U得到了很大程度上的控制,在更換變壓器型號后,無論中性點(diǎn)電流如何變化,電壓差△U始終能保持在10V以內(nèi),這極大程度的保證了我們的電能質(zhì)量穩(wěn)定性。
而對于Yy型變壓器,我們發(fā)現(xiàn)對于容量較小的變壓器只有當(dāng)中性點(diǎn)電流足夠小,電壓差△U才能保持在10V以內(nèi),在中性點(diǎn)電流較大時,電壓差△U甚至能達(dá)到50V以上。特別在單相光伏發(fā)電時,Yy型變壓器的最高電壓能達(dá)到270V。對供電質(zhì)量和供電安全都造成了極大的影響。
通過現(xiàn)場驗證,我們可以判斷配網(wǎng)臺區(qū)電壓質(zhì)量不穩(wěn)定,容易出現(xiàn)低電壓及用戶燒毀電器現(xiàn)象,其主要原因是變壓器接線組別為Yy型造成的,特別在臺區(qū)存在單相光伏發(fā)電時,其三相不平衡度可達(dá)到100%。
通過系統(tǒng)臺賬收集,新興局目前共有1792臺公變,其中Dy型變壓器有1276臺,Yy型變壓器有516臺。
Yy型變壓器具體情況如表3,其中運(yùn)行超過10年的變壓器有34臺。
表3
方案一、調(diào)整臺區(qū)三相不平衡,把三相不平衡度嚴(yán)格控制在15%內(nèi)。運(yùn)維人員要多次調(diào)節(jié),花費(fèi)了大量的人力、物力,但對于農(nóng)村電網(wǎng)地勢地貌、受節(jié)假日、季節(jié)、養(yǎng)殖業(yè)、低壓光伏上網(wǎng)及負(fù)荷用電性質(zhì)等變化,想要將不平衡電流控制在一個很小的范圍是十分困難的,(方案不可?。?。
方案二、配置三相自動換相調(diào)節(jié)器,自動調(diào)節(jié)三相不平衡率。但存在調(diào)節(jié)時在相與相的轉(zhuǎn)化時,在先切后換轉(zhuǎn)換時,會造成用戶瞬間停電,導(dǎo)致用戶感覺頻繁停電,存在投訴風(fēng)險。(方案也不可?。?。
方案三、更換變壓器,把接線組別為Yy的變壓器更換為Dy型,從根本上解決用戶低電壓及燒毀電器的隱患風(fēng)險,(最優(yōu)方案)。
新興局:A:淘汰更換156臺S9--Yy型變壓器;B: 淘汰更換容量小于100kVA容量的Yy型;C:利用項目或利舊更換大于100kVA容量的S11及以上的變壓器;D:倉庫現(xiàn)存量Yy型變壓器直接淘汰,不可再利用。
為了為用戶提供最佳的用電質(zhì)量,就需要維護(hù)電壓穩(wěn)定。由于變壓器選型不正確的情況所導(dǎo)致的電壓質(zhì)量不穩(wěn)定的因素是較多,相關(guān)單位應(yīng)該引起高度的重視,注意分析原因,總結(jié)經(jīng)驗。本文采取實際案例分析的方式,提出了有效處理電壓質(zhì)量不穩(wěn)定的方法,對于實踐工作具有重要的指導(dǎo)意義,最終的目的就是促進(jìn)我國供電質(zhì)量水平穩(wěn)定提升。