配網(wǎng)無功電壓管理水平提升研究

劉朝英，廖 勇，徐繼林，秦 欣

（貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司都勻供電局，貴州都勻 558000）

0 引言

電科院、都勻供電局利用計量自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，開展了變電站、配變兩級聯(lián)動分析，按照電科院下發(fā)的不合格功率因數(shù)、低電壓、高電壓、異常數(shù)據(jù)等問題清單，都勻龍里局無功電壓異常的臺區(qū)有181 臺。都勻供電局組織龍里局對該181 臺區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場排查，發(fā)現(xiàn)如下問題。

（1）部分接線凌亂、雜亂、無標(biāo)識，接線不規(guī)范。

（2）現(xiàn)場未安裝無功補償裝置、或者安裝了有無功補償裝置，但大部分未投，無功補償裝置利用率較低。

（3）計量自動化系統(tǒng)部分TTU 采集數(shù)據(jù)為空。

（4）部分變壓器現(xiàn)場無標(biāo)識牌，不便于日常運維及故障處理，存在安全隱患，且部分現(xiàn)場部分設(shè)備配置不符合南網(wǎng)典設(shè)要求。

（5）現(xiàn)場部分變壓器標(biāo)識牌和實際不符，和系統(tǒng)不符。

（6）有一個計量點對應(yīng)多塊電能表、檔案存在不規(guī)范情況。

通過對無功電壓異常臺區(qū)進(jìn)行排查，181 臺無功電壓異常臺區(qū)中，占比較大的是兩大類，第一類現(xiàn)場接線不規(guī)范、接觸不良、接線端子銹蝕；第二類為現(xiàn)場無功補償裝置未投。占比如圖1 所示。

圖1 問題類型占比

占比較大的現(xiàn)場接線不規(guī)范、無功補償裝置未投兩大類，現(xiàn)場排查處理情況（部分臺區(qū)）如下。

1 問題分析

1.1 洗馬供電所巴江公變（超低電壓）

配變?nèi)萘浚?00kVA；柱上無功補償裝置容量為30kVar，無功補償未投（現(xiàn)場設(shè)備已損壞，且無相關(guān)設(shè)備信息及運維記錄）。標(biāo)識牌顯示為洗62 公變，與計量自動化系統(tǒng)的臺區(qū)名稱“巴江公變”信息內(nèi)容不符。

存在的問題：無功補償未投、現(xiàn)場標(biāo)識和系統(tǒng)不符，如圖2、圖3 所示。

圖2 現(xiàn)場標(biāo)識和實際不符（公變名稱錯誤）

圖3 無功補償裝置未投入運行，已損壞

1.2 羊昌村2 號公變（0.6～0.95 的概率大于50%）

配變?nèi)萘浚?00kVA。

無功補償裝置容量為30kVar，不符合南網(wǎng)公司《變壓器配電箱技術(shù)規(guī)范書》的60kVar 配置要求，但符合南網(wǎng)公司《20kV 及以下電網(wǎng)裝備技術(shù)導(dǎo)則》按照配變?nèi)萘康?5%～40%配置或經(jīng)計算確定的要求，現(xiàn)場檢查電壓表顯示為零，無功補償裝置未投，且無相關(guān)技術(shù)資料，如圖4、圖5 所示。

圖4 羊昌村2 號公變現(xiàn)場無標(biāo)識牌

圖5 電壓表顯示為零，投切在停用位置

低壓電流互感器變比：200/5A（南網(wǎng)典設(shè)應(yīng)配置400/5A 電流互感器），如圖6 所示。

圖6 CT 變比錯誤（現(xiàn)場200/5，應(yīng)配置400/5）

A、C 相均為反無功，現(xiàn)場無標(biāo)識牌。

存在的問題：無功補償未投，現(xiàn)場無標(biāo)識牌，電流互感器配置不符合南網(wǎng)典設(shè)

1.3 太子山2 號公變（0.6 的概率大于20%）

互感接線不規(guī)范，電流互感器裸露在外，二次線路與帶電設(shè)備存在安全距離不足，存在安全隱患，二次線接觸點長期與雨水接觸造成計量不準(zhǔn)，如圖7 所示。

圖7 太子山2 號公變現(xiàn)場無標(biāo)識牌

存在的問題：無標(biāo)識牌，接線不規(guī)范，如圖8 所示。

圖8 接線不規(guī)范

2 異常排查處理

異常臺區(qū)包含了低電壓臺區(qū)、超低電壓臺區(qū)、功率因數(shù)異常、功率因數(shù)0.6～0.95 且概率大于50%的臺區(qū)、功率因數(shù)小于0.6 且概率大于20%的臺區(qū)，如表1 所示。

表1 異常臺區(qū)排查處理

3 無功補償原理

現(xiàn)場無功補償裝置一次原理見圖9，共補型無功補償：輸入信號來自任一相電壓及同一相的電流（如電壓取自A 相，則電流取自A 相），而分補型無功補償需要同時采樣三相電壓三相電流，控制器根據(jù)采樣所得電壓電流值經(jīng)軟件程序分析計算，求得當(dāng)前無功缺額和功率因數(shù)值，經(jīng)與設(shè)定值進(jìn)行比較將有關(guān)數(shù)據(jù)輸入邏輯控制電路，經(jīng)輸出端口控制電容器的投切，從而進(jìn)行無功補償[1]。

圖9 一次原理

技術(shù)特點如下。

（1）控制物理量：無功功率，無補償呆區(qū)，小負(fù)荷不產(chǎn)生投切振蕩。

（2）編碼投切功能：可實現(xiàn)循環(huán)投切和多種編碼方式。

（3）可實現(xiàn)全三相共補，全分相補償，三相與分相混合補償。

液晶顯示屏及按鍵面板如圖10 所示。

圖10 液晶顯示屏及按鍵面板

A.液晶顯示屏。

1.輸出路數(shù)2.電氣參數(shù)3.工作狀態(tài)。

4.數(shù)字顯示5.控制模式。

B.按鍵面板。

6.ESC 鍵，退出當(dāng)前狀態(tài)，返回主菜單。

7.↑鍵：顯示時，輪顯電壓、電流等；設(shè)置參數(shù)時，數(shù)字加1 位，將數(shù)字從0 到9 設(shè)定。

8.→鍵：顯示時，輪顯A、B、C 和三相；設(shè)置參數(shù)時，光標(biāo)向右移動一位。

接線圖見圖11。

圖11 接線圖

輸入電壓為A、B、C 相電壓（220V×3），輸入電流為A、B、C 相電流[2]。

4 取得的成效

4.1 管理效益

編制了相應(yīng)的業(yè)務(wù)指導(dǎo)書和作業(yè)指導(dǎo)書，完善了貴州電網(wǎng)無功電壓管理體系、技術(shù)體系，建立健全了無功電壓技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。依托現(xiàn)有技術(shù)手段，構(gòu)建了無功電壓問題閉環(huán)管控機制，提升了無功電壓管理水平。

（1）《貴州電網(wǎng)公司中低壓無功電壓管理業(yè)務(wù)指導(dǎo)書》：明確地、縣、所、班各級無功電壓運行、監(jiān)視、分析管理有關(guān)崗位的工作職責(zé)、工作內(nèi)容以及工作流程，使每一環(huán)節(jié)的人員都能清楚知道自己職責(zé)。

（2）《單相調(diào)壓器安裝檢修作業(yè)指導(dǎo)書》《單相調(diào)壓器安裝調(diào)試作業(yè)指導(dǎo)書》《單相調(diào)壓器安裝巡視作業(yè)指導(dǎo)書》《單相調(diào)壓器安裝驗收作業(yè)指導(dǎo)書》《配變調(diào)檔作業(yè)指導(dǎo)書》各一份。

（3）《配電變壓器無功補償裝置安裝調(diào)試作業(yè)指導(dǎo)書》《配電變壓器無功補償裝置檢修作業(yè)指導(dǎo)書》《配電變壓器無功補償裝置巡視作業(yè)指導(dǎo)書》《配電變壓器無功補償裝置驗收作業(yè)指導(dǎo)書》各一份。以上作業(yè)指導(dǎo)書為無功電壓的精益化管理提供了強有力的技術(shù)支撐。

4.2 社會效益

①提高電網(wǎng)供電質(zhì)量，為用電客戶提供用電優(yōu)質(zhì)服務(wù)，提高用電客戶獲得感、幸福感，減少用戶用電訴求，利于維護(hù)社會穩(wěn)定。②提高能源利用效率，實現(xiàn)節(jié)能降損；確保了配電網(wǎng)經(jīng)濟運行，提高了供電局配電網(wǎng)的供電能力。電力節(jié)約是社會節(jié)能減排活動的重要內(nèi)容，各級電網(wǎng)是否能節(jié)能運行關(guān)乎國策的推行，而配網(wǎng)無功電壓管理水平的提高、減少電網(wǎng)損耗有著顯著的社會效益。

5 結(jié)語

電壓合格范圍、功率因數(shù)合格范圍按照中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理標(biāo)準(zhǔn)》，220V 單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+7%、-10%，即電壓合格范圍為198～235.4V，在用戶高峰負(fù)荷時變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)不宜低于0.95。

通過對無功電壓異常的排查和處理，龍里局配網(wǎng)電壓無功異常數(shù)量由實施前181 臺降低到實施后的25臺，25 臺未處理的無功電壓異常的臺區(qū)中，7 臺變壓器容量小于100kVA，下一步將繼續(xù)對小于100kVA 容量的變壓器無功電壓異常進(jìn)行排查和處理，并對原因不明電壓異常的其他臺區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步分析處理。

在實施過程中，龍里局對配網(wǎng)無功電壓異常處理積累了寶貴的管理經(jīng)驗，龍里局配網(wǎng)無功管理水平也得到了極大提高，為后續(xù)配網(wǎng)無功電壓精益化管理奠定了堅實的基礎(chǔ)。