配電臺區三相不平衡治理及節能方案的研究

摘要：三相電流不平衡可能導致零序電流，使中性點發生偏差，導致電路嚴重損耗、各種故障和可靠性差異。供電點電機工作正常，如果超出電網范圍，可能對整個電力系統的安全運行造成嚴重風險。因此，有必要研究電網三相不平衡問題和三相不平衡補充方案。考慮到這一點，本文分析了信息使用調配領域的三相不平衡的治理和節能方案。關鍵詞：配電臺區；三相不平衡；治理；節能方案引言在現實的應用過程中，單相負荷應用非常廣泛，并且用電不同時，特別是大功率單相負載的接入等，導致配電變壓器長期運行于三相不平衡狀態；且大量的感性用電設備及電力電子裝置逐年大幅增長，而相應的配電設備更新改造速度相對滯后，造成配電臺區無功缺乏嚴重，供電末端功率因數過低，配電電壓合格率偏低，并產生諧波電流。1三相不平衡概述1.1產生的原因一方面，在訪問負荷時沒有充分考慮到工人，在布線過程中，負荷分配更隨機地分三個階段進行。另一方面，電力負荷的任何變化是，即使最初平均分配三相負荷，實際工作的三相負荷也不會同時打開或流動。在這種情況下，負荷的隨機波動是不可預測、不規則的，電氣曲線相交，從而重疊；第三次增加的電力負荷和其他外部因素可能導致三相不平衡，如季節性影響和臨時能源消耗。此外，對于電動牽引負荷，大功率整流負荷可能嚴重威脅到工作引起的諧波、負極、電壓波動和振蕩電流的運行，可能嚴重威脅電力系統的安全穩定運行。1.2對電網產生的影響事實上，對用戶負荷的影響負載很多，例如轉換器、電力等。不平衡的影響不僅會導致三相不平衡和電壓波動，而且會導致系統中出現大量諧波，從而導致三相不對稱負載。主要存在以下風險:一、增加線路損耗；如果三相四線制在三相不平衡狀態下工作，中性線會有電流，增加線路損耗；其次，變壓器損耗增加時，變壓器在不平衡狀態下運行時產生的零序電流可能會因零序磁流的出現而嚴重加熱變壓器。在使用壽命縮短的情況下，低壓問題不能保證電源的安全性。三相負載不平衡可能導致變壓器內三相壓降、過載相位電壓過低，從而導致低壓相位電壓升高、輕負荷、電氣設備損壞、不安全事故和電氣可靠性下降。2配電臺區三相不平衡的危害2.1配電變壓器出力降低和電能轉換效率下降當配電變壓器運行于三相不平衡狀態時，對于負載輕的一相而言，負載電流未達到額定值，該相的容量還有富余，導致配電變壓器的輸出難以達到其額定輸出值，進而減少了配電變壓器的出力，導致變壓器的過載能力也隨之降低。2.2配電變壓器和線路損耗的增加1)增加變壓器損耗配電變壓器的負載損耗與變壓器負荷的大小有關，根據線路電能損耗的計算公式可知，損耗的大小與線路電流的平方成正比，配電變壓器的總損耗可計算為：P1=(Ia2+Ib2+Ic2)R。在三相電流平衡的情況下，各相繞組電流均為：(Ia+Ib+Ic)/3，三相繞組總損耗為：P2=3[(Ia+Ib+Ic)/3]2R，在變壓器運行過程中，其電能損耗是無法避免的，但是可以通過三相不平衡的治理，降低其附加損耗，三相不平衡帶來的附加損耗為：ΔP=P1-P2={[(Ia-Ib)2+(Ib-Ic)2+(Ic-Ia)2]/3}R。2)增加配電線路的損耗在三相四線供電系統中，只有當三相供電電壓對稱并且三相負載電流平衡時，配電線路的電能損耗最小。當三相電流不平衡時，中性線存在電流，此時不僅增加相線的電能損耗，并且還會形成中性線上的電能損耗，導致整條線路的損耗增加。3導致三相不平衡的主要原因3.1負載不對稱如果負荷不對稱，即負荷在邏輯上不均勻分布，此階段主要是由非均勻負荷分布以及非線性、不對稱和沖擊負荷的增加引起的。相反，在我國低壓配電網中，電力負荷大部分是單相負荷，由于負荷分布的隨機性和交換不一致，很難保證三相負荷的對稱性。從宏觀角度看，我國的配電網起步晚，因此在建設過程中不能避免缺乏相對嚴格的長期計劃的問題，建設前負荷的不合理分配以及在以后的發展過程中負荷的不受控增加都會進一步擴大三相負荷的差異，從而加劇不平衡。另一方面，越來越多的非線性負載(例如電爐、轉爐裝置等)以及不對稱或沖擊性工業用電和民用電等設備直接訪問配電網。除了通常向電網中注入大量負序列和諧波電流以大大加劇電網中的不平衡之外，這些設備還會嚴重影響系統的安全運行。3.2分布式電源不對稱接入(1)三相分布式電源可能會出現不對稱故障。如果三相分布式電源及其并網接口不對稱失敗，則訪問的電力系統可能會出現事故不平衡。(2)正常運行時，分布式電源本身的三相電力不平衡，或者三相并網變換器的結構和參數不對稱，因此連接到分布式電源和電網的變換器接口可能也不是理想的工作狀態，從而在一定程度上導致原本需要三相平衡的電力輸出不平衡。(3)許多居民用戶的電力負載使用單相電源，因此大多數家用分布式電源也可以進行單相無序訪問。隨著推進太陽能下降到農村的政策，單相分布式電源數量大幅增加，低壓配電網絡中三相不平衡現象日益加劇。4三相不平衡控制策略4.1三相不平衡的調節交換機智能交換機通過無線通信模塊和智能交換終端網絡工作，按照智能交換機到終端的指令，將電流、負載相位和相應的地線地址等信息傳輸到智能終端，從而實現三相負載分配和智能開關采用雙向晶閘管并聯自維護繼電器結構，阻抗低，線損小。無影響、快速交換、重新分配和負載調整。智能整流終端通過外部變壓器實時檢測系統，分析系統三相電流，并利用系統策略確定不平衡率是否超過配置。滿足整流條件后，打開相應的開關，發出均勻分配負載的命令，以實現三相平衡。4.2堅持常態監測加強三相負荷在線統計分析，強化營配數據貫通，充分利用PMS2.0配網運維管控、配變監測、用電信息采集等系統，開展配電臺區三相負荷平衡情況在線監測及統計分析。。不進行自動信息采集的配電區應定期采集變壓器低壓側的三相負載數據，同時進行設備運行維護，進行監控分析，及時識別問題。對于存在三相不平衡問題的配電站區域，必須通過技術調查或手動調查，統計匯總配電站用戶負荷訪問的相位、能量或能耗信息，以創建用戶負荷信息的配電站條件單元研究應用程序負載訪問階段的自動識別、仿真分析、輔助決策支持技術、現有自動化、信息系統集成、大數據分析和仿真技術的應用，以進行統計分析4.3堅持動態治理為了促進廣播電臺在交通檢查專業指導下建立凈負荷控制機制，廣播電臺三相負荷不平衡的動態隨機特點具有“加強基礎，提高兩個好包括以分配區三相負荷管理不平衡為重要組成部分，臺灣三相負荷監測、預警、分析、治理、評價、設定目標、實施責任、加強評價、創新管理方法、總結經驗教訓、及時查明問題對于長期存在、無法長期治愈的世界性問題，要重視研究、機制分析、規則控制和癥狀處方，通過一段時間的集中管理取得明顯效果。結束語三相不平衡對發電機、變壓器、負荷等有一定的損失。，增加配電網的有效損耗，影響我們配電網的經濟安全運行。根據中國低壓配電網的實際情況，三相不平衡問題主要是由于負荷不平衡、線路參數不平衡和分布式電源接入，因此負荷、線路和電源的合理規劃和改造。參考文獻[1]張國清.三相負荷不平衡的治理[J].農村電工,2017,25(