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配变台区三相负荷不平衡治理技术原则

发布时间:2016-11-21 09:37浏览次数:7342

为做好配变台区三相负荷不平衡治理工作,提高治理针对性和有效性,为实施运维管控和相关配电网建设改造项目立项、审查提供依据,根据国家、行业和公司有关制度标准,特制定本原则。

第一章 总体原则

1.1 坚持多措并举、统筹治理,深入分析配变台区三相负荷不平衡产生原因,按照“先管理、后工程”、“一台区、一方案”的要求,综合管理、城农网改造升级、技改大修等多种手段,科学制定治理方案。

1.2 加强与配电网发展规划和地区发展规划衔接,根据电网规划落实进度、城区或村镇搬迁情况及三相负荷不平衡程度,区分轻重缓急优化项目立项,提高治理有效性,防止低效、无效投入。

1.3 加强治理工程标准化管理,全面应用公司配网典型设计、标准物料、通用造价、标准工艺等标准化建设成果,推广先进适用技术,提高技术措施的先进性和规范性。

1.4 落实资产全寿命周期管理要求,推动配变台区三相负荷不平衡治理中退役设备再使用工作,避免设备大拆大

换。

第二章 监测与统计评价

2.1 配变台区三相负荷不平衡情况原则上可通过配变终端、智能电表等装置自动采集配变台区三相电流以及零序

电流获得;配变台区配置配变终端智能电表的情况下,应结合设备巡视,定期人工采集三相电流获得

2.2 三相负荷不平衡监测点可以设置在计量点、低压线路支路首端、低压线路主干线首端、配电变压器低压侧四级,四级应尽量全面监测。

2.3 配变台区三相负荷不平衡情况可通过三相负荷不平衡度来衡量,配变台区三相负荷不平衡度宜按:(配变低压侧A、B、C三相的最大电流-配变低压侧A、B、C三相的最小电流)/配变低压侧A、B、C三相的最大电流×100%的方式计算。

2.4 配电变压器的三相负荷应力求平衡,各种绕组接线方式变压器的中性线电流限制水平应符合DL/T 572 相关规定。配电变压器的不平衡度应符合:Yyn0 接线不大于15%,零线电流不大于变压器额定电流25%;Dyn11 接线不大于25%,零线电流不大于变压器额定电流40%。

2.5 智能电表和用电信息采集系统覆盖的配变台区,应通过PMS2.0配网运维管控模块、用电信息系统、智能电表对配变台区各用户的尖峰、高峰、一般和低谷电量进行监测分析,间接实现对配变台区三相负荷不平衡情况及台区各用户的负荷特性进行监测分析。

2.6 为加强配变台区三相负荷不平衡情况及台区用户负荷特性监测分析,具备条件的区域配电网,应完善基于营配贯通的相关信息系统和智能电表功能,实现配变台区用户负荷电流的直接自动采集分析;可优先实现负荷高峰时段配

 

变台区用户负荷电流的自动采集分析,加强负荷高峰时段配变台区的负荷特性监测分析,为开展配变台区三相负荷不平衡治理运维管控及工程治理创造条件。

第三章 治理策略

3.1 配变台区三相负荷不平衡治理应根据台区配变容量及负载水平、配变低压三相负荷不平衡度、台区用户数、每户负荷组成情况及负荷变化情况等综合分析问题产生原因,按照“先管理、后工程”的原则进行治理。

3.2 按照电流在计量点(表箱)平衡、各支路平衡、主干线平衡、配电变压器低压侧平衡的“四平衡”原则,对中性线电流超过配电变压器低压侧额定电流25%和三相电流不平衡度大于15%的台区实施负荷调整,以最大限度降低三相负荷不平衡对台区供电能力、供电质量、供电安全和经济运行水平的影响。

3.3 配变台区三相负荷不平治理工作应结合配电网“低电压”治理、节能改造等工作同步开展。

3.4 配变台区三相负荷不平治理工作应在全寿命周期内考虑投资回报率。

第四章 运维管控

4.1 建立完善配变台区用电负荷台账,对用户接入电网的相序、家用电器额定功率等信息进行造册登记;每季度按时上门入户开展用户负荷排查,对用户接入电网的相序、家用电器额定功率等信息进行更新维护。

4.2 健全营配协同工作机制,用户报装接入时,要根据配变台区已有用户用电负荷组成情况和新接入用户负荷功率、负荷特性等因素,将新增用户负荷在配变台区A、B、C三相中合理平衡分配。

4.3 加强用电负荷需求侧管理,强化用电宣传,倡导用户分时用电,对于一般工商业负荷,倡导建议用电低谷使用;对于居民生活,倡导建议厨房电器(电热水器、电饭突等)、娱乐电器、降温取暖、生活电器等尽量分时使用,避免同时使用造成严重的三相负荷不平衡。

4.4 按月开展配变台区三相负荷监测工作,迎峰度夏、春节保供电等负荷高峰期应每日监测。对于出口电流不平衡度超过15%且(年平均)负载率大于60%的配变,应调整三相负荷平衡。根据相邻台区配变负载及用户分布情况,合理调整台区供电范围,提高台区电压质量。

第五章工程治理

5.1 配变台区建设改造应充分考虑用户负荷分布,低压线路除接户线以外宜采取三相四线制供电,减少两线制供电,便于平衡分配三相用户负荷和三相负荷不平衡调整。

5.2 配变台区建设改造应按照“小容量、密布点、短半径”原则,综合考虑饱和负荷、供电距离及技术经济性等因素,优化配变布点,合理选择配变合理选择配变容量及低压线路导线截面,缩短低压供电半径,平衡分配三相用户负荷,最大程度减小因配变台区三相负荷不平衡造成的影响。

5.3对于配变出口电流不平衡度超过15%、年均负载率大于30%、配变容量大于等于100kVA、配变台区线损率大于6%且通过管理措施难以调整的配变台区,可加装换相开关型三相负荷不平衡自动调节装置(以下简称低压负荷自动换相装置)、电力电子型三相负荷不平衡自动调节装置(以下简称“电能质量综合治理装置”)、电容型三相负荷不平衡自动调节装置(以下简称“相间无功补偿装置”)等三相负荷不平衡治理设备进行治理。

5.4 仅存在三相负荷不平衡度超限制标准的配变台区治理。

5.4.1 已配置有无功补偿装置的配电台区,应结合台区改造选用低压负荷自动换相装置进行治理,不宜选用相间无功补偿装置或电能质量综在治理装置;

5.4.2 未配置有无功补偿装置的配电台区,应结合台区改造按优先低压负荷自动换相装置、其次电能质量综合治理装置、再次相间无功补偿装置的选用顺序进行治理。

5.5 同时存在三相负荷不平衡度超限制标准和功率因数低于0.85的配变台区治理。

5.5.1优先按照“电容器无功补偿+低压负荷自动换相装置”模式,加装电容器无功补偿装置,同时加装应低压负荷自动换相装置进行治理。

5.5.2对于配变容量大于200kVA的配变台区,加装或将原有无功补偿装置更换为电能质量综合治理装置。

5.5.3对于配变容量小于200kVA、且原先配置有电容器无功补偿装置的配变台区,加装或将原有无功补偿装置更换

为电能质量综合治理装置,同时加装应低压负荷自动换相装置进行治理。

5.6同时存在三相负荷不平衡度超限制标准和功率因数低于0.85、谐波超限制标准的配变台区治理。

5.6.1配变容量小于200kVA的配变台区,电能质量综合治理装置,电能质量综合治理装置容量以配变无功补偿所需容量为准,一般为配变容量的20-30%。

5.6.2对于配变容量大于200kVA的配变台区,“电能质量综合治理装置+低压负荷自动换相装置”模式,电能质量综合理装置容量以配变无功补偿所需容量为准,一般为配变容的10-30%。

第六章治理装置要求

6.1低压负荷自动换相装置

6.1.1基本组成

6.1.1.1一套低压负荷自动换相装置由一个换相控制终端和若干个换相开关单元组成。换相开关单元可分为支线型和用户型两种,其中支线型是用于将低压线路的单相分支线整条进行换相,用户型是用于将单户或几户低压用户进行换相。

6.1.1.2换相控制终端

6.1.1.3每个换相开关单元由3只取样电流互感器、1只进线保护小型断路器、1个换相开关模块和1个带(无线)通讯功能的换相执行控制模块组成。

6.1.1.4换相开关模块是执行负荷换相的操作机构,在

换相过程中需保障供电的连续性;换相开关模块可选用带过度电阻的多断口开关、永磁机构开关、复合开关等之一。

6.1.2功能配置

低压负荷自动换相装置通过采集配变出口三相电流、低压出线三相电流及换相开关单元电流,根据配变台区每回低压回路三相负荷电流分布,自动将负荷过大相线上的单相负载自动转换到负荷较小的相线上,最大限度实现配变台区三相负荷平衡。换相开关单元A、B、C三相应具备机械闭锁功能,防止发生相间短路情况。

6.1.3通信方式

6.1.3.1低压负荷自动换相装置的每个换相开关应即可独立运行;也应具备支持无,线自组网条件,通过无线通讯方式与换相控制终端通讯,由换相控制终端统一协调各换相开关单元的工作状态,实现配变台区三相负荷最大限度平衡。通讯距离不应小于1.5km,有遮挡物时不低于0.8km。

6.1.3.2当配变台区供电范围较大,供电半径较长时,可选择无线公网传输网络进行通信。

6.1.4工作电源

换相控制终端的工作电源为AC230V/400V允许偏差

±20%;换相开关单元的工作电源为AC230V/400V允许偏差±20%。

6.1.5使用条件

6.1.5.1工作环境温度为-45℃~40℃。

6.1.5.2污秽等级不大于Ⅲ级。

6.1.5.3海拔高度不超过2000m。

6.1.5.4最大风速为35m/s。

6.1.5.5地震烈度小于等于8度。

6.1.5.6无火灾、爆炸、化学腐蚀的场所。

6.1.6技术要求

6.1.6.1换相开关单元的取样电流互感器测量精度不低于0.5级,变比可根据线路负荷情况选择。

6.6.2换相开关单元额定工作电流不小于100A。

6.1.6.3换相开关单元换相过程失压时间不超过20ms,最大限度保持负荷供电连续性;换相开关单元换相全过程操作时间应尽量短,最大限度减少对低压电网的冲击影响。

6.1.6.4换相开关单元的整机功率损耗不大于1OW;

6.1.6.5低压负荷自动换相装置的换相控制终端电磁兼容要大于等于IV级,通讯规约符合公司相关标准。

6.1.7布置方式

6.1.7.1支线型换相开关单元的外形尺寸固定为H215×W107×D91,安装尺寸固定为H193×W84(4×φ8)。用户型换相开关单元的外形尺寸固定为H215×W107×D91,安装尺寸固定为H193×W84(4×φ8)。

6.1.7.2换相控制终端应安装在JP柜内,若JP柜内安装空间不足,可考虑安装在就近电杆上的离地高度超过1.8m的防水盒内,同时把天线引出。

6.1.7.3用户型换相开关单元应优先配置在靠近负荷

的电缆分支箱或多表位表箱内,以实现三相负荷的计量处平

衡。

6.1.7.4支线型换相开关单元安装在单相下户线首端或三相下户线末端。

6.1.7.5一般情况下配变台区内的换相开关单元配置台数最多不能超个12台,建议lOOkVA台区配置6台,200kVA台区配置8台,400kVA台区配置12台。

1 低压负荷自动换相装置配置模式

6.2电能质量综合治理装置

6.2.1基本组成

6.2.1.1电能质量综合治理装置主要由IGBT模块和控制器等组成。

6.2.1.2控制器可采用DSP或FPGA等先进处理器,充分运用DSP的运算能力及CPLD的逻辑控制功能。

6.2.2功能配置

电能质量综合治理装置应具备快速连续补偿无功、准确

控制接入点电压和功率因数、滤除谐波和平衡三相负荷等功能,实现降低线路损耗,延长电力设备使用寿命,综合解决配变台区无功、谐波、电压波动以及三相不平衡等电能质量问题。

6.2.3工作电源

工作电源采用三相四线制、中性点直接接地的方式;工作电源额定频率为50Hz、电压为AC380V。

6.2.4使用条件

6.2.4.1环境温度范围为-40ˉ55℃。

6.2.4.2环境相对湿度(在25℃时)平均值小于等于

95%

6.2.4.3最大日温差为20K。

6.2.4.4海拔高度不超过2500m。

6.2.4.5最大风速为35m/s。

6.2.4.6地震烈度小于等于8度。

6.2.4.7覆冰厚度小于等于10mm。

6.2.4.8电能质量综合治理装置的运输、存放应符合GB/T15576-2008相关规定。在没有其他规定的情况下,装置应贮存在温度为-40℃ˉ+55℃,且在短时间内(不超过24h)可达到+70℃,相对湿度不大于95%,周围空气中不含有腐蚀性、易燃、易爆等危险物品的室内。搬运过程应避免剧烈振动、冲击和碰撞,在规定的条件下应能正常工作。

6.2.5技术要求

6.2.5.1电能质量综合治理装置的阶跃响应时间(0-90%目标全响应时间)应小于lOms。

6.2.5.2电能质量综合治理装置的输出功率范围:感性额定容量~容性额定容量,实现功率因数-1ˉ1连续平滑快速动态的调节。

6.2.5.3电能质量综合治理装置的三相不平衡度控制在5%以内。

6.2.5.4电能质量综合治理装置有效滤除2-13次谐波,谐波滤除率达80%。

6.2.5.5电能质量综合治理装置具备无功、谐波和不平衡补偿控制模式,且模式之间可随意组合。

6.2.5.6电能质量综合治理装置的整机功率损耗小于3%。

6.2.5.7电能质量综合治理装置的输出波形畸变率小于等于3%In。

6.2.5.8电能质量综合治理、装置的噪声测试应小于等于60dB。

6.2.6布置方式

6.2.6.1电能质量综合优化装置常用容量为30kvar、50kvar和lOOkvar,其尺寸分75Omm*35Omm*970mm,750mm*350mm*970mm,900mm*550mm*1080mm。

6.2.6.2电能质量综合治理装置可安装于箱变、配电室内或户外柱上;户外柜防护等级:不低于IP44。户外柜材质可不锈钢。

 

 

2  电能质量综合治理装置柱上安装配置模式

6.3 相间无功补偿装置

6.3.1基本组成

每个相间无功补偿装置由3只取样电流互感器,1只进线保护用塑壳断路器,1台支持无线通讯功能的不平衡调节控制器,若干只跨接与相间的电容器和若干只接入相线与零线之间的电容器及其投切开关组成。

6.3.2功能配置

相间无功补偿装置通过采集配变出口三相电流,根据三相有功和无功负荷情况,通过相间跨接电容器转移有功的原理,投入适宜数量相间电容器和相地电容器,兼顾三相有功不平衡负荷调节和三相无功补偿,使三相负荷保持在基本平衡状态,同时将三相功率因数保持在较高水平。

6.3.3工作电源

工作电源的额定频率为50Hz;电压为AC230V/400V,允许偏差±20%。

6.3.4使用条件

6.3.4.1环境温度范围为-45℃~55℃

6.3.4.2环境相对湿度(在25℃时)平均值:≤95%,

无凝露

6.3.4.3污秽等级不大于Ⅲ级。

6.3.4.4海拔高度不超过2000m。

6.3.4.5最大风速为35m/s。

6.3.4.6无火灾、爆炸、化学腐蚀的场所;

6.3.4.7无经常性的剧烈振动,地震烈度不超过8度。

6.3.4.8相间无功补偿装置的运输、存放条件应符合GB/T15576-2008相关规定4

6.3.5技术要求

6.3.5.1取样电流互感器测量精度不低于0.5级,变比根据线路负荷情况选择。

6.3.5.2相间无功补偿装置的整机功耗不大于30W。

6.3.5.3相间无功补偿装置的电容投切开关要保证过零 投切、投入无涌流、切除无弧光、运行零功耗。

6.3.5.4相间无功补偿装置的控制终端电磁兼容IV级,预留远程通讯接口,通讯规约符合公司相关标准。

6.3.6布置方式

6.3.6.1相问无功补偿装置可分为两种配置模式,一种用于配变的无功补偿与三相负荷不平衡治理,配置方式与安装尺寸和柱上变台、配电室和箱变的无功补偿装置一致;一种用于低压网络和的无功补偿与三相负荷不平衡治理,可安装在低压线路的主要分支处或低压线路其他适宜的位置。

6.3.6.2配置于低压线路上的户外相问无功补偿装置,其外形尺寸、安装尺寸应符合公司JP柜无无功补偿装置尺寸要求;其户外柜防护等级不低于IP44,可选用不锈钢等耐腐蚀材料。6.3.6.3根据配变台区变压器容量大小和三相不平衡情况选择相问无功补偿装置配置容量。lOOkVA台区配置5Okvar,2OOkVA台区配置lOOkvar,400kVA台区配置150kvar。

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