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摘 要:供电企业的一项重要经济技术指标就是线损率,同时线损率也是衡量企业整体管理水平的重要标志。通常,配电网的线损要占到整个电网总线损的40%以上。一旦配网出现三相不平衡时,其比例将大大增加,因此采取什么样的措施来降低配电网的线损显得非常重要。本文通过介绍三相负荷不对称的基本类型,具体分析某供电局在实践中如何降低其低压线损率,以期对降低配电网的线损有所帮助。
关键词:三相负荷不平衡线损
中图分类号:TM71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(b)-0068-01
1 引言
目前,配电网的三相负荷不平衡现象日益突出。一旦三相负荷分布不对称时,不仅可能导致旋转电机转子发热损坏、继电保护误动作、大负荷相设备过负荷等危害,还将加重配电网的线损,而且加配电网线损的加重程度有时会数倍于三相负荷对称分布的线损。配电网三相负荷分配不对称的现象经常发生。因此如何挖掘这部分的降损潜力,对于供电企业的高效运行、降低成本有着至关重要的作用。
当前,有关影响配电网三相负荷分布不对称对线损的研究,有的采用称分量法;有的只考虑数量的不对称,却没有考虑角度的不对称。在实际配电系统的运行过程中,三相负荷分配的不对称不仅是数量的不对称,而且A,B,C三相之间的相角差也常常不是120度。配网三相负荷不对称运行时,由于各相的负荷电流不相等,会在相间产生不平衡电流。这些不平衡电流除了引起相线的损耗外,还将引起中性线的损耗,从而增加总的线损。
2 三相负荷不对称的基本类型
目前,配网中三相负载不对称的基本类型包括:
(1)三相负载不平衡,而且负载大的相总是大,负载小的相总是小,相差的比例在每天的各个时段并没有明显的变化。这一类的负载基本都是单相用电,三相动力很少,只是负载在没有平均分配在三相上。
(2)白天负荷时段三相负载基本平衡,而晚上负荷高峰时段不平衡的程度较为严重。这类负载的特点是三相生产和单相生活都有很大的用电量,白天主要是生产用电,三相电压较为平衡。由于单相生活用电没有在三相上平均分配,导致晚上生活用电高峰时段,三相电流相差很大,三相电压严重不平衡。
(3)有的三相负载不平衡根据季节发生变化。这是由于每个季节三相生产用电和单相生活用电的比例有所不同,而单相负载没有平均分配在三相上造成的。
(4)各相负载电流的大小根据时间发生变化,在某段时间里这一相电流大,而在另一段时间里里另外一相电流又相对较大。这反映了单相负载的波动较大,而该波动在三相上是不同步的。
3 實例分析
某供电区对电网进行改造后,其低压电网结构发生了很大的变化。不仅基本解决了原先电网结构的薄弱环节,而且大大提高了其供电能力和电压质量,绝大多数配电台区的低压线损率都降到了10%以下,但仍有个别配电台区由于三相负荷不平衡导致线损率依然居高不下,给基层供电所的管理带来较大的困难。以下即针对这些情况做具体的分析和探讨。
3.1 原因分析
在对供电区的电网改造过程中,对配电台区采取了包括增加配电变压器数量、缩短供电半径、建设和改造低压线路等一系列技术措施,取得了较好的效果。但仍然有个别台区的线损率偏高,针对上述情况,通过实地调查和分析,发现一些台区的供电采取单相二线制或者二相三线制。即使是采用三相四线制,由于每相的电流相差很大,三相负荷电流仍然不平衡。
3.2 理论分析
如果在运行过程中三相负荷不平衡,就会增加线路和配电变压器的损耗。因此,在运行过程中必须经常测量配电变压器出口和主干线路的三相负荷电流。
假设某条低压线路的三相不平衡电流为,IU,IV,IW,中性线电流为IN,如果中性线电阻为相线电阻的2倍,相线电阻为R,则这条线路的有功损耗为:
△P=(PUR+PVR+PWR+2PNR)*l0-3(1)
同理,当三相负荷电流不平衡时,变压器自己也增加损耗。三相负荷电流不平衡率可以根据下式计算:
K=IN/(IU+IV+IW)*100%(2)
一般配电变压器出口的三相负荷电流不平衡率要小于等于10％,低压干线及主要支线始端的三相电流不平衡率要小于等于20%。目前,该供电区单相负荷占电力负荷的比例较大。此外,该供电区低压线路尽管多数为三相四线制,但许多电工没有注意到把单相负荷均衡分配到三相线路上,并且该供电区还有一定数量的单相两线和二相三线制供电。根据测算估计,单相负荷的线损很可能增加2～3倍,由此可见,降损的主要环节就是调整三相负荷的平衡。
3.3 现场调查及试验情况
针对该供电所某配电台区的损耗严重现象,重点进行了剖析。
该台区配电变压器容量为1024kVA,最长供电半径为600m,用户308户,用电能量12678kWh,户均月用电50.08kWh,低压线损率一直在20%左右,通过测量得出24h电流平均值为:IU=10A,IV=17A,IW=32A,IN=20A。三相负荷电流不平衡率为:
K=IN/(IU+IV+IW)×100%=20/(10+17+32)×100%=33.90%(3)
由(3)式可以看出三相负荷严重不平衡,已经超过规程规定的范围。为此,该供电局组织电工对该台区的三相负荷进行调整,调整后24h电流平均值为:IU=16A,IV=24A,IW=23A,IN=5A。
此时三相负荷电流不平衡率为:
K=IN /(IU+IV+IW)×100%=5/(16+24+23)×100%=7.94% (4)
由(4)式得出配电变压器出口三相负荷电流不平衡率已经降到10%以下,不平衡率达到合理范围之内,在运行15天后低压线损率降为9.18%。
4 结语
通过对该供电局几个配电台区的三相负荷电流调整的实地调查分析情况来看,个别配电台区低压线损较高的原因主要是由三相负荷电流不平衡它引起的。根据现场试验结果,可以看出进行三相负荷电流平衡的配电台区通过粗调可降损25%～30%,细调可降损35%～45%,效果良好。目前,该方法已经得到广泛的应用,并取得了良好的经济效益。
参考文献
[1] 郜俊琴,三相不平衡线路的线损分析[J],电力学报,2005,16(2):91-93.
[2] 卜永红,配电网三相负荷不对称对技术线损的影响[J],大众电,2004,(12):30-31.
[3] 蔡树锦,三相负荷不平衡对线损的影响[J],农村电气化,2002,(4):23-24.
关键词:三相负荷不平衡线损
中图分类号:TM71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(b)-0068-01
1 引言
目前,配电网的三相负荷不平衡现象日益突出。一旦三相负荷分布不对称时,不仅可能导致旋转电机转子发热损坏、继电保护误动作、大负荷相设备过负荷等危害,还将加重配电网的线损,而且加配电网线损的加重程度有时会数倍于三相负荷对称分布的线损。配电网三相负荷分配不对称的现象经常发生。因此如何挖掘这部分的降损潜力,对于供电企业的高效运行、降低成本有着至关重要的作用。
当前,有关影响配电网三相负荷分布不对称对线损的研究,有的采用称分量法;有的只考虑数量的不对称,却没有考虑角度的不对称。在实际配电系统的运行过程中,三相负荷分配的不对称不仅是数量的不对称,而且A,B,C三相之间的相角差也常常不是120度。配网三相负荷不对称运行时,由于各相的负荷电流不相等,会在相间产生不平衡电流。这些不平衡电流除了引起相线的损耗外,还将引起中性线的损耗,从而增加总的线损。
2 三相负荷不对称的基本类型
目前,配网中三相负载不对称的基本类型包括:
(1)三相负载不平衡,而且负载大的相总是大,负载小的相总是小,相差的比例在每天的各个时段并没有明显的变化。这一类的负载基本都是单相用电,三相动力很少,只是负载在没有平均分配在三相上。
(2)白天负荷时段三相负载基本平衡,而晚上负荷高峰时段不平衡的程度较为严重。这类负载的特点是三相生产和单相生活都有很大的用电量,白天主要是生产用电,三相电压较为平衡。由于单相生活用电没有在三相上平均分配,导致晚上生活用电高峰时段,三相电流相差很大,三相电压严重不平衡。
(3)有的三相负载不平衡根据季节发生变化。这是由于每个季节三相生产用电和单相生活用电的比例有所不同,而单相负载没有平均分配在三相上造成的。
(4)各相负载电流的大小根据时间发生变化,在某段时间里这一相电流大,而在另一段时间里里另外一相电流又相对较大。这反映了单相负载的波动较大,而该波动在三相上是不同步的。
3 實例分析
某供电区对电网进行改造后,其低压电网结构发生了很大的变化。不仅基本解决了原先电网结构的薄弱环节,而且大大提高了其供电能力和电压质量,绝大多数配电台区的低压线损率都降到了10%以下,但仍有个别配电台区由于三相负荷不平衡导致线损率依然居高不下,给基层供电所的管理带来较大的困难。以下即针对这些情况做具体的分析和探讨。
3.1 原因分析
在对供电区的电网改造过程中,对配电台区采取了包括增加配电变压器数量、缩短供电半径、建设和改造低压线路等一系列技术措施,取得了较好的效果。但仍然有个别台区的线损率偏高,针对上述情况,通过实地调查和分析,发现一些台区的供电采取单相二线制或者二相三线制。即使是采用三相四线制,由于每相的电流相差很大,三相负荷电流仍然不平衡。
3.2 理论分析
如果在运行过程中三相负荷不平衡,就会增加线路和配电变压器的损耗。因此,在运行过程中必须经常测量配电变压器出口和主干线路的三相负荷电流。
假设某条低压线路的三相不平衡电流为,IU,IV,IW,中性线电流为IN,如果中性线电阻为相线电阻的2倍,相线电阻为R,则这条线路的有功损耗为:
△P=(PUR+PVR+PWR+2PNR)*l0-3(1)
同理,当三相负荷电流不平衡时,变压器自己也增加损耗。三相负荷电流不平衡率可以根据下式计算:
K=IN/(IU+IV+IW)*100%(2)
一般配电变压器出口的三相负荷电流不平衡率要小于等于10％,低压干线及主要支线始端的三相电流不平衡率要小于等于20%。目前,该供电区单相负荷占电力负荷的比例较大。此外,该供电区低压线路尽管多数为三相四线制,但许多电工没有注意到把单相负荷均衡分配到三相线路上,并且该供电区还有一定数量的单相两线和二相三线制供电。根据测算估计,单相负荷的线损很可能增加2～3倍,由此可见,降损的主要环节就是调整三相负荷的平衡。
3.3 现场调查及试验情况
针对该供电所某配电台区的损耗严重现象,重点进行了剖析。
该台区配电变压器容量为1024kVA,最长供电半径为600m,用户308户,用电能量12678kWh,户均月用电50.08kWh,低压线损率一直在20%左右,通过测量得出24h电流平均值为:IU=10A,IV=17A,IW=32A,IN=20A。三相负荷电流不平衡率为:
K=IN/(IU+IV+IW)×100%=20/(10+17+32)×100%=33.90%(3)
由(3)式可以看出三相负荷严重不平衡,已经超过规程规定的范围。为此,该供电局组织电工对该台区的三相负荷进行调整,调整后24h电流平均值为:IU=16A,IV=24A,IW=23A,IN=5A。
此时三相负荷电流不平衡率为:
K=IN /(IU+IV+IW)×100%=5/(16+24+23)×100%=7.94% (4)
由(4)式得出配电变压器出口三相负荷电流不平衡率已经降到10%以下,不平衡率达到合理范围之内,在运行15天后低压线损率降为9.18%。
4 结语
通过对该供电局几个配电台区的三相负荷电流调整的实地调查分析情况来看,个别配电台区低压线损较高的原因主要是由三相负荷电流不平衡它引起的。根据现场试验结果,可以看出进行三相负荷电流平衡的配电台区通过粗调可降损25%～30%,细调可降损35%～45%,效果良好。目前,该方法已经得到广泛的应用,并取得了良好的经济效益。
参考文献
[1] 郜俊琴,三相不平衡线路的线损分析[J],电力学报,2005,16(2):91-93.
[2] 卜永红,配电网三相负荷不对称对技术线损的影响[J],大众电,2004,(12):30-31.
[3] 蔡树锦,三相负荷不平衡对线损的影响[J],农村电气化,2002,(4):23-24.