配變臺區的運行維護與負荷監控分析

羅家勇

摘 要：文章主要圍繞配變臺區的運行維護與負荷監控進行全方位的分析，在綜合管理的過程中，形成對配電變壓器負荷原因的分析，形成有效的改造方案，并結合當前電力運行維護的綜合特點，更好的構建有效應對配電變壓器運行維護的技術運用。

關鍵詞：配變臺區；運行維護；負荷監控

中圖分類號：TM594 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）32-0123-02

1 配變臺區變壓器過負荷概況

1.1 概念分析

分臺區線損異常：城網0.4 kV低壓臺區線損率大于8%或小于-1%，農網0.4 kV低壓臺區線損率大于11%或小于-1%；計算公式（以每月營銷MIS系統試點臺區線損統計表統計值為準）：0.4 kV臺區線損異常率=出現線損異常的臺區個數/臺區總個數×100%；0.4 kV臺區線損異常處置完成率=整改后線損率恢復正常的臺區個數/出現線損異常的臺區個數×100%。

低壓三相負荷不平衡度：變壓器三相負荷不平衡度×100%。

1.2 三相不平衡現象

三相不平衡是指三相電源各相的電流、 電壓不對稱，是各相電源的負荷不均衡所致。發生三相不平衡與用戶負荷特性有關，與電力規劃、 負荷分配也有關。在日常生產、 生活中，低壓臺區一般采用三相四線制供電，從星形連接的三相繞組的中性點引出中性線，這樣可以同時獲得線電壓和相電壓。用戶往往只考慮配電線路的承載量，而忽視了如何將配電線路三相負荷合理分配。不平衡時重負荷相的電流過大（增為3倍），超載過多，可能造成繞組和變壓器油的過熱。繞組過熱，絕緣老化加快，變壓器油過熱，迅速降低變壓器的絕緣性能，減少變壓器壽命，甚至冒油著火燒毀繞組。

三相負荷不平衡會增加線路損耗，三相四線制供電線路，把負荷平均分配到三相上，設每相的電流為I，中性線電流為零，其功率損耗為：？駐P1=3I2*R在最大不平衡時，即某相為3I ，另外兩相為零，中性線電流也為3I ，功率損耗為：

？駐P2=2（3I）2*R=18I2*R=6（3I2*R）

即最大不平衡時的電能損耗是平衡時的6倍，換句話說，若最大不平衡時每月損失1 200 kWh，則平衡時只損失200 kWh，由此可知調整三相負荷的降損潛力。

1.3 存在的瓶頸

計量終端能實現后臺負荷監測，統計時段在晚高峰，以連續三個點的取數（每15分鐘一個點）計算值來確認三相是否存在不平衡情況，計算公示：變壓器三相負荷不平衡度=（最大相電流-最小相電流）×100%/ 最大相電流，若≥15%即為不平衡臺區。

由于計量自動化系統中的線路線損公式需要手工進行配置，無法按實際的配網運行方式進行同步及時更新，人工修改計算公式調整耗費大量人力。終端信號不穩定、故障率高，嚴重影響線損率計算。終端故障率高，維護難度大，故障終端很多需要換表、停電、加強信號、計量改造方能處理，需要運維人員與計量中心、逐一攻克。

2 配電臺區的運行維護與監控措施運用

2.1 臺區負荷數據還原流程

臺區負荷數據主要從采集點數據缺失或數據異常的終端兩大方面進行數據還原，具體還原步驟和優先級如下：①利用電能計量自動化系統（營銷MIS系統）提供臺區和用戶的月度供（售）電量數據，按照月度總供（售）電量計算平均每天的供（售）電量，作為數據缺失或異常終端的電量。②對上線無數據的終端，反饋至信息中心，由信息中心對缺失數據的終端進行數據補采。③根據電能計量自動化系統提供測量點負荷曲線、實時召測數據及瞬時量數據等數據量進行終端采集數據異常原因分析。為了能夠更好的減少還原數據的誤差，在同一天內的負荷數據還原盡量選擇同一種還原原則（下面兩種原則兼容）。優先考慮的還原原則有下兩種方式：一是按月總有功電量計算平均每天電量的方式還原：當電能計量自動化系統能夠提供月總有功電量時，可以直接取數計算還原；當計量自動化無法提供月總有功電量時，通過營銷MIS系統提供的月售電量數據計算還原；二是按前一日止底碼與當日起底碼相等的方式還原：當電能計量自動化系統提供的當日電量數據中起底碼數據缺失時，可以取前一日的止底碼作為當日的起底碼計算還原。

2.2 負荷監控的計算方式

根據均方根電流法，功率損失△P=3I2R×10-3（kW），①當三相負載不平衡時，以20：00時數據為例：將Ia=255 A，Ib=168 A，Ic=98 A，In=72 A代入上式得：△P=（2 552+1 682+982）R+ 722 r×10-3=（102 853 R+5 184 r）×10-3=102.853 R+5.184 r（kW）；②當三相負荷平衡時：△P=3×1 742 R×10- 3=90.828 R（kW）將①、 ②結果對比可以看出：三相負荷不平衡損失較大，線損增加超過18.9%。在采用三相四線制供電方式下，由于用戶較為分散，供電半徑較長，如果三相負荷不平衡，將增加線路電能損耗。分析如下：單位長度線路上的功率損耗為：

ΔP1=I2aR+I2bR+I2cR+I2o×2R（1）

式中R為單位長度線路的電阻值，中性線的截面積通常只有相線的一半，故中性線的單位長度線路的電阻值2 R。當三相負荷完全平衡時，三相電流Ia=Ib=Ic=Icp，中性線的電流Io=0，這時單位長度線路上的功率損耗為：

ΔP=3I2cpR （2）

如果各相電流不平衡，則中性線中有電流通過，損耗將顯著增加。為討論方便，引入負荷不平衡度β概念：

β=（Imax-Icp）/Icp×100% （3）

式中，Imax為負荷最大一相的電流值；Icp為三相負荷完全平衡時的相電流下面分三種情況討論三相負荷不平衡時線損值的增量。當三相負荷平衡時線損最小；當一相負荷重，兩相負荷輕的情況時線損增量較小；當一相負荷重，一相負荷輕，而第三相的負荷為平均負荷的情況時線損增量較大；當一相負荷輕，兩相負荷重的情況時線損增量最大。

2.3 臺區負荷數據與變壓器維護措施

針對三相負荷不平衡的分析，主要側重通過跟蹤變壓器負荷變化，業務人員細致工作和技術手段及時進行三相負荷調整，系統細致調查統計客戶的負荷類別、性質、變化規律，將臺區的客戶的各類用電數據進行分析，然后根據不同客戶的相同性質用電負荷進行合理匹配，盡可能讓各相負荷趨于平衡。二是通過提高電能計量自動化系統的應用，深化變壓器負荷曲線記錄等數據對運行調整功能的指向，做到即時進行監控和及時調試。三是通過對低壓臺區及線路的改造，完善線路安健環標識、單相線路的布局等。最后，獲得通過監控調整三相負荷平衡來有效降低供電線路損耗，提高配變經濟運行水平的主要具體措施。

2.4 搭建信息化平臺，強化線損管理系統支撐

借助營配平臺項目實施契機，建設線損管理模塊，構建以營配平臺為線損數據管理源、以線損管理系統（03版）升級改造為線損流程管理界面的模式，建設涵蓋基礎數據管理、線損指標管理、線損統計及報告編制、線損異常管理、線損考核管理線損數據查詢及展現等六個主要功能模塊的線損管理系統。加大計量自動化系統及營配平臺的建設力度，利用營配信息一體化系統電網基礎數據詳實的優勢，實現電網拓撲關系基礎數據的動態維護，在營配平臺中建立以配網GIS為所有系統“線-變-戶”拓撲關系的唯一數據源，建立“線-變-戶”關系定時更新功能，使信息同步變更，確保分線、分臺區線損統計準確，為線損異常分析提供技術支持。

3 結 語

配電變壓器管理是配電網管理基層而重要的工作，需要基礎數據的建立做起，進一步加強線損管理的計劃執行和管控，完善線損常態管理機制，加強線損異常排查和控制，使線損率指標充分發揮作用，有效應用到基礎管理和經營管控中去。

參考文獻：

[1] 王瓊，藍耕.配電線路[M].北京：中國電力出版社，2012.

[2] 宋連庫，王樹聲.配電線路實用技術[M].哈爾濱：黑龍江科學技術出 版社，2006.

[3] 邱關源.電力系統可靠性分析基礎及應用[M].北京：水利電力出版

社，2010.