改善電壓合格率技術措施

范江霞

(廣西電網有限責任公司來賓供電局，廣西 來賓 545203)

1 引言

電壓合格率是電能質量的重要指標之一，電壓質量反映了電力系統的運行情況。提高綜合電壓合格率需要從管理方式、無功控制技術等方面進行改進。城市綜合電壓合格率指標反映了電網結構、運行狀況、無功電源和調壓設備水平及配置情況，以及用戶的負荷情況等。

文獻[1－3]從管理層面闡述了如何提高電壓合格率的具體措施，而文獻[4－5]則從技術層面提出相應的改進措施。按照廣西電網公司指標要求，來賓供電局城市 A類電壓合格率考核標準為:合格率≥99.8%;據統計，從2013年1月至6月，來賓網區城市A類電壓合格率平均為99.78%，未達到廣西電網公司要求，故采取相應措施提高城市A類電壓合格率刻不容緩。來賓網區電壓合格率居于廣西14個市局中第10位，電壓合格率較差。分析原因主要有以下幾點:(1)重視程度不夠，沒有將電壓管理提高到和可靠性同等高度;(2)對電壓質量缺乏常態分析，沒有針對性的制定提升措施;(3)缺乏完整的電壓監測系統及管理機制。

根據來賓網區電壓合格率現狀情況，采用由“點到面”的工作方式。首先對具體站點進行分析及采用相應的改進措施，從而提高該站點的電壓合格率;然后將改進措施拓展應用至部分區域站點，提高區域電壓合格率;最后實現全局的全面應用推廣，達到全面提高來賓網區電壓合格率的最終目標。為落實廣西電網公司電能質量電壓合格率要求，提高來賓網區電能質量，在總結來賓網區2013年工作和各區域電壓合格率現狀分析的基礎上，持續推進電能質量深化創先工作，穩步提升來賓供電局電能質量，提出主題為“探索電壓調節手段，提高來賓網區電壓合格率”的活動。對影響來賓網區電壓合格率的原因進行挖掘，從而提出相應的改進措施。

2 相關性基礎理論

分析電壓合格率之間的關系，采用了Pearson相關系數[6，7]理論進行分析。Pearson相關系數應用于描述數據之間的線性相關關系，同一地區網架具有連接關系，不同電壓等級在進行無功補償傳遞過程中，無功功率之間存在相關性，從而電壓合格率也會存在一定相關性。兩電壓合格率相關性系數可由式(1)計算獲得。

式中，n為數據記錄個數;Uid為i類第d個電壓合格率數據;Ujd為j類第d個電壓合格率數據;μi和μj為類平均電壓合格率;σi和σj分別為i類和j電壓合格率標準差。

根據各類電壓合格率的歷史數據求取任意兩個類的電壓合格率之間相關性系數。則各類電壓合格率之間的相關性關系可采用相關系數矩陣表示。如式(2)。

式中，rUiUj為類i和類j電壓合格率相關性系數。

2 網區電壓合格率現狀

根據來賓供電公司城市A、B、C和D類監測點檢測數據，統計來賓網區四類2013年1月至2014年4月電壓合格率數據。如表1所示。

采用Pearson相關系數理論對來賓網區2013年1月至2014年4月城市A、B、C和D四類電壓合格率進行相關性分析，從而找出它們之間的關系。由式(1)、(2)獲得相關系數矩陣。

由相關系數矩陣可知，A與C、D電壓合格率相關系數分別為0.9154和0.9402，相關程度大;而B與C、D的相關程度較小。而A類電壓等級相對C、D類較高，說明通過處理與A類監測點的電壓情況可以有效提高電壓合格率。

表1 城市電壓合格率(%)

來賓網區2013年1～6月城市A類監測點電壓合格率調查結果繪制了柱型分布圖，如圖1所示。

圖1 來賓網區2013年1～6月城市A類監測點電壓合格率

由圖1可以可知，來賓網區1～3月的城市A類監測點電壓合格率均低于目標值。對2013年1～3月各監測點的電壓合格率進行了調查。重點對低于指標值(99.8%)的監測點:紅河站、旺村站、忻城站、武宣站、龍旺站的10kV母線電壓合格率現狀展開調查。

針對影響紅河站、旺村站、龍旺站10kV母線電壓合格率的問題進行了統計，統計結果如表2所示。

表2 影響紅河站、旺村站、龍旺站電壓合格率因素統計

根據統計結果繪制導致電壓合格率降低的原因比例圖，如圖2所示。

圖2 紅河站、旺村站、龍旺站電壓合格率影響因素

由表2及圖2可知，影響來賓網區紅河站、旺村站、龍旺站10kV母線電壓合格率的主要因素為“電壓無法調整”，所占比例達50%;其次就是當出現電壓越限情況下未能及時調整電壓，所占比例為23.4%。因此，影響電壓合格率的主要癥結為“電壓無法調整”及“調壓不及時”。

影響忻城站、武宣站10kV母線電壓合格率的問題進行了統計，統計結果如表3所示。

表3 影響忻城站、武宣站電壓合格率因素統計

根據統計結果繪制導致電壓合格率降低的原因比例圖，如圖3所示。

由表3及圖3可知，影響來賓網區忻城站、武宣站10kV母線電壓合格率的主要因素為“調壓不及時”，所占比例達到59.7%，其余原因影響程度相對較小。因此，影響電壓合格率的主要癥結為“調壓不及時”。

圖3 忻城站、武宣站電壓合格率影響因素

3 原因分析

針對具體站點存在的“電壓無法調整”及“調壓不及時”具體問題進行仔細分析，獲得導致問題的根本原因。分析如圖4所示。

圖4 原因分析圖

由圖4分析可知，影響來賓網區電壓合格率的2個末端因素:(1)主變35kV無載調壓分接頭不合理;(2)系統電壓越限報警設置不合理。

3.1 末端因素1處理方案

(1)電壓抽樣

針對部分110kV變電站出現10kV母線電壓過低，35kV母線電壓過高不諧調現象，小組成員在DF8003S系統上抽取了紅河站某一時間段內的電壓采樣值進行分析。

(2)理論計算

為檢驗紅河站是否因為主變35kV分接開關檔位設置不合理而造成10kV與35kV電壓不協調，小組成員進行了理論分析計算，計算公式為:

表4 紅河站電壓采樣數據

(3)主變35kV側無載調壓分接頭不合理影響電壓合格率驗證

根據計算，35kV的計算額定值為37.68kV，參照紅河站#1主變各調壓檔位與額定電壓、額定電流的關系表得出紅河站#1主變35kV分接頭應在4檔，但實際上紅河站#1主變35kV分接頭從投運開始一直處于3檔運行，故當前紅河站主變35kV檔位設置不滿足電網運行方式要求，導致35kV、10kV電壓不同步，很難調節35kV、10kV母線電壓均在合格范圍內。得出該結論后，小組成員向變管所提出了《關于調整紅河站1#主變35kV檔位的建議》，對紅河站1#主變35kV檔位進行停電調整。

(4)具體方案

通過對各站電壓數據收集分析，并向車間領導提出調整紅河站、龍旺站、旺村站主變35kV側無載調壓開關的建議。變管所根據停電計劃分別安排對紅河站、龍旺站、旺村站主變進行停電調整35kV側檔位。

3.2 末端因素2處理方案

(1)原因調查

經檢查DF8003S系統電壓越限報警所設的上限值=10.7，下限值=10，這意味著電壓升高至10.7kV或下降到10.0kV時才會報警，而此時才開始調壓的話，系統已開始采集不合格點數，同時由于調壓過程需2～3min電壓才會恢復，系統則會繼續累計電壓越限時間，嚴重影響電壓合格率，沒有達到驗證標準。

(2)具體方案

在電壓未達到上限值(10.7kV)或下限值(10kV)之前提前告警。因此，在DF8003S系統上修改原來設置的電壓越限告警值，把電壓越上限報警值設定為10.6kV，越下限報警值設定為10.1kV，即在電壓準備越限時報警，值班員可以及時對電壓進行調節。

修改電壓越限報警設置后，電壓達到10.6kV開始報電壓越上限，低于10.1kV開始報電壓越下限，此時就能讓值班員及時發現電壓越限情況，提前開始調壓，不用等到電壓真正達到越限值時才開始調。

4 效果分析

針對主要癥結采取措施后，進行效果檢查，對來賓網區2013年9～12月的城市A類電壓合格率進行統計，結果表5所示。

表5 2013年9～12月城市A類電壓合格率

根據來賓網區2013年9～12月城市A類監測點電壓合格率繪制折線圖，與來賓網區A類目標值及活動目標值進行對比。

圖5 2013年9－12月城市A類電壓合格率變化圖

將活動前電壓合格率均值、來賓網區A類目標值及活動后(2013年9－12月)電壓合格率均值進行對比分析，如圖6所示。

圖6 城市A類監測點電壓整改前后合格率變化情況

統計顯示，來賓網區城市A類電壓合格率有了明顯的提高，9～12月平均電壓合格率提升至99.97%，超出了來賓網區A類目標值0.17%，并超過活動目標值0.07%。超額完成指標值和活動目標值，達到了預期的調節目的。

5 結語

本文首先統計了來賓網區各縣局A、B、C和D類電壓合格率情況，了解來賓網區的基本情況;其次，針對具體站點進行調研，分析導致電壓合格率下降的具體原因，從而采取相應措施提高城市電壓合格率。

城市A類電壓合格率的提高，有效帶動了綜合電壓合格率的提高，改善了用戶受電端的電壓質量。同時，增加了設備出力，提高了功率因數，降低了10kV線路損耗，為我局帶來一定經濟效益的同時也提高了我局電壓質量管理水平，同時也推動了創先工作的發展。

[1]朱琳.提高電壓合格率有效降低網損[J].農村電氣化，2011，(7).

[2]陳韶勇.現有設備條件下提高電壓合格率的方法[J].供用電，1997，(3).

[3]呂華.縣級供電企業電壓合格率管理的研究及探討[J].企業技術開發，2014，(12).

[4]王劍，黃吾康，楊慧，等.有效提高配電網電壓合格率的措施[J].陜西電力，2010，(7).

[5]張曉崢.基于B/S和C/S的電壓合格率監測系統研究[D].華北電力大學，2012.

[6]張宇鐳，黨琰，賀平安.利用Pearson相關系數定量分析生物親緣關系[J].計算機工程與應用，2005，(33).

[7]葛芳君，趙磊，劉俊，等.基于Pearson相關系數的老年人社會支持與心理健康相關性研究的 Meta分析[J].中國循證醫學雜志，2012，(11).