低壓線路智能電壓提升節(jié)能控制技術(shù)在低壓線路的研發(fā)的應(yīng)用

摘 要：提高低壓線路的電壓與功率因數(shù)，對(duì)于線路較長(zhǎng)的線路末端用戶，有著非常重要的作用，尤其一些山區(qū)低壓線路末端的電壓往往低于180V，導(dǎo)至用戶無法正常用電，低壓側(cè)用戶大多是用單相電，更是存在著嚴(yán)重的三相不平衡等問題，這些問題的存在，給末端用戶帶來了極大的用電問題，同時(shí)也是供電部門急待解決的問題。文章介紹了一種新型的電壓優(yōu)化節(jié)能裝置，分析了該裝置與傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置相比的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)節(jié)能裝置的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：電壓優(yōu)化補(bǔ)償；三相有功；不平衡調(diào)節(jié)；低電壓

1 概述

本系列產(chǎn)品對(duì)后端電壓起到升壓、穩(wěn)壓的作用，從而保證供電質(zhì)量、提高電壓合格率，不用延伸10kV線路，不需新增配電變壓器。并且輸出為正弦波，無諧波干擾，輸出效率高，可調(diào)節(jié)三相不平衡，可長(zhǎng)期連續(xù)工作，能承受短時(shí)超載，過載能力強(qiáng)，適用負(fù)載廣泛，可與各類設(shè)備配合運(yùn)行（如消諧、無功補(bǔ)償設(shè)備），更適合廣大農(nóng)網(wǎng)線路配電網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)合下應(yīng)用。

2 農(nóng)網(wǎng)公用變壓器電能質(zhì)量的現(xiàn)狀

電能質(zhì)量指標(biāo)包括頻率波動(dòng)、電壓正弦波畸變和電壓偏差等項(xiàng)。對(duì)農(nóng)村電力網(wǎng)來說，主要是電壓質(zhì)量問題。保證電壓質(zhì)量，使用戶端電壓波動(dòng)范圍在允許電壓偏差范圍之內(nèi)，是農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)、改造和運(yùn)行中的主要任務(wù)之一，部分地區(qū)電壓偏低，主要原因有：（1）線路導(dǎo)線截面小。（2）無功補(bǔ)償容量不足。（3）10kV或低壓配電線路供電半徑長(zhǎng)。（4）每逢春季農(nóng)業(yè)負(fù)荷特別集中，造成各級(jí)電網(wǎng)電壓偏低。（5）電網(wǎng)中現(xiàn)有主變壓器，有載調(diào)壓裝置投運(yùn)率低或調(diào)壓操作不及時(shí)。（6）有的農(nóng)村用戶所用配變?nèi)萘啃?，?fù)荷高峰時(shí)出現(xiàn)了超負(fù)荷情況，影響了電壓質(zhì)量。（7）由于配電變壓器三相負(fù)載不平衡，引起中性點(diǎn)電壓位移，造成負(fù)載輕的一相電壓偏高，而負(fù)載重的一相電壓偏低。

3 項(xiàng)目?jī)?nèi)容

基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的農(nóng)村低壓線路末端智能電壓提升節(jié)能控制裝置系統(tǒng)，通過基于三相有功功率調(diào)節(jié)技術(shù)及低壓電壓優(yōu)化技術(shù)，解決了低壓線路末端電壓低及電能質(zhì)量低下的問題，是智能電網(wǎng)的有機(jī)組成部分。

3.1 主站系統(tǒng)管理單元

主站系統(tǒng)管理單元：包括數(shù)據(jù)庫，通訊前置機(jī)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，客戶端軟件，手機(jī)APP（安卓或蘋果），通過主站系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)裝置（通訊電腦或手機(jī)APP），對(duì)于農(nóng)村保證用電質(zhì)量提供科學(xué)有效的監(jiān)測(cè)手段，系統(tǒng)主站就能通過分析處理測(cè)控單元上傳的電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)，同時(shí)也能夠修改終端參數(shù)，把終端里存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)抄收到系統(tǒng)中，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計(jì)及報(bào)表打印。

3.2 電壓優(yōu)化節(jié)能控制單元

電壓優(yōu)化節(jié)能測(cè)制單元：利用電壓、電流互感器從電網(wǎng)中檢測(cè)各種電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、分析和控制決策，最后由控制器自行根據(jù)基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的農(nóng)村低壓線路末端智能電壓提升節(jié)能控制裝置的運(yùn)算，三相不平衡的調(diào)整科學(xué)運(yùn)算，發(fā)出數(shù)字投切指令，實(shí)現(xiàn)電壓提升優(yōu)化，提高功率因數(shù)，節(jié)能降損，三相有功功率平衡調(diào)整。

3.3 三相有功智能平衡調(diào)節(jié)單元

三相有功智能平衡調(diào)節(jié)單元：是利用電力電子靜止有功發(fā)生器的原理，通過檢測(cè)三相電壓電流而算出三相的有功功率，根據(jù)能量守恒的原則，將A相，B相，C相三相有功合理調(diào)整，這種調(diào)整不是所有的有功功率都調(diào)整，而是計(jì)算三相有功的矢量差，只調(diào)整矢量差的部分，從而優(yōu)化了裝置的結(jié)構(gòu)，降低了能量在轉(zhuǎn)換過程中的損耗。

3.4 電壓優(yōu)化節(jié)能模塊單元

電壓優(yōu)化節(jié)能模塊單元：通過接受測(cè)控單元的投切指令完成開關(guān)的合、分閘動(dòng)作，接通和開斷電容器組，基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的農(nóng)村低壓線路末端智能電壓提升節(jié)能控制裝置投切單元在系統(tǒng)中起著重要作用，由于該裝置處于低壓線路末端，所以允許一定的無功倒送，從而吸收過長(zhǎng)線路而生產(chǎn)的線損，同時(shí)這種倒送是控制在一定的范圍內(nèi)，并且可以通過主站系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整，防止無功倒送過剩，它的主要組成包括：基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的農(nóng)村低壓線路末端智能電壓提升節(jié)能控制裝置控制器，智能電容器，消諧器，電流互感器，避雷器，斷路器等。

4 核心技術(shù)問題

（1）智能抑制系統(tǒng)電壓的抖動(dòng)和閃變，提升線路電壓。（2）智能調(diào)整三相有功的不平衡的調(diào)整。（3）精細(xì)無功補(bǔ)償和無極諧波治理。

5 控制及保護(hù)功能

電壓補(bǔ)償裝置最大輸出功率按裝機(jī)容量的80%估算，建議用戶在選擇裝置安裝點(diǎn)時(shí)，其后端的最大用電負(fù)荷，不要超過其最大輸出功率。當(dāng)供電線路出現(xiàn)短路、過載、補(bǔ)償裝置工作溫度超過95℃時(shí)，補(bǔ)償裝置將進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，裝置進(jìn)入直通狀態(tài)，保證線路繼續(xù)供電，同時(shí)，故障指示燈閃爍，提醒用戶維修。當(dāng)供電線路故障排除后，如需要補(bǔ)償裝置正常工作，必須對(duì)電網(wǎng)重新供電。當(dāng)補(bǔ)償裝置內(nèi)部出現(xiàn)故障，并無法正常工作時(shí)，裝置將進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，且不會(huì)自動(dòng)重啟，裝置進(jìn)入直通狀態(tài)，保證線路繼續(xù)供電，同時(shí)，故障指示燈閃爍，提醒用戶維修。

6 應(yīng)用分析

綜合表1得出，安裝了低壓線路智能電壓提升節(jié)能控制裝置，系統(tǒng)電壓得到優(yōu)化，電壓有了明顯提高，線損也得到降低，無功功率減少也比較明顯，三相有功不平衡也得到改善，總體從根本上改善了低壓線路的電能質(zhì)量，提高了用電水平，達(dá)到了預(yù)先設(shè)計(jì)的要求。

7 結(jié)束語

通過安裝低壓線路智能電壓提升節(jié)能控制技術(shù)裝置，能夠很好的解決農(nóng)網(wǎng)中低壓線路的低電壓?jiǎn)栴}，線路長(zhǎng)線路損耗大的問題，功率因數(shù)低下的問題，及三相有功功率不平衡的問題，解決了偏遠(yuǎn)農(nóng)村用電電能質(zhì)量不高的問題，改善了生活水平。

隨著國(guó)民生活水平的不斷提高，家用電器的不斷普及，廣大農(nóng)村對(duì)于用電的要求也越來越高，和相對(duì)落后的現(xiàn)有農(nóng)村用電的水平形成了矛盾，對(duì)于該產(chǎn)品的需求會(huì)越來越大，因此該產(chǎn)品存在著廣闊的市場(chǎng)空間。

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