論低壓配電臺區(qū)三相負(fù)荷不平衡調(diào)整與治理

徐逸群

（國網(wǎng)六安市城郊供電公司，六安 237000）

三相負(fù)荷不平衡治理工作的開展，需要專業(yè)工具的支撐，需以“大方軟件”為基礎(chǔ)平臺，收集配變臺區(qū)低壓用戶資料，錄入軟件并分析配變臺區(qū)三相負(fù)荷平衡度，實時調(diào)整，在線治理，降低三相負(fù)荷不平衡給臺區(qū)電壓質(zhì)量、設(shè)備使用壽命及線路損耗帶來的不利影響。

1 工作目標(biāo)及工作思路

隨著國家經(jīng)濟(jì)實力和科技水平的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)扮演了主要的保障角色，供電企業(yè)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，所擔(dān)負(fù)的責(zé)任和義務(wù)日漸凸顯。供電企業(yè)不僅負(fù)責(zé)電力的轉(zhuǎn)換和配送，而且是電力營銷樞紐，直接影響電力的安全和高質(zhì)量供應(yīng)、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由于國有企業(yè)的定位以及電力的特殊性，一直以來普通消費者對于電力是一種商品的概念比較模糊，即使是企業(yè)員工，對于如何衡量企業(yè)盈利和虧損不得要領(lǐng)，其實從商品的角度出發(fā)，線損率直接反映供電企業(yè)的投入產(chǎn)出率，降低線路損耗占比，就是節(jié)約能源的直接體現(xiàn)。

選取典型臺區(qū)，同時結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)實際情況，找準(zhǔn)問題的關(guān)鍵所在，注重改善工作方法，因地制宜，多措并舉，自上而下明確治理職責(zé)和分工。以多年電量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將三相負(fù)荷不平衡引起的線損及低電壓治理工作納入常態(tài)管理，從源頭梳理，不斷總結(jié)農(nóng)電營銷及業(yè)擴(kuò)報裝工作流程存在的問題，完善業(yè)擴(kuò)管理制度，深入分析、研究三相不平衡對線損及電壓質(zhì)量的影響程度，通過深化、細(xì)化農(nóng)電日常管理，規(guī)范工作流程，逐步消除三相不平衡對線損及電壓質(zhì)量的影響。

2 三相不平衡定義及造成三相不平衡主要原因

三相電壓不平衡國標(biāo)GB15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》對電壓不平衡的定義為：三相電壓在幅值上不同或相位差不是120度，或兼而有之。并規(guī)定了常見的連接點電壓不平衡度值的規(guī)定負(fù)序電壓不平衡度值不超過2%，短時間不超過4%。在日常實踐中，還經(jīng)常遇到三相電流不平衡的概念，三相電流不平衡和三相電壓不平衡基本相似，引入三相電流不平衡度來衡量不平衡程度大小。PMS2.0監(jiān)控系統(tǒng)定義為：三相不平衡度=（最大相電流-最小相電流）/最大相電流*100%，根據(jù)上述定義，如果一個特定區(qū)域的三相不平衡度超過25%，負(fù)載率大于60%，持續(xù)時間超過2小時，就可以定為三相不平衡。

低壓配電網(wǎng)在國內(nèi)分布面廣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜不一，負(fù)荷的類型也不盡相同。隨著人民生活水平的不斷提高，越來越多家庭使用大功率電器，且電器用電能耗不均勻，使用時間不規(guī)律，加上供電企業(yè)治理力度及管理方法的欠缺，致使三相負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象日益突出，這嚴(yán)重影響線路的損耗、供電的質(zhì)量和配電網(wǎng)的安全運營。一旦三相負(fù)荷分布不對稱時，可能會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)子發(fā)熱損壞、繼電保護(hù)誤動作、大負(fù)荷相設(shè)備過負(fù)荷等危害，還將加重配電網(wǎng)的線損，且配電網(wǎng)線損的加重程度有時會數(shù)倍于三相負(fù)荷對稱分布時的臺區(qū)線損。因此如何挖掘這部分的降損潛力，對于供電企業(yè)的高效運行、降低成本起著至關(guān)重要的作用。

引起配變臺區(qū)三相負(fù)荷不平衡的原因有很多種，其中三相載荷分布不均勻是最常見的原因之一，這可以通過調(diào)整負(fù)載的分配方法來改善；而用電負(fù)荷隨機變化無法預(yù)測和大功率負(fù)荷也是導(dǎo)致三相負(fù)荷不平衡的重要原因。居民用電以單相負(fù)荷為主，即使負(fù)載平均分布于A、B、C 三相，實際情況中很難保證三相所連接的電氣設(shè)備在同一時間打開或關(guān)閉。市場上出現(xiàn)了更多種類的電力設(shè)備且其應(yīng)用越來越廣泛，人們或企業(yè)逐步使用大功率設(shè)備，在開啟、關(guān)閉設(shè)備或者提高設(shè)備功率是沒有一個行之有效的管理規(guī)定。當(dāng)打開設(shè)備時，將會影響三相負(fù)荷平衡，當(dāng)設(shè)備關(guān)閉時又影響實時的負(fù)荷平衡狀態(tài)。此外，用戶還可以根據(jù)自己的需要增加電力負(fù)荷，這種情況是無法控制的。所以，突然打開或關(guān)閉、增加不受控制的大功率設(shè)備是三相不平衡的重要原因之一。

3 三相不平衡治理主要實施方案

3.1 選取典型臺區(qū)

3.1.1 不平衡度分析

在三相四線制供電系統(tǒng)中，配變臺區(qū)三相負(fù)荷的平衡度是由該臺區(qū)的供電半徑、線路質(zhì)量、用戶的分布情況和用電量等綜合因素決定的。通過用采系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析模塊及生產(chǎn)實時管控系統(tǒng)公變監(jiān)測模塊進(jìn)行查看，對轄區(qū)內(nèi)的臺區(qū)三相負(fù)荷情況進(jìn)行監(jiān)測，再根據(jù)導(dǎo)線的直流電阻和高負(fù)荷時的有效截留量，計算出三相電流的不平衡度。

3.1.2 確定臺區(qū)

根據(jù)臺區(qū)的三相電流不平衡度以及多次理論線損計算結(jié)果，綜合考慮選取設(shè)備基礎(chǔ)較好的臺區(qū)，此類臺區(qū)供電半徑較為合理，采集指標(biāo)100%，管理較為完善，但實際線損率偏高。定期查看用采系統(tǒng)中相關(guān)電量數(shù)據(jù)，觀察對比線損率升高時每日、每周用電高峰期及各時段的數(shù)據(jù)，對于發(fā)生三相不平衡的持續(xù)時間及發(fā)生頻率進(jìn)行詳細(xì)記錄，以便選取典型臺區(qū)開展三相負(fù)荷不平衡整治。

3.2 數(shù)據(jù)收集

3.2.1 基礎(chǔ)資料收集

基礎(chǔ)參數(shù)：臺區(qū)配表到各表箱用戶之間每段導(dǎo)線的長度、型號、類型（三相四線、三相三線、單相二線），表箱名稱、用戶數(shù)量、用戶名稱、用戶編號、電表類型等。根據(jù)臺區(qū)用戶明細(xì)，用核相儀逐戶核實客戶接入相別（A/B/C 相）。

3.2.2 臺區(qū)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立

根據(jù)搜集的臺區(qū)基礎(chǔ)參數(shù)用軟件繪制臺區(qū)現(xiàn)有線路走向圖，然后再根據(jù)現(xiàn)場收集的資料將表箱位置繪制出來，并將每個表箱的用戶添加進(jìn)去，建立臺區(qū)拓?fù)淠Ｐ汀?/p>

3.2.3 運行數(shù)據(jù)錄入收集用采系統(tǒng)電量數(shù)據(jù)，并整理導(dǎo)入到軟件中，需要錄入的數(shù)據(jù)有：臺區(qū)首端日有功電量、日無功電量、24點電流、低壓、供電時間、各用戶日抄見電量，可批量導(dǎo)入。

3.3 理論分析

3.3.1 三相平衡優(yōu)化計算

根據(jù)錄入的各項數(shù)據(jù)，利用軟件對選擇的典型臺區(qū)進(jìn)行三相不平衡優(yōu)化計算。

3.3.2 生成優(yōu)化調(diào)整方案

生成優(yōu)化調(diào)整方案，并對優(yōu)化前后各項數(shù)據(jù)及線損率進(jìn)行對比。

3.3.3 方案設(shè)計

設(shè)計單位根據(jù)軟件生成的三相負(fù)荷優(yōu)化調(diào)整方案編制初步設(shè)計方案，再由農(nóng)網(wǎng)辦、營銷部、供電所、施工單位、設(shè)計單位多方參與，對設(shè)計方案進(jìn)行集中評審。針對施工過程中可能遇到的問題，組織相關(guān)單位現(xiàn)場研討，確定最終方案。

3.4 現(xiàn)場調(diào)整

3.4.1 三相平衡優(yōu)化調(diào)整改造

按照最終設(shè)計方案，對臺區(qū)內(nèi)設(shè)備及線路進(jìn)行改造：安裝合適型號配變、雙跌落保險、分相補償儀、敷設(shè)絕緣低壓線路、三相四線到表箱下火線、多表位表箱，實現(xiàn)各相負(fù)荷可調(diào)整，根據(jù)方案調(diào)整用戶接入相別。

3.4.2 按圖驗收并核實相別

對照最終設(shè)計方案，利用核相儀逐一核相驗收，并對表箱予以加封加鎖。然后再次用軟件繪制出改造后的臺區(qū)拓?fù)淠Ｐ停Ω脑旌蟮呐_區(qū)進(jìn)行三相負(fù)荷平衡度及線損率的計算。

3.4.3 持續(xù)關(guān)注三相負(fù)荷平衡度及線損情況

利用用采系統(tǒng)線損模塊及生產(chǎn)實時管控系統(tǒng)公變監(jiān)測模塊，實時觀察改造后臺區(qū)的三相負(fù)荷平衡度及線損變化情況，并按照時間順序記錄下來，將前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對。如果發(fā)現(xiàn)三相負(fù)荷再次出現(xiàn)不平衡時，立即分析原因，著手去現(xiàn)場開展相別調(diào)整。

3.5 增設(shè)對三相負(fù)荷的檢測調(diào)整

3.5.1 定期檢測

定期開設(shè)對三相負(fù)荷的檢測工作也是必須的。在對三相負(fù)荷的合理分配以及控制后，供電部門應(yīng)當(dāng)開設(shè)周期性檢測工作。

3.5.2 數(shù)據(jù)分析

電力的平衡是動態(tài)的，只能是盡力做到相對的相別平衡，在實際的檢測工作中，各部門應(yīng)當(dāng)以國家和相關(guān)專業(yè)制定的平衡度衡量指標(biāo)作為一個標(biāo)準(zhǔn)，對各相的負(fù)荷電流開展定期檢測，將檢測的結(jié)果進(jìn)行專業(yè)的記錄和分析，以便于及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整。

3.5.3 實時調(diào)整

當(dāng)在檢測過程中發(fā)現(xiàn)有安全隱患的設(shè)備，要及時的進(jìn)行更換或者消缺。對于檢測過程中未發(fā)現(xiàn)問題的部位，也應(yīng)當(dāng)提高警惕。在檢測結(jié)束以后，實時整理和分析數(shù)據(jù)，實時反饋。

3.5.4 提前預(yù)防

這里的反饋主要是指根據(jù)檢測結(jié)果推斷出的三相調(diào)整需求，以及對于新技術(shù)在三相不平衡調(diào)整中運用的可能性預(yù)測。通過合理的檢測和對檢測結(jié)果的深入分析，可以在一定程度上避免不平衡現(xiàn)象的出現(xiàn)，增強供電可靠性，降低用電事故的發(fā)生幾率。

4 工作成效

4.1 降低低壓配電臺區(qū)線路損耗

以工業(yè)園區(qū)線107桃裕臺區(qū)作為典型治理對象，開展三相負(fù)荷不平衡治理。該臺區(qū)改造前三相不平衡度0.43%，日線損率在10%以上。通過文中所述方法改造后，日均線損率降至5.98%。

4.2 提高電壓質(zhì)量，保障用戶用電

經(jīng)本次三相負(fù)荷不平衡治理改造后，該臺區(qū)供電質(zhì)量改善、供電能力提升、客戶用電量增大、運維成本降低、服務(wù)質(zhì)量提高，企業(yè)形象增強，社會效益顯著。當(dāng)?shù)卣畬Τ墙脊镜娜嘭?fù)荷不平衡治理計劃給予了高度的認(rèn)可。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益顯著，有效長期發(fā)展

低壓配電網(wǎng)三相不平衡的問題不僅會干擾其他設(shè)備的正常運行，而且容易導(dǎo)致設(shè)備故障，縮短電力設(shè)備的使用壽命，干擾正常的通信系統(tǒng)。

三相負(fù)荷不平衡問題不僅威脅著配電網(wǎng)的安全運行，也影響用戶的正常用電質(zhì)量和供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此從根本上改進(jìn)、解決低壓配電網(wǎng)三相不平衡的問題是非常必要的，在此過程中進(jìn)行不斷的研究探索。無論是在前期的理論計算分析、現(xiàn)場三相負(fù)荷的分配調(diào)整，還是日常巡視管理以及后期的檢測調(diào)整，每一個環(huán)節(jié)都需要盡力細(xì)致，并且不斷總結(jié)改進(jìn)，以此來更好的服務(wù)于低壓配電網(wǎng)的發(fā)展需求。