10kV配電網(wǎng)設(shè)計及節(jié)能問題的研究

蘇曉云　潘霞

摘要：配電網(wǎng)普遍具有網(wǎng)架薄弱、供電半徑較大、線徑較小等特點(diǎn)，進(jìn)而容易產(chǎn)生配電損耗大、低電壓、三相不平衡等一系列問題。從分析網(wǎng)損及電能質(zhì)量問題產(chǎn)生的機(jī)理出發(fā)，結(jié)合配電網(wǎng)的特點(diǎn)，提出了采用動態(tài)補(bǔ)償裝置、智能電容器及智能調(diào)壓器相結(jié)合的配電網(wǎng)節(jié)能改造及電能質(zhì)量提升方案，并選取了低壓臺區(qū)進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用。實(shí)踐表明，所提方案在改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量各項指標(biāo)的同時，還具有較為良好的降損效果。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);節(jié)能;電能質(zhì)量;無功補(bǔ)償

1 引言

配電線路輸送電質(zhì)量直接受到工程設(shè)計水平及施工水平的影響，無論是設(shè)計工作還是施工管理工作哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能會導(dǎo)致短路、斷電等故障的發(fā)生，無法保障正常用電。基于此，當(dāng)前急需解決的問題是保障配電網(wǎng)建設(shè)工作順利展開，需要從項目建設(shè)的電氣設(shè)計環(huán)節(jié)做起，保障工程建設(shè)質(zhì)量、建設(shè)安全、建設(shè)工期，最大限度降低用電故障的發(fā)生率，保障我國電力健康發(fā)展，發(fā)揮電力企業(yè)的存在價值，使我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)朝著健康的狀態(tài)發(fā)展。

2 10kV配電網(wǎng)電氣設(shè)計工作

2.1 優(yōu)化電氣級間配合選擇工作

為了極大滿足當(dāng)今社會發(fā)展的需要，做好電氣級間的配合選擇工作意義突出。此外，與之相對應(yīng)的分析工作也必須緊接著做到位。為了與上下級之間保護(hù)的選擇性要求匹配起來，無論是低壓饋線需要的開關(guān)，還是母聯(lián)開關(guān)亦或者是變壓器低壓側(cè)的開關(guān)都可以實(shí)現(xiàn)自主選擇。在正式展開設(shè)計工作的時候應(yīng)該將一級、二級短路短延級差時間控制在0.1s左右，不要超過0.2s;低壓饋線開關(guān)應(yīng)該選擇短路瞬時保護(hù)，而對母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)應(yīng)該選擇短路延時補(bǔ)償?shù)谝患夁^載長延時保護(hù)，變壓器低壓側(cè)出線總開關(guān)選擇短路延時補(bǔ)償或過載較長的延時保護(hù)。

2.2 合理選擇低壓側(cè)出線總開關(guān)定值

在低壓側(cè)設(shè)置出線總開關(guān)的目的是讓變壓器和低壓母線都在恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)展開工作，保護(hù)低壓母線的安全同時還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)變壓器本身的安全，保障安全所處的條件是在非工況條件下。

2.3 合理選擇并聯(lián)低壓電容補(bǔ)償裝置

該裝置存在的意義就是實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)對象的補(bǔ)償，目標(biāo)對象指的是變壓器、線路及設(shè)備上的功率因數(shù)。在靈活選擇的時候，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)其本身的經(jīng)濟(jì)性與可靠性，從兩個層面分別出發(fā)，展開詳細(xì)比較，三角形接法是并聯(lián)低壓電容補(bǔ)償裝置的優(yōu)化選擇。電容器不暢裝置的導(dǎo)線及開關(guān)的長期允許電流需要大于等于電容器額定電流的1.5倍，電容器補(bǔ)償裝置的導(dǎo)線及開關(guān)的長期允許的電流值。

3 10kV配電網(wǎng)節(jié)能措施

3.1 高壓配電網(wǎng)的運(yùn)用簡析

高壓節(jié)能技術(shù)的規(guī)劃與設(shè)計中，主要是對操作中的諧波因素進(jìn)行動態(tài)的處理，保證電網(wǎng)的負(fù)載參數(shù)能夠體現(xiàn)有效抑制的價值。其中，具體是對于母線電流的整治，調(diào)整其電流參數(shù)不會引發(fā)設(shè)備的變形，進(jìn)而減少無功電流的負(fù)面影響。同時，針對于濾波器、變壓器的運(yùn)用過程中，需要注意在TCR設(shè)備中所產(chǎn)生的功率，進(jìn)而起到良好的補(bǔ)償與調(diào)節(jié)的效果。另外，需要各元件的基礎(chǔ)功能進(jìn)行計算與測試，保證在耦合狀態(tài)能夠?qū)⒔档透嗟闹C波影響，起到控制的價值。特別是對于高壓母線設(shè)備的補(bǔ)償規(guī)程中，需要對其功率、電壓參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的測算，基于系統(tǒng)的方案進(jìn)行有效整改，將其功能電流對能量損耗的影響。高壓高品質(zhì)補(bǔ)償器（HVHQC）設(shè)備的實(shí)際操作中，能夠針對電網(wǎng)設(shè)備中各元件的運(yùn)用狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控，在可視化的技術(shù)控制中有效的調(diào)配各項元件的支出參數(shù)，進(jìn)而起到良好的控制和采集的效果。同時，該方法也能及時檢測高壓過程中的信號異常的情況，在實(shí)踐過程中有效的測算、整合異常信號對電網(wǎng)的影響。若參數(shù)超過額定的技術(shù)范圍，該設(shè)備能夠進(jìn)行斷電的操作，進(jìn)而在實(shí)踐中起到良好的控制、監(jiān)控的效果。

3.2 電氣節(jié)能子系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計要點(diǎn)

在設(shè)計高低壓配電往電氣節(jié)能系統(tǒng)框架時，還應(yīng)加強(qiáng)對各個子系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計，以及時掌握電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，減少對電能的浪費(fèi)。首先應(yīng)為子系統(tǒng)構(gòu)建現(xiàn)代化的監(jiān)控硬件平臺。雖然DSP數(shù)字信號控制器能夠控制算法，實(shí)現(xiàn)控制量的生成，并對功率器件進(jìn)行驅(qū)動，但是硬件設(shè)備仍然會影響存儲空間的容量大小以及操作界面的友好性。因此需要為電氣節(jié)能系統(tǒng)建立完善的下屬監(jiān)控系統(tǒng)，才能更加準(zhǔn)確的了解配網(wǎng)中的電流以及電壓情況，掌握電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。監(jiān)控子系統(tǒng)時可以對電流以及電網(wǎng)等參數(shù)進(jìn)行處理分析，并將分析結(jié)構(gòu)傳輸給相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)。其次應(yīng)為監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建完善的軟件平臺，使監(jiān)控子系統(tǒng)能夠?qū)Χ嗦沸盘栠M(jìn)行檢測分析，并直觀的呈現(xiàn)分析結(jié)果。另外在設(shè)計中應(yīng)合理分段設(shè)置各次電流以及電壓的上限參數(shù)，使系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)超限時能夠及時發(fā)出警報，并對結(jié)果進(jìn)行存儲。

3.3 線路調(diào)壓

裝設(shè)調(diào)壓器也是配電網(wǎng)調(diào)壓的一個有效手段，目前大部分的調(diào)壓器內(nèi)部原理等同于1∶1的小型變壓器，通過分接抽頭的檔位變換來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓功能，其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)壓范圍較大，但同時會明顯增加線路的損耗。當(dāng)線路末端電壓過低或過高時，可以考慮在線路中間合適的位置加裝線路調(diào)壓器，人為拉高或降低線路調(diào)壓器之后節(jié)點(diǎn)的電壓，使其位于合理水平。由于在線路加裝線路調(diào)壓器的目的是保證線路中末端的電壓質(zhì)量，調(diào)壓器安裝的位置太靠線路首端或太靠近線路末端都不能達(dá)到效果要求，因此在線路1/3或1/2處加裝線路調(diào)壓器，通過調(diào)節(jié)抽頭改變變比，從而實(shí)現(xiàn)后半段線路電壓的提升或降低。在安裝調(diào)壓器后，調(diào)壓器之后的節(jié)點(diǎn)電壓得到大幅抬升，基本可以維持在額定電壓附近，但調(diào)壓器之前的節(jié)點(diǎn)電壓尚未得到改善，甚至由于調(diào)壓器增大了前段線路的電流，造成損耗增加，調(diào)壓器前端的節(jié)點(diǎn)電壓還有小幅下降，臨近電壓下限，同時該線路的線損也有所增加。因此，僅僅采用調(diào)壓器方案雖然可以解決低電壓問題，但由于其增加了無功損耗，會造成設(shè)備前端節(jié)點(diǎn)電壓下降和增加網(wǎng)損，在無功缺額較大的地區(qū)強(qiáng)行升壓甚至可能造成電壓崩潰。

3.4 低壓配電網(wǎng)的運(yùn)用簡析

除了對高壓諧波的優(yōu)化控制技術(shù)的拓展，還應(yīng)構(gòu)建系統(tǒng)的低壓檢測技術(shù)，有效防治電壓設(shè)備中無功電流的額定支出。從實(shí)際運(yùn)用的角度來說，低壓配電網(wǎng)技術(shù)主要采用HVC設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償性的優(yōu)化控制，且HVC設(shè)備的會用成本較低且應(yīng)用范圍較為廣泛，能夠有效針對不同的電網(wǎng)服務(wù)功能，進(jìn)而有效處理了直流側(cè)電壓的基礎(chǔ)功能，有利于電容器和電壓器的分壓作用。同時，當(dāng)?shù)蛪号潆娋W(wǎng)線路的設(shè)備功能超過額定電壓時，設(shè)備能夠自發(fā)的進(jìn)行斷電功能，有利于DSTATCOM設(shè)備進(jìn)行逆變性的技術(shù)工作，進(jìn)而通過合理的調(diào)控，實(shí)踐了整流的價值，有利于設(shè)備中必要設(shè)計元件能夠及時發(fā)揮核心的作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，展開10kV配電網(wǎng)的建設(shè)施工，必須規(guī)范嚴(yán)格地展開電氣設(shè)計工作，注重每一項細(xì)節(jié)工作的設(shè)計。在開展施工管理的時候也應(yīng)該強(qiáng)化細(xì)節(jié)，保障配電網(wǎng)建設(shè)的整體質(zhì)量，提升其實(shí)際的應(yīng)用價值，在正式投入使用之后，可以為社會做出項目建設(shè)應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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