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台区电能质量综合治理装置

装置主要功能
   适用于0.4KV低压配电网提升台区末端电压,降低线损。
工作原理:
(1)控制相相连接等效电容装置自动投切调节末端三相负载平衡,降低三相负载不平衡造成的线路电压损失和线路损耗。
(2)控制自耦自动调压器分档自动切换带载提升或降低末端电压,使末端用户电压达到合格要求。   
用途:
(1)应用于城乡0.4KV低压配电网末端电压偏低提升电压,消除用户低电压投诉,最高可提升20%左右。
(2)应用于线路损耗严重的低压台区,可通过自动调节三相负载平衡,大幅度降低线损,提高台区经济运行效益。

台区电能质量现状
   随着我国城乡经济建设的发展,配电网电力负荷呈现快速增长的态势,城市居民家用电器或城乡结合部农用设备的大量使用,加工作坊、商业铺面的大量增加,导致用电量急剧上升,造成部分台区变压器运行的电能质量下降,严重影响低压配电网的安全运行,台区变压器的电能质量问题日趋严重。   

电能质量问题有:
1. 台区配电线路末端电压偏低。

2. 台区配电线路线损增加。

3. 线路功率因数偏低,末端无功功率欠补严重。

台区综合治理装置达到的效果
   采用自动调压、自动调节三相负载平衡及无功补偿方法进行综合治理,自动调节提升末端电压,降低线损,提高功率因数,提高变压器的承载能力,改善台区电能质量。

治理解决方案
   应用三相不对称调补电容自动调节三相负荷平衡与自耦自动调压相结合的方法,研制成功台区电能质量综合治理装置。装置提升电压时,先通过投切相相连接电容或等效电感电容,平滑自动调节实时保持三相四线制供电线路的三相负载动态平衡,消除由于三相负载不平衡和无功欠补造成的线路电压损失,起到提升线路部分电压的功能。当三相负载平衡后所提高的线路电压仍未达到合格要求时,自动启动调压模块分档投切直接提升末端电压,将末端用户电压调节到合格要求。

   装置降低线损时,通过自动调节三相负载平衡及无功补偿,消除零序电流线损和三相线路附加损耗,当自动调节三相负载趋于平衡后,能大幅度降低线损,减少能耗,提高电网经济运行效益的效果。

主要技术指标

1.环境参数

海拔
2000米以下
环境温度
+50℃~-25℃(户外)
月最高相对湿度
(25℃)小于90%
污秽等级
III级
防护等级
IP 33

2.电气参数

额定工作电压
0.4kV、220V
额定频率
50HZ
冷却方式
自然冷却
响应时间
≤60s

3.调压参数

调压范围
(-10%~+10%)(-5%~ +15%)(0~+20%)可选
调压容量范围
2kVA~20kVA可选
调压分接级数
3~7(或特殊级数)
调压精度
每档5V或10V

4.三相平衡调节与无功补偿参数

调节补偿容量组数
1~32组
调节补偿容量范围
1KVAR~120Kvar
三相不平衡率
调节补偿范围内,三相电流不平衡率降低30%以上,零序电流降低30%以上
功率因数
大于0.95,可设定

系统结构示意图
   系统由变压器低压出口侧的控制器、各支路负荷中心位置的支路台区电能质量综合治理装置和后台计算机管理系统三部分组成。

  

【系统模块结构功能】
控制器:
   包括三相网数据采样、GPRS、工频畸变载波通信模块。实时采样、监测电网多路运行数据,确定最优控制方案,控制三相负载平衡自动调节补偿,控制自耦自动调压器执行换档调压动作,发送手机短信报警功能。
支路电能质量综合治理装置:
   包括微处理器模块、自耦自动调压器、工频畸变载波遥控模块、三相负载平衡自动调节补偿单元。微处理器模块管理控制所在支路电网运行数据采样监测和投切动作控制,自耦自动调压器接收控制命令执行换档调压动作。工频畸变载波遥控模块与控制器进行数据交换电力线通信。三相负载平衡自动调节补偿单元通过相相之间分别投入不等值等效电容或电感,实现三相有功负荷相间转移与不平衡度自动调整,并能自动投入相零之间电容补偿无功功率。
后台计算机管理系统:
   依托GPRS和互联网技术,实现台区及支路末端电能信息采集查询、综合分析和远程监测维护。


应用成功案例
   【白云区人和西湖村府台变】
安装情况
台区变压器容量:630kVA
2#支路电能质量综合治理装置:距离150米配电线路主干线
3#支路电能质量综合治理装置:距离300米配电线路主干线
4#支路电能质量综合治理装置:距离500米配电线路主干线,带自耦自动调压器

4#装置(带自耦自动调压器)末端电压调压效果
采样投入前后各一天三相电压数据,投入运行后,末端电压得到显著提升。
投入前后三相电压的对比曲线如下:


台区变压器三相负载平衡调节效果
采样变压器出口端投入前后各一天三相电压、电流、功率因数数据,投入运行后,末端三相电流曲线重合程度较好,不平衡度减小。
投入前后变压器出口端三相电流的对比曲线如下:


台区变压器降低线路功率损耗效果
将变压器出口端采样数据分时段计算,得投入前后各一天的三相功率损耗数据曲线,
投入前后三相功率损耗数据的对比曲线如下:

台区变压器降低线损效果
设ABC相线及零线电阻均为0.1Ω,电费0.61元/度。将投入运行前后各一天的线路损耗数据分时段计算线损数值并进行相比较,得出:
一天内减小线损288.47 KWh,节省费用175.97元。
一年内减小线损288.47×365天=105291.55(KWh)
一年可节省损耗的电费0.61×105291.55=64227.85(元)