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配电变压器三相负荷不平衡运行的管理

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供稿:中国工控网 2016/5/6 16:24:43

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  • 关键词: 低压电器 配电变压器 变压器三相负荷
  • 摘要:由于配电变压器三相负荷不平衡,运行中出现问题较多,主要表现在:部分变压器运行不经济、变压器故障率高,个别接点频繁过热烧损,个别台区电压变化大,烧损用户设备。

  
  1变压器负荷不平衡对系统的影响

  1.1增加线损

  配电变压器三相负荷不平衡时,线损增加表现在两部分:一是增加配电变压器损耗;二是增加线路损耗。

  以低压线路增加的损耗,按照三种情况来分析(三相不平衡度为r):

  ①一相负荷重、一相负荷轻,第3相为平均负荷:

  单位长度线路上的功率损耗为:P1=3I2R+8r2I2R

  当三相平衡时,P=3I2R,

  两者相比,

  规程规定:不平衡度r应不大于20%,经计算当r=0.2时,k=1.11,即由于三相不平衡所引起的线损增加11%,当r=100%时,k=3.67,测算出线损增加2.67倍。

  ②一相负荷重、两相负荷轻:

  则k=1+2r2

  当r=200%,经测算线损增加8倍。

  ③一相负荷轻、两相负荷重:

  则k=1+20r2

  当r=0.2时,k=1.8,计算得三相不平衡所引起的线损增加80%。

  当r=50%,k=6,计算得线损增加5倍。

  1.2降低变压器的利用率,威胁安全运行

  配电变压器的额定容量是按每相绕组设计的,当配电变压器在三相负荷不平衡状态下运行时,变压器负荷高的那相时常出现故障,如缺相、接点过热、个别密封胶垫劣化等。仅2001年,由于变压器负荷不平衡造成停电修理,占总数73%,造成变压器不正常运行达百余小时。

  同时,配电变压器在三相负荷不平衡状态下运行,在低压侧产生零序电流。对于Y/Y0接线的配电变压器来说,变压器高压侧无中性线,高压侧不可能有零序电流,低压侧零序电流产生的零序磁通不能抵消。所以,零序磁通只能由配电变压器的油箱壁及钢铁构件中通过,磁滞和涡流在钢铁构件内发热,造成配电变压器散热条件降低,温升增高,严重时损坏变压器绝缘,烧损配电变压器。

  1.3对用电设备的影响

  当配电变压器三相负荷不平衡运行时,中性点将产生位移,偏移严重时单相电压可能升高到线电压。如果线路接地保护不好,中性线电流产生的电压严重危及人身安全。同时电流不平衡会造成单相设备不能正常用电,或过电压烧损用户设备。

  1.4变压器三相负荷不平衡对系统电压的影响

  变压器在三相负荷不平衡运行时,由于变压器绕组压降不同,出口电压不均衡,用户端电压更是三相偏差较大,电压质量得不到保障。

  2影响变压器三相负荷不平衡的原因

  根据低压配电网的现状及多年来的运行、管理经验,造成配电变压器三相负荷不平衡运行的主要原因是:

  2.1管理上存在薄弱环节

  由于对配电变压器三相负荷不平衡的运行管理重视不够,一直没有一个考核管理办法,对配电变压器三相负荷的管理带有盲目性、工作随意性,以至于使运行、维护人员放松了对配电变压器三相负荷的管理,致使大多数配电变压器长期在三相负荷极不平衡状态下运行。

  2.2单相用电设备影响

  由于线路大多为动力、照明混载。而单相用电设备使用的同时率较低,用户横向用电差异较大,经常会造成配电变压器三相负荷的不平衡,并给管理增加了难度。

  2.3电网格局不合理的影响

  低压电网结构薄弱,运行时间较长,改造投入不彻底,单相低压线路是台区的主网架问题,一直得不到有效根治。

  其次居民用电大多为单相供电,负荷发展时无序延伸,造成台区三相电流不平衡无法调整。对于这样的低压网络必须投入较大的资金,彻底解决低压网布局,增加低压四线的覆盖面积,对线损、电压质量、供电可靠性、供电安全等都有很大改善效果。

  2.4临时用电及季节性用电影响

  临时用电和季节性用电都有一定的时间性,用电增容不收费后,大棚在生产季节,单相水泵应用较多,而又分布极为分散,用电时间不好掌握,同时由于在管理上未考虑其三相负荷的分配问题,又未能及时监测、调整配电变压器的三相负荷,它的使用和停电,对配电变压器三相负荷的平衡都有较大的影响,特别是单相用电设备容量较大时,影响更大。

  2.5线路故障的影响

  由于运行维护及管理不当或外力破坏等原因,低压导线断线,变压器缺相运行,修理不及时或现场临时处理,都可能造成某相长时间甩掉部分负荷,将会使配电变压器处于不平衡状态下运行。

  从上述分析可知,影响配电变压器三相负荷不平衡运行的因素,既有主观上的又有客观上的,既有供电部门的又有用户的。

  3防止变压器负荷不平衡的措施

  3.1制定变压器负荷不平衡的运行管理制度

  以变压器电能计量考核箱抄见电量为基准,按季度考核变压器三相负荷不平衡度的情况。设立变压器负荷管理的层级专项奖罚。

  负荷每月至少进行一次测量,特殊情况下(如高峰负荷期间,负荷变化较大时等)可增加测量次数,对配电变压器负荷状况做到心中有数,为调整配电变压器负荷提供准确可靠的数据。配电专业的有关管理人员应定期或不定期的对配电变压器三相负荷状况进行监督性测量,掌握第一手材料,作为专业管理与考核的依据。

  3.2改造电网,增加低压四线覆盖密度,掌握三相负荷分布的动态

  结合城网改造,合理设计电网改造方案。

  配电变压器设置负荷中心,供电半径不大于300~500m,主干线、分支干线均采用三相四线制供电,5户以上居民建议不采用单相供电,同时制定台区负荷分配接线图,做到任何一个用户的用电改造接入系统,都受三相负荷平衡度的限制,避免改造的随意性。

  3.3加强供用电管理,确保变压器负荷平衡

  用电与配电应密切配合。用户的临时用电,季节性用电,配电变压器运行人员都要及时掌握。尤其对单相设备申请用电,经过一年来的调整,不平衡度大幅度下降,安全经济运行能力明显增强。


审核编辑(王雪)
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