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                              低壓配電網三相不平衡的解決辦法

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                              低壓配電網三相不平衡的解決辦法

                              發布日期:2019-06-02 作者: 點擊:

                                對三相不平衡治理的工程應用建議如下:

                                (1)為了規范不平衡治理的立項、裝置選型和治理效果驗收評價工作,應盡快統一低壓配電網不平衡計算的方法,避免出現因算法導致計算結果不同,進而影響其后的各項工作。

                                (2)對不平衡治理不僅要統一不平衡度的計算方法,在評估其造成影響的嚴重程度時,還應給出配電變壓器負載率的約束指標。

                                (3)裝置接入點的選擇對不平衡治理效益產生直接影響,建議盡可能靠近負荷側,同時應關注不平衡治理對配電供電電壓偏差問題和低電壓問題的改善情況。

                                (4)應關注各種治理方案的優缺點,沒有十全十美的方案,還應關注在微電網系統三相不平衡的治理對微電網運行效益的影響。

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                                1.低壓配電網三相不平衡問題能否通過運行控制加以解決?

                                針對低壓配電網三相不平衡問題,國家電網公司和南方電網公司近來均加大工作力度并進行專項整治,這是為適應我國配售電改革新形勢的需要,又是提高配電網電能質量的積極舉措。

                                如果不設置治理裝置,通過運行管理與控制來改善和解決三相負荷不平衡問題是十分困難的。低壓配電網普遍采用TNS系統,在規劃設計階段充分地考慮三相負荷平衡性,但是實際運行時卻很難保證三相平衡性。這是因為低壓負荷中三相和單相用電設備共存,且以單相用電設備為主,由于負荷用電行為的不一致性,造成實際運行的配電網三相不平衡已成為一種常態,只是對應不同運行工況下的嚴重程度有所差別。

                                只有通過設置治理裝置才能根本解決低壓配電網三相負荷不平衡問題。

                                2.現有關于三相不平衡度的計算方法有哪些?各有什么異同。

                                (1)GB/T15543-2008《電能質量三相電壓不平衡》中不平衡算法:

                                需要對電流采樣值進行離散傅里葉變換得到基波電流的幅值和相位,再利用對稱分量分解法分別求出正序分量、負序分量和零序分量,計算公式如下:

                                由表1可以看出不同算法的計算結果的差異較大,這可能對不平衡治理的立項、裝置選型和治理效果工作產生不良影響。因此,條件允許的情況下應盡量采用算法1,條件不允許的情況下推薦采用算法3。

                                另外,需要注意的是不平衡度計算是一個相對百分數,計算時應同時考慮負載率的大小,對于負載率較小工況下不平衡度計算值大,其造成的影響和危害較小,工程立項時須考慮對負載率較大工況的不平衡度超標作為不平衡治理的立項依據。

                                3.現有的三種不平衡治理裝置對低壓配電網三相負荷不平衡治理的適用性如何?

                                國網運檢部有關文件中推薦換電容型、換相開關型和電力電子型三種不平衡的治理裝置,這三種治理裝置在低壓系統應用中適應性分析已經有很多專家觀點,我也從自己的理解來談一些觀點。

                                采用電容型不平衡治理裝置,對負序電流不平衡度有一定的改善效果,對零序電流不平衡改善效果不大,并且考慮到現代配電網電力電子化的負荷的無功特性,需要補償的無功需量也較小,因此,建議不推薦使用這種裝置進行不平衡治理。

                                換相開關型是實時根據三相負載率大小對單相負荷進行換相操作,這種原理就決定了其補償是分級調節的。換相操作不可避免造成各相負荷的波動,對于負荷變化較平穩的應用場合問題不大,但對于負荷波動較大的應用場合可能出現頻繁換相動作。換相過程的截流可能導致過電壓,還可能造成瞬時電壓中斷,對供電電壓敏感的用電設備以及三相用電設備的應用場合應嚴禁使用換相開關型不平衡治理裝置。換相開關型治理裝置具有運行損耗小的優點,這也是很多工程應用采用這種裝置的主要考慮。

                                電力電子型不平衡治理裝置是通過檢測三相負荷的負序電流和零序電流,通過電力電子控制來產生需要補償的負序電流和零序電流,可實時完全補償三相負荷的負序和零序電流,這是這種裝置的優點,但工程應用中應關注補償裝置的運行損耗。

                                換相開關型和電力電子型都必須安裝在三相供電區域,安裝位置不同決定了其不平衡治理的效益是否最大化,實際工程應用中由于安裝空間、設備和人身安全防護等方面的約束,從而限制了其治理效益的最大化。

                                4.三相負荷不平衡問題和臺區低電壓問題有沒有聯系,是否可以通過不平衡治理來改善臺區低電壓問題?

                                GB/T 15543-2008《電能質量三相電壓不平衡》中對低壓系統零序電壓限值暫不規定,但要求各相電壓必須滿足GB12325-2008《電能質量供電電壓偏差》的要求。標準中這樣要求,說明了低壓配電網的不平衡度對電壓偏差已經產生了較大的影響。

                                對于TNS系統中大量使用的單相負荷,不可避免產生基波零序電流,基波零序電流在相線和中性線形成零序電壓,較大的零序電壓也會造成三相四線制系統中的某一相或者兩相電壓偏低,嚴重情況引起臺區低電壓問題,因此,三相負荷不平衡也是臺區低電壓的一種成因。在這些應用場合對不平衡治理可以改善和提高配電網的電壓合格率,這些場合的不平衡治理應該是剛性需求。


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