浅谈智能调压器对10kV线路电压的提升

 浅谈智能调压器对10kV线路电压的提升

刘幸林

广东电网有限责任公司梅州五华供电局  广东  梅州  514400 

摘要：虽然城农网改造以来，我国在农网建设和管理上对改善电压质量做了大量工作，基本实现了“乡乡供电”。但是，还有很多地区，特别是偏远山区，供电电压低的问题并没有得到根本解决。一些地区仍存在着电网结构不尽合理 、导线截面细 、馈线线路长、供电半径大、无功补偿能力弱等问题。特别是边远地区，10kV线路供电半径过长，造成变压器首端电压低的问题。选择10kV智能调压器提升末端电压的技术措施，跟踪实施效果，总结出10kV智能调压器的适用条件。

关键词：智能调压器；低电压；电压质量

在新桥片区的10kV新桥线供电半径长达27.16 km，10kV馈线供电半径过长，造成10kV线路末端低电压，且仅为8.9kV，根据GB/T 12325-2008《电能质量供电电源允许偏差》及《供电营业规则》对用户电压质量标准规定,20kV及以下三相供电电压允许偏差为系统标称电压的±7%。而上述线路负荷高峰时段10kV线路末端电压仅为8.7kV,电压偏差达到了-17%,无法满足实际生产生活的供电需求。导致末端配变变压器首端电压为196V，造成变压器末端低压用户日光灯不能启动、电器不能正常使用现象。通过调查发现，新桥线60个台区，经统计分析低电压现象共涉及35个台区，4060 户，占台区总数的58.3%，占用户总数的66.9%。线路“低电压”主要发生在夏冬两季负荷高峰时段，夏季负荷高峰为6～9月，负荷集中，空调、冰箱等制冷设备大量使用;冬季负荷高峰期为11～2月，春节前后外出务工人员大量返乡，农村人口突增，家电、取暖设施集中使用，新桥线负荷比较集中在中后段，形成负荷高峰期低电压现象。影响人们的正常生活和工作。

1、造成10kV线路低电压原因及实施方案
1.1 关键问题及主要思路

引起电网电压波动的因素很多，而长线路阻抗产生压降是主要原因之一 。目前的调压方式主要有：（1）新建变电站;（2）调整变电站主变压器的分接头以改变系统电压；（3）在系统中合理配置无功补偿设备，改善电网的无功潮流分布；（4）按调压要求改善线路参数，按容许电压损耗选择导线截面；（5）增加配电线路的导线数量以分担负载。根据新桥线的电压电流监测数据，如表1所示，变电站出线电压在合理范围内，在10.2kV至10.5kV之间，低电压现象主要出现在线路末端，以及用电量较大的时段。说明造成低电压的原因主要还是线路供电半径过长，线路压降大造成的。根据以上原因分析以及从经济效益方面考虑，采取更换导线的措施虽可解决线路末端电压低的问题，但是该措施投资高回报小，所以不予采取。另外根据变电站出线监测数据，线路功率因数始终保持在0.90～0.95之间，所以采用无功补偿方式无法解决该线路末端电压低的问题，且远期才有新建变电站布点新出线解决供电半径长的项目；综合以上分析采取在线路上加装智能调压器的方法是解决新桥线线路末端电压低的有效可行措施。

1.2调压器工作原理

线路电压自动调节器是由具有 9 个分接头的自藕变压器、有载调压开关以及能随负荷大小跟踪线路末端电压的自动控制器组成。自藕变压器分为主线圈和调压线圈，调压线圈每分接头间电压差为 2.5％，总的调压范围为 20％。电源侧主

接线可以通过有载调压开关从分接头 1 到分接头 9 切换。负荷侧主接线根据用户需要的调压范围确定固定接线。用户需求的调压范围为 0～20％时，负荷侧主接线固定接在分接头 9 上，此时 9 档为调压器直通档。真空断路器内置电压互感器和电流互感器，分别为控制器提供工作电源及电压、电流采样信号，进行线路上的电压调节，达到平衡电压的目的。

1.3分析调压器安装位置

通过在线路和用户侧安装的电压监测仪监测的数据分析，新桥线低电压用户主要集中在新桥线后段供电半径较长的区域，变电站至新桥线开关站#N95杆长度为15.01km，实测高峰期电压仅为9.6kV,其中由新桥线开关站#N95杆至汇洋支线末端达12.15km，汇洋支线为负荷集中地带。根据监测汇洋支线末端#O113杆电压低负荷段时间段可达10.2kV，负荷高峰时间段电压最低仅8.9kV。根据以上分析结果，计划在新桥线开关站#N95杆附近装设智能调压器一台。同时在汇洋支线中段#O50杆，汇洋支线末端#O113杆加装监测点，观察自动调压器工作效果，以供后续修改完善治理措施。

1.4测算调压器的容量

新桥线供电半径约为27.16 km，其中公变60台，专变10台，容量达11500kVA，最高用电负荷达3.92MW。新桥线#N95杆距离变电站15.01 km，#N95杆附近电压为9.6 kV，#N95杆后段负荷约占全线负荷的65%。#N95杆后段装电容量为7300 kVA，同时率按照40%计算，该地区每年8%的负荷发展考虑，按5年发展考虑容量，确定了应装容量4300 kVA，按照节约投资的原则，最终将调压器容量确定为5000 kVA。

2 项目实施情况及效果
2.1 调压器的应用

新桥线供电半径长达27.16 km，为典型的超供电半径线路，选该段线路进行线路调压能力试点。在新桥线采用了DC-SVR 线路自动调压器，DC-SVR 线路自动调压器是一种通过跟踪线路电压变化，自动调节装置本体变比来保证输出电压稳定的装置。它可以在±20％的范围内对输入电压进行自动调节，特别适用于电压波动大或压降大的线路，将这种调压器串联在10kV线路中后端，在一定范围内对线路电压进行调整，显著改善电压质量，保证用户的供电电压合格，减少线路的线损。

2.2 应用效果

2021年1月18日在新桥线#N95杆安装10kV5000kVA智能调压器一台并将调压器出口电压设置为10.5kV，如表2所示，新桥线线路末端电压质量由原来的8.9-9.5 kV提高至9.8～10.3kV。在线路后段的35个台区末端低压用户电压上升了11%，电压范围控制在202～225V之间，实现新桥线中末端35个台区低电压户的电压由原来的176～185V范围将提高到198～210V，此项目共治理“低电压”用户4060户,有效解决了低电压问题。

2.3 效果分析

依据沿线各点安装的电压监测仪监测数据,智能调压器安装投运后,线路电压质量明显改善,电压稳定性显著提高,有效改善了线路末端用户电压低的问题。同时,线路调压器的安装使用减少农网季节性负荷特性对线路电压的影响,对广大用电群众及供电企业带来积极的影响,产生了巨大的社会效益和经济效益。

3 结论与适用条件

3.1 结论

新建变电站造价昂贵；调整主变压器的分接头是以变电站母线电压为基准，不能保证所有线路的波动，且频繁调节对主变压器安全运行会产生不利影响；安装并联电容器进行无功补偿时，只能小范围调整电压，且对于轻负荷线路或是在无功功率充裕时，补偿后会使电压升得过高，使配电变压器线损增加，并有损于电容器寿命；采用粗截面、大容量导线，增加馈线以分担负荷及新建变电所等措施成本过高。因此采用10kV智能调压器，安装方便，并可进行异地重新安装使用，当线路得到分网改造后可用于其他线路调压，设备可得到重复利用，提高了设备利用率。通过提高电压，有效降低线路损耗，具有降损节电效益。调压器自身运行时存在一定损耗。

3.2 适用条件

对于些边远地区，负荷发展缓慢，远期规划不具备建设变电站或暂无线路改造计划，供电半径超过15 km造成的低电压线路，宜采用在线路上加装智能调压器的方式改善用户端低电压;在使用中还应结合线路运行状况。适用于供电半径过长，末端供电电压偏低的供电线路；适用于负荷经常变化，电压不稳定的供电线路。

参考文献：［1］于晓牧，王继峰，翟晓凡，贺孚威,等.中压线路调压器的运用［1.农村电气化，2010（01）：284.
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[3]李刚, 黄伟, 勾勇,等. 基于中压线路调压器的配电网低压治理方法研究[J]. 电力设备管理, 2020(2):3.