曲洪剛
1零線損耗的問題來源
400V電網是經配變降壓后,經低壓干線-支線-表箱向客戶供電。由于居民客戶為單相供電,生產用電為三相動力電,低壓電網是三相生產用電與單相居民用電混合的供電網絡,在實際運行中,由于單相用戶負載功率、用電時段不同,客觀上會出現三相負荷不平衡的情況,從而引起零線損耗高企。
2零線損耗的影響
隨三相不平衡的程度不一,直接產生零線損耗大小。低壓電網三相負荷不平衡時的線損率,最高可達平衡時線損率的6-9倍。
降低配變最大出力。配變繞組按負載平衡運行工況設計,各相額定容量相等,三相不平衡導致配變重載相滿載時輕載相尚有富余,配變最大出力下降。
降低配變壽命。配變三相不平衡時將產生零序電流,產生磁滯和渦流損耗,導致配變鋼構件局部發熱,繞組絕緣也可因過熱而加快老化。
3零線損耗管理現狀及存在的問題
一是設計導則中關于三相平衡僅有原則性要求,缺乏明確設計規則,設計時考慮投資、施工時效性等因素,常出現分支線單相供電、多表位表箱單相下戶等情況,源頭上存在三相不平衡、零線損耗大等因素。
二是在施工階段簡單按戶表數量將客戶均分到各相線上,沒有考慮客戶接入負荷和用電特性等因素,施工前未標識客戶相位,施工后也缺乏核相驗收環節,導致客戶相位不清。
三是基層單位低壓拓撲關系普遍缺失,僅可監測配變出口平衡情況,而干線、支線、表箱其他三級不平衡情況難以掌握,基層三相不平衡治理缺乏科學有效指導。
4零線損耗的治理措施
對運行中的臺區通過線損理論計算軟件進行全相理論計算,生成調整相位的客戶電表清單,進行現場調整,以實現表箱內三相平衡最優化。努力從“計量表箱、次干線、主干線、配電變壓器低壓出口”逐級實現三相平衡,即從負載側向電源側平衡,以最小化零相電流,從而實現技術線損最低。最終實現臺區“四級平衡”(計量點、分支線、主干線、變壓器低壓出口側)。
基于以上分析,國網固鎮縣供電公司對運行中的持續高損臺區,且臺區內多表位表箱全部采用三相四線下戶,采取先“表箱內到戶平衡”后進行逐級平衡的三相不平衡治理方法,該方法降損效果明顯,投入少、見效快、易推廣。
5零線損耗治理的方法
5.1確定優化治理臺區,各單位所選臺區應為同期線損系統中持續高損臺區,或符合《配電網運維規程》(Q/GDW 1519-2014)中規定的三相負荷不平衡越限的配電臺區,應納入治理范圍,且臺區中3表位以上表箱全部為三相四線下戶。
由于三相不平衡僅能監測到配變出口側,并不能充分反映多路主干線、分支線、表箱的不平衡情況,實踐中也將低壓拓撲清晰、無竊電現象(線損率平穩)的高損臺區,直接納入三相不平衡治理。
5.2收集臺區基礎信息,繪制臺區拓撲模型。各供電所臺區客戶經理收集臺區基礎信息,包括線路型號、桿距、表箱序號、用戶名、戶號、表計資產號,表計所在相位(相位的準確性直接決定三相不平衡治理工作質量),利用臺區檔案現場采錄APP繪圖軟件,現場對用戶電能表掃表碼識別資產號,繪制臺區拓撲圖。
5.3錄入計算數據,將手機APP(專為提高現場繪圖質量而開發)圖形導入線損理論計算軟件后,錄入臺區首端數據及末端用戶電量數據。
5.4全相理論計算及三相平衡優化,利用線損理論計算軟件三相平衡輔助決策模塊,對臺區進行全相理論計算及三相平衡優化。
5.5生成相位調整優化方案,優化計算后,生成調整前后表計相位清單,以及優化前后各相電量、不平衡度、總損耗、線損率對比情況。將用戶相位優化清單下達至基層供電所,供電所據此清單進行現場相位優化調整。
5.6現場調整相位,基層供電所根據線損理論計算軟件的用戶相位優化清單,按照先標識,后調整,對需調相用戶進行逐戶調相。
5.7核相驗收,施工結束后,利用核相儀逐戶核相驗收,依據相位優化清單對現場用戶表計逐戶進行相位核對,完善用戶相位標簽,并同步在線損理論計算軟件中修改拓撲圖用戶相位參數。
5.8總結評估,對三相平衡優化整改后的臺區進行監測,對優化治理前后線損、三相不平衡度進行評估,治理后的臺區應達到相應持續監測時間平均線損率4%以下,且下降0.5%以上。
6 臺區零線損耗治理實踐過程
封南臺區位于安徽省固鎮縣仲興鄉封寺村,由35千伏仲興變電站供電,配變型號S9-200,月均電量9000千瓦時,供電半徑465米,用戶數96戶(單相92戶、三相4戶),居民表箱數量26個。
通過同期線損系統監控封南臺區在5月21日線損率為10.15%,運用系統監控發現該臺區電流A相偏低,最低達到16.34(A);C相偏高,最高達到52.62(A),計算出三相電流不平衡度值為68.9%。[(最大一相負荷電流-三相負荷電流平均值)/三相負荷電流平均值]
2017年5月21日,第一次對現有18只三相四線下戶的多表位表箱,實施三相平衡優化,臺區線損率由10.15%下降至5.3%。2017年8月1日,完成對8只單相下戶的多表位表箱實施三相四線下戶改造,再次三相平衡優化后,該臺區線損率穩定在2%左右,三相電流不平衡度7.15%。
7零線損耗的治理成效
截至目前,固鎮縣供電公司已實施治理52個臺區,線損率平均下降2.6個百分點,典型日供電量合計33424千瓦時,共減少損耗電量869千瓦時、節省購電費334元/天(0.3844元/千瓦時,煤電標桿價)
其中安徽省固鎮縣仲興鄉封南臺區僅對8個單相下戶的4表位表箱改造為三相四線下戶,材料費、施工費共計投入2.01萬元。經三相平衡優化后,線損率由治理前10.15%,下降至目前的2%,下降8個百分點以上。
8結語
隨著工作的開展,三相不平衡治理對降低線損、末端低電壓整治、提高客戶端電壓合格率成效非常顯著,提升了居民用電質量,為用電客戶提供更優質的供電服務,取得了良好的經濟效益和社會效益。