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对低压配电网三相不平衡问题的若干观点
来源:zh_CN | 作者: | 发布时间: 2021-03-10 | 2203 次浏览 | 分享到:
佚名

  1 低压配电网三相不平衡问题能否通过运行控制加以解决?

  针对低压配电网三相不平衡问题,国家电网公司和南方电网公司近来均加大工作力度并进行专项整治,这是为适应我国配售电改革新形势的需要,又是提高配电网电能质量的积极举措。

  如果不设置治理装置,通过运行管理与控制来改善和解决三相负荷不平衡问题是十分困难的。低压配电网普遍采用TNS系统,在规划设计阶段充分地考虑三相负荷平衡性,但是实际运行时却很难保证三相平衡性。这是因为低压负荷中三相和单相用电设备共存,且以单相用电设备为主,由于负荷用电行为的不一致性,造成实际运行的配电网三相不平衡已成为一种常态,只是对应不同运行工况下的严重程度有所差别。

  只有通过设置治理装置才能根本解决低压配电网三相负荷不平衡问题。

  2 现有关于三相不平衡度的计算方法有哪些?各有什么异同。

  (1)GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》中不平衡算法:

  需要对电流采样值进行离散傅里叶变换得到基波电流的幅值和相位,再利用对称分量分解法分别求出正序分量、负序分量和零序分量,计算公式如下:

  由表1可以看出不同算法的计算结果的差异较大,这可能对不平衡治理的立项、装置选型和治理效果工作产生不良影响。因此,条件允许的情况下应尽量采用算法1,条件不允许的情况下推荐采用算法3。

  另外,需要注意的是不平衡度计算是一个相对百分数,计算时应同时考虑负载率的大小,对于负载率较小工况下不平衡度计算值大,其造成的影响和危害较小,工程立项时须考虑对负载率较大工况的不平衡度超标作为不平衡治理的立项依据。

  3 现有的三种不平衡治理装置对低压配电网三相负荷不平衡治理的适用性如何?

  国网运检部有关文件中推荐换电容型、换相开关型和电力电子型三种不平衡的治理装置,这三种治理装置在低压系统应用中适应性分析已经有很多专家观点,我也从自己的理解来谈一些观点。

  采用电容型不平衡治理装置,对负序电流不平衡度有一定的改善效果,对零序电流不平衡改善效果不大,并且考虑到现代配电网电力电子化的负荷的无功特性,需要补偿的无功需量也较小,因此,建议不推荐使用这种装置进行不平衡治理。

  换相开关型是实时根据三相负载率大小对单相负荷进行换相操作,这种原理就决定了其补偿是分级调节的。换相操作不可避免造成各相负荷的波动,对于负荷变化较平稳的应用场合问题不大,但对于负荷波动较大的应用场合可能出现频繁换相动作。换相过程的截流可能导致过电压,还可能造成瞬时电压中断,对供电电压敏感的用电设备以及三相用电设备的应用场合应严禁使用换相开关型不平衡治理装置。换相开关型治理装置具有运行损耗小的优点,这也是很多工程应用采用这种装置的主要考虑。

  电力电子型不平衡治理装置是通过检测三相负荷的负序电流和零序电流,通过电力电子控制来产生需要补偿的负序电流和零序电流,可实时完全补偿三相负荷的负序和零序电流,这是这种装置的优点,但工程应用中应关注补偿装置的运行损耗。

  换相开关型和电力电子型都必须安装在三相供电区域,安装位置不同决定了其不平衡治理的效益是否最大化,实际工程应用中由于安装空间、设备和人身安全防护等方面的约束,从而限制了其治理效益的最大化。

  4 三相负荷不平衡问题和台区低电压问题有没有联系,是否可以通过不平衡治理来改善台区低电压问题?

  GB/T 15543-2008《电能质量三相电压不平衡》中对低压系统零序电压限值暂不规定,但要求各相电压必须满足GB12325-2008《电能质量供电电压偏差》的要求。标准中这样要求,说明了低压配电网的不平衡度对电压偏差已经产生了较大的影响。

  对于TNS系统中大量使用的单相负荷,不可避免产生基波零序电流,基波零序电流在相线和中性线形成零序电压,较大的零序电压也会造成三相四线制系统中的某一相或者两相电压偏低,严重情况引起台区低电压问题,因此,三相负荷不平衡也是台区低电压的一种成因。在这些应用场合对不平衡治理可以改善和提高配电网的电压合格率,这些场合的不平衡治理应该是刚性需求。

  5 对低压配电网三相负荷不平衡治理工程应用的建议。

  结合上面所谈的几个问题,对三相不平衡治理的工程应用建议如下:

  (1)为了规范不平衡治理的立项、装置选型和治理效果验收评价工作,应尽快统一低压配电网不平衡计算的方法,避免出现因算法导致计算结果不同,进而影响其后的各项工作。

  (2)对不平衡治理不仅要统一不平衡度的计算方法,在评估其造成影响的严重程度时,还应给出配电变压器负载率的约束指标。

  (3)装置接入点的选择对不平衡治理效益产生直接影响,建议尽可能靠近负荷侧,同时应关注不平衡治理对配电供电电压偏差问题和低电压问题的改善情况。

  (4)应关注各种治理方案的优缺点,没有十全十美的方案,还应关注在微电网系统三相不平衡的治理对微电网运行效益的影响。

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