10kV馈线自动调压器在农网中的应用
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10 kV 东凌井线路总负荷约为 4 380 kVA , 线 路主干线为 L GJ250 和 L GJ235 , 长约 301 28 km , 功率因数约为 01 8 , 按 1 a 内最大电流 200 A 运行 在 40 %的时间里 , 负荷按均匀分布计算线路末端 (363 号杆) 压降 。
U
%=
接经济效益为 91 5 万元 。
31 5 设备参数的确定
根据以上的选型原则和阳曲供电支公司的实际
情况 , 给出 SV R 的选型参数 。
安装地点在干线的 241 号 —252 号杆 , 具体位
置可选择在便于安装维护的地方 。
SV R 额定容量 2 000 kVA 。
SV R 调压范围 - 5 %～ + 15 %。 SV R 档位 7 档 。 设备清单见表 2 。
农网 10 kV 配电线路随季节 、昼夜的变化电 压波动很大 , 特别是农村排灌期间 , 电压质量更是 难以保证 。目前 , 调整电压方法主要有调节主变压 器分接头和通过补偿无功来调整电压 , 但这 2 种方 式还不能完全满足一些线路电压调整的要求 , 所以 2007 年在部分农网 10 kV 线路安装运行了 10 kV 馈线自动调压器装置 , 收到了较好的调压效果 。
2 自动调压器的主要调压原理
为解决 10 kV 馈线电压质量问题采用了馈线 自动调压器装置 , 主要由自耦变压器 、有载分接开 关 、智能控制器 3 部分构成 。通过有载分接开关调 节变压器变比来实现自动有载调压 , 智能控制器以 51 系列单片机为核心 , 对信号进行采集 、分析 、 判断 、处理 , 然后发出信号 , 驱动有载分接开关调 节电压 ; 该装置具有完整的控制和相关的保护功 能 ; 控制软件采用 C 语言编制 , 可读性好 , 可扩 展性强 。见图 1 。
1 农网主要调压方式及存在的问题[1]
调节主变压器的分接头既可以改变电压水平又 可以改变系统的功率分配 , 目前 , 大多数变电站的 主变压器都采用这种调压方式 。根据系统负荷情况 来调节主变的分接头 , 使变电站出线电压满足预定 的要求 。由于调节的依据是以变电站的母线为基 准 , 即将母线电压水平限制在一个预定的范围之 内 , 以期在以母线为基准的一定输出半径内满足电 压偏差要求 , 但无法满足长距离供电线路末端的电 压要求 。而变电站母线又会有多条出线 , 各条出线 的负荷曲线也各有不同 , 压降也不同 , 不能保证所 有线路的电压都满足要求 。因此 , 这种调压方法灵 活性 、针对性差 , 当馈线复杂时往往造成距离变电 站近的地方电压偏高 , 距离变电站远的地方电压偏 低 。而且 , 农村 35 kV 或 66 kV 小型变电站的主 变压器很多不具备有载调压能力 , 将其改造为有载 调压变压器投资较大 , 也限制了这种调压方式的 应用 。
参考文献 : [ 1 ] 盛万兴. 农网全网无功优化与补偿模式 [J ] . 农村电气化 ,
2007 (12) : 16217. [ 2 ] 孙 鸣. 配 电 线 路 无 功 补 偿 算 例 [ J ] . 农 村 电 气 化 , 2006
(4) : 10211.
Application of 10 kV Feeder Automatic Voltage
Regulator in Agricultural Net work
ZHENG Bing ( Taiyuan Power Supply Company , Taiyuan , Shanxi 030012 , China)
Abstract : Acco rding to t he p roblems o n current voltage regulating met hod and 10 kV feeder voltage quality , application of 10 kV feeder auto matic voltage regulato r in agricult ural netwo rk is p ropo sed , and it s main operatio n and automatic voltage types selection , installation , applicatio n impact are analysed in t he light of 10 kV feeder case st udy. Key words : 10 kV feeder ; auto matic voltage reglator ; agricult ural netwo rk ; application
图 1 调压器调压原理图
自耦式变压器整个线圈分为 3 部分 , 串励线 圈 、并励线圈 、控制线圈 。串励线圈是 1 个有多个
20 0 8 年 4 月 郑 冰 : 10 kV 馈线自动调压器在农网中的应用
综述与专论
抽头的绕组 , 这些抽头通过有载分接开关的不同接 点串联在输入 、输出之间 , 改变分接位置 , 从而改 变自耦变压器变比 , 达到调整电压的目的 ; 三相并 励线圈为自耦变压器的公共绕组 , 产生传递能量的 磁场 ; 控 制 线 圈 为 控 制 器 提 供 工 作 电 源 和 采 样 信号 。
步进式电压调整器 SV R ( Step Voltage Regu2
lator) 的选型 , 主要是确定 SV R 的电压等级 、额 定容量 、调压范围和档位的参数 。
SV R 电压等级根据线路电压确定 。 SV R 额定容量的选择采用以下 2 种方式 。 方式一 , 根据安装点以下的配电变压器容量和 来选择 SV R 容量 。即 S = ( S1 + S2 + S3 + A ) × 11 2 , 配电变压器容量和的 11 2 倍 。然后根据 S , 选择标准调压器容量 。
U
2源自文库1
-
S2 /
U
2 2
)
R
=
1 6402 ×(1/ 91 12 - 1/ 102 ) ×91 785 =
541 6 kW 。
按调压器 1 a 40 %的时候运行在升压状态 , 那 每年节约电量 ΔW =Δ P T = 541 6 ×8 760 ×01 4 =
191 131 84 万 kW ·h , 按 01 5 元/ (kW ·h) , 年直
第 2 期 (总第 145 期) 2008 年 4 月
山 西 电 力 SHAN XI EL ECTRIC POW ER
No1 2 ( Ser1 145) Ap r1 2008
10 kV 馈线自动调压器在农网中的应用
郑 冰
(太原供电分公司 , 山西 太原 030012)
摘要 : 分析了目前农村网主要的调压方式及存在的问题 , 提出了 10 kV 馈线自动调压器在农村 配网系统中的应用 , 介绍了其主要的工作原理 , 并通过一条农网 10 kV 线路的实例详细阐述了 馈线自动调压器的选型 、安装及应用效果 。 关键词 : 10 kV 馈线 ; 自动调压器 ; 农网系统 ; 应用 中图分类号 : TM7271 1 文献标识码 : B 文章编号 : 167120320 (2008) 0220070203
I
×
3 ×U ×co
10
×U
2 e
sφ×x
×l
=
01
4
×200
×11 10
732 ×10 ×101 322
×01 8
×
161 775
×01 936
+ 131 505 2
×11 235
= 161 8
%
。
线路末端的电压计算 Um 。
Um = Ue - Ue ×U % =
101 32 - 101 32 ×161 8 % = 81 6 kV 。
采用无功补偿改善系统的无功功率 , 可以提高
收稿日期 : 2008201228 , 修回日期 : 2008202226 作者简介 : 郑 冰 ( 19702) , 女 , 河南桐柏人 , 2003 年毕业于太
原理工大学电气专业 , 硕士 , 工程师 。
·70 ·
末端用户的电压质量 。户外电容器补偿是目前广泛 应用在农网系统的电压调整措施 , 体积小 、安装方 便 , 实现了分散补偿 。但农村配电网上安装的电容 器大多需人工操作 , 不能自动投切 。有些地区低谷 负荷运行时 , 投入补偿电容器后使电压过高 , 进一 步增加配电变压器的铁损 , 从而增加线损 。更为关 键的是 , 电容器补偿主要是提高线路的功率因数 , 调压效果很有限 , 仅仅依靠电容器补偿不能解决由 于线路长 、线径细 、电阻引起的电压降低问题 。
由于自动调压器运行在 10 kV 高压电网中 , 一旦发生故障所带来的危害和损失是巨大的 。为保 护有载分接开关使用寿命 , 控制器设有欠压 、过流 保护 。当线路电压低于 “欠压”或 “调压器过流” 时 , 控制器闭锁 , 不再发出调压指令 。同时设有 上 、下限位保护 , 防止各种可能情况下出现误动 作 。为方便各项参数的设定和读取 , 控制器设置了 键盘 。同时配备了完善的 RS485 通信接口 , 具有 遥控 、遥调 、遥测 、遥信功能 。
方式二 , 根据安装点以下最大负荷容量来选型 (适当考虑今后的发展) , 保证调压器容量大于实际 负荷容量 。
SV R 调压范围的选择主要是根据线路的电压 波动来决定的 。往往需要通过测量安装 SV R 附近 配电变压器低压侧电压 , 折算到高压侧 , 并参考该 线路的历史最高电压和最低电压 。SV R 档位的选 择有 7 档 、9 档 2 种 , 但从经济性 、实用性等方面 考虑 , 档位一般选 7 档 。 31 3 分析计算
可以看到线路末端的电压很低 , 计划在线路的
241 号 —252 号杆安装 1 台容量为2 000 kVA , 调
压范围为 - 5 %～ + 15 % , 档位为 7 档的调压器解
决线路末端电压低的情况 。
计算安装点的电压 UA 。
UA
= Ue
-
Ue
×U
%
×245 363
=
101 32
-
11 74
×245 363
表 2 选型设备清单
设备名称
设备规格 数量
备 注
SVR 系列馈线自动
调压器
2 000 kVA 1
户 外高压 真空断 路 ZW10212
器
/ 630216
1
调压范围 - 5 %～ + 15 % , 7 档
4 结束语
实际应用表明 10 kV 馈线自动调压器不仅能 有效改善电网的电压质量 , 而且能够降低系统网 损 , 提高电网的经济效益 , 应逐步推广开来 。
调压器后端线路长度约 101 3 km 。电阻 R = 101 3 ×01 95 = 91 785 Ω。
变电站出口电压为 101 32 kV , 则调压器输入
电压为 91 1 kV , 经升压后可达到 U2 = 10 kV 。
则可降低线路损耗Δ P。
Δ P = 3 ×( I21 -
I22 )
R
=
( S2 /
三相有载分接开关可在带负载的情况下转换接 点 。在自动调压器中 , 串联绕组的抽头接在分接开 关的不同接点上 , 可以通过转换接点调节变压器变 比来改变其输出电压 。考虑分接开关寿命和用户调 压精度要求 , 一般常用的有载分接开关的档位为 7 档 、9 档 2 种 。
控制器是整个装置的智能部分 , 它采集输出的 电压信号与设定值进行比较 , 然后发出指令控制有 载分接开关 , 进行调压操作 , 使馈线电压达到预定 值 。如果智能控制器采集到的电压信号大于基准电 压 , 并且信号电压和基准电压之间的差值达到一定 数值 (允许范围) , 经一定延时后发出控制命令 , 通过继电器驱动分接开关的电机 , 降低分接开关档 位 (降低输出电压) ; 反之 , 如果采集到的电压信 号小于基准电压 , 控制器经过延时后发出控制信 号 , 通过继电器驱动分接开关的电机 , 从而升高分 接开关档位 (升高输出电压) 。
3 10 kV 馈线自动调压器在线路中的应用
31 1 线路现状 线路基础设备资料见表 1 。
表 1 东凌井线路基础设备资料
线路名称 10 kV 东凌井
线路长度/ km 主干线 分支线 301 28 671 76
变压器/ kVA ·台 - 1 公变 专变
2 320/ 56 1 860/ 16
10 kV 东凌井线路最大负荷电流 200 A , 平均 电流 120～160 A 。线路功率因数 01 8 , 线路出口电 压 101 32 kV 。主干线的线型以 LJ G250 和 L GJ235 为主 。 31 2 选型原则
=
91 1
kV 。
通过安装调压器以后可将电压计到 U TA 。
U TA
= UA
× 10 81 668
= 91 1
× 10 81 668
= 101 5
kV 。
通过安装调压器以后可以稳定输出 10 kV 。
31 4 节能分析[2 ]
调压器后端容量 S = 1 640 kVA 。
·71 ·
综述与专论 山 西 电 力 2008 年第 2 期
U
%=
接经济效益为 91 5 万元 。
31 5 设备参数的确定
根据以上的选型原则和阳曲供电支公司的实际
情况 , 给出 SV R 的选型参数 。
安装地点在干线的 241 号 —252 号杆 , 具体位
置可选择在便于安装维护的地方 。
SV R 额定容量 2 000 kVA 。
SV R 调压范围 - 5 %～ + 15 %。 SV R 档位 7 档 。 设备清单见表 2 。
农网 10 kV 配电线路随季节 、昼夜的变化电 压波动很大 , 特别是农村排灌期间 , 电压质量更是 难以保证 。目前 , 调整电压方法主要有调节主变压 器分接头和通过补偿无功来调整电压 , 但这 2 种方 式还不能完全满足一些线路电压调整的要求 , 所以 2007 年在部分农网 10 kV 线路安装运行了 10 kV 馈线自动调压器装置 , 收到了较好的调压效果 。
2 自动调压器的主要调压原理
为解决 10 kV 馈线电压质量问题采用了馈线 自动调压器装置 , 主要由自耦变压器 、有载分接开 关 、智能控制器 3 部分构成 。通过有载分接开关调 节变压器变比来实现自动有载调压 , 智能控制器以 51 系列单片机为核心 , 对信号进行采集 、分析 、 判断 、处理 , 然后发出信号 , 驱动有载分接开关调 节电压 ; 该装置具有完整的控制和相关的保护功 能 ; 控制软件采用 C 语言编制 , 可读性好 , 可扩 展性强 。见图 1 。
1 农网主要调压方式及存在的问题[1]
调节主变压器的分接头既可以改变电压水平又 可以改变系统的功率分配 , 目前 , 大多数变电站的 主变压器都采用这种调压方式 。根据系统负荷情况 来调节主变的分接头 , 使变电站出线电压满足预定 的要求 。由于调节的依据是以变电站的母线为基 准 , 即将母线电压水平限制在一个预定的范围之 内 , 以期在以母线为基准的一定输出半径内满足电 压偏差要求 , 但无法满足长距离供电线路末端的电 压要求 。而变电站母线又会有多条出线 , 各条出线 的负荷曲线也各有不同 , 压降也不同 , 不能保证所 有线路的电压都满足要求 。因此 , 这种调压方法灵 活性 、针对性差 , 当馈线复杂时往往造成距离变电 站近的地方电压偏高 , 距离变电站远的地方电压偏 低 。而且 , 农村 35 kV 或 66 kV 小型变电站的主 变压器很多不具备有载调压能力 , 将其改造为有载 调压变压器投资较大 , 也限制了这种调压方式的 应用 。
参考文献 : [ 1 ] 盛万兴. 农网全网无功优化与补偿模式 [J ] . 农村电气化 ,
2007 (12) : 16217. [ 2 ] 孙 鸣. 配 电 线 路 无 功 补 偿 算 例 [ J ] . 农 村 电 气 化 , 2006
(4) : 10211.
Application of 10 kV Feeder Automatic Voltage
Regulator in Agricultural Net work
ZHENG Bing ( Taiyuan Power Supply Company , Taiyuan , Shanxi 030012 , China)
Abstract : Acco rding to t he p roblems o n current voltage regulating met hod and 10 kV feeder voltage quality , application of 10 kV feeder auto matic voltage regulato r in agricult ural netwo rk is p ropo sed , and it s main operatio n and automatic voltage types selection , installation , applicatio n impact are analysed in t he light of 10 kV feeder case st udy. Key words : 10 kV feeder ; auto matic voltage reglator ; agricult ural netwo rk ; application
图 1 调压器调压原理图
自耦式变压器整个线圈分为 3 部分 , 串励线 圈 、并励线圈 、控制线圈 。串励线圈是 1 个有多个
20 0 8 年 4 月 郑 冰 : 10 kV 馈线自动调压器在农网中的应用
综述与专论
抽头的绕组 , 这些抽头通过有载分接开关的不同接 点串联在输入 、输出之间 , 改变分接位置 , 从而改 变自耦变压器变比 , 达到调整电压的目的 ; 三相并 励线圈为自耦变压器的公共绕组 , 产生传递能量的 磁场 ; 控 制 线 圈 为 控 制 器 提 供 工 作 电 源 和 采 样 信号 。
步进式电压调整器 SV R ( Step Voltage Regu2
lator) 的选型 , 主要是确定 SV R 的电压等级 、额 定容量 、调压范围和档位的参数 。
SV R 电压等级根据线路电压确定 。 SV R 额定容量的选择采用以下 2 种方式 。 方式一 , 根据安装点以下的配电变压器容量和 来选择 SV R 容量 。即 S = ( S1 + S2 + S3 + A ) × 11 2 , 配电变压器容量和的 11 2 倍 。然后根据 S , 选择标准调压器容量 。
U
2源自文库1
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S2 /
U
2 2
)
R
=
1 6402 ×(1/ 91 12 - 1/ 102 ) ×91 785 =
541 6 kW 。
按调压器 1 a 40 %的时候运行在升压状态 , 那 每年节约电量 ΔW =Δ P T = 541 6 ×8 760 ×01 4 =
191 131 84 万 kW ·h , 按 01 5 元/ (kW ·h) , 年直
第 2 期 (总第 145 期) 2008 年 4 月
山 西 电 力 SHAN XI EL ECTRIC POW ER
No1 2 ( Ser1 145) Ap r1 2008
10 kV 馈线自动调压器在农网中的应用
郑 冰
(太原供电分公司 , 山西 太原 030012)
摘要 : 分析了目前农村网主要的调压方式及存在的问题 , 提出了 10 kV 馈线自动调压器在农村 配网系统中的应用 , 介绍了其主要的工作原理 , 并通过一条农网 10 kV 线路的实例详细阐述了 馈线自动调压器的选型 、安装及应用效果 。 关键词 : 10 kV 馈线 ; 自动调压器 ; 农网系统 ; 应用 中图分类号 : TM7271 1 文献标识码 : B 文章编号 : 167120320 (2008) 0220070203
I
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3 ×U ×co
10
×U
2 e
sφ×x
×l
=
01
4
×200
×11 10
732 ×10 ×101 322
×01 8
×
161 775
×01 936
+ 131 505 2
×11 235
= 161 8
%
。
线路末端的电压计算 Um 。
Um = Ue - Ue ×U % =
101 32 - 101 32 ×161 8 % = 81 6 kV 。
采用无功补偿改善系统的无功功率 , 可以提高
收稿日期 : 2008201228 , 修回日期 : 2008202226 作者简介 : 郑 冰 ( 19702) , 女 , 河南桐柏人 , 2003 年毕业于太
原理工大学电气专业 , 硕士 , 工程师 。
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末端用户的电压质量 。户外电容器补偿是目前广泛 应用在农网系统的电压调整措施 , 体积小 、安装方 便 , 实现了分散补偿 。但农村配电网上安装的电容 器大多需人工操作 , 不能自动投切 。有些地区低谷 负荷运行时 , 投入补偿电容器后使电压过高 , 进一 步增加配电变压器的铁损 , 从而增加线损 。更为关 键的是 , 电容器补偿主要是提高线路的功率因数 , 调压效果很有限 , 仅仅依靠电容器补偿不能解决由 于线路长 、线径细 、电阻引起的电压降低问题 。
由于自动调压器运行在 10 kV 高压电网中 , 一旦发生故障所带来的危害和损失是巨大的 。为保 护有载分接开关使用寿命 , 控制器设有欠压 、过流 保护 。当线路电压低于 “欠压”或 “调压器过流” 时 , 控制器闭锁 , 不再发出调压指令 。同时设有 上 、下限位保护 , 防止各种可能情况下出现误动 作 。为方便各项参数的设定和读取 , 控制器设置了 键盘 。同时配备了完善的 RS485 通信接口 , 具有 遥控 、遥调 、遥测 、遥信功能 。
方式二 , 根据安装点以下最大负荷容量来选型 (适当考虑今后的发展) , 保证调压器容量大于实际 负荷容量 。
SV R 调压范围的选择主要是根据线路的电压 波动来决定的 。往往需要通过测量安装 SV R 附近 配电变压器低压侧电压 , 折算到高压侧 , 并参考该 线路的历史最高电压和最低电压 。SV R 档位的选 择有 7 档 、9 档 2 种 , 但从经济性 、实用性等方面 考虑 , 档位一般选 7 档 。 31 3 分析计算
可以看到线路末端的电压很低 , 计划在线路的
241 号 —252 号杆安装 1 台容量为2 000 kVA , 调
压范围为 - 5 %～ + 15 % , 档位为 7 档的调压器解
决线路末端电压低的情况 。
计算安装点的电压 UA 。
UA
= Ue
-
Ue
×U
%
×245 363
=
101 32
-
11 74
×245 363
表 2 选型设备清单
设备名称
设备规格 数量
备 注
SVR 系列馈线自动
调压器
2 000 kVA 1
户 外高压 真空断 路 ZW10212
器
/ 630216
1
调压范围 - 5 %～ + 15 % , 7 档
4 结束语
实际应用表明 10 kV 馈线自动调压器不仅能 有效改善电网的电压质量 , 而且能够降低系统网 损 , 提高电网的经济效益 , 应逐步推广开来 。
调压器后端线路长度约 101 3 km 。电阻 R = 101 3 ×01 95 = 91 785 Ω。
变电站出口电压为 101 32 kV , 则调压器输入
电压为 91 1 kV , 经升压后可达到 U2 = 10 kV 。
则可降低线路损耗Δ P。
Δ P = 3 ×( I21 -
I22 )
R
=
( S2 /
三相有载分接开关可在带负载的情况下转换接 点 。在自动调压器中 , 串联绕组的抽头接在分接开 关的不同接点上 , 可以通过转换接点调节变压器变 比来改变其输出电压 。考虑分接开关寿命和用户调 压精度要求 , 一般常用的有载分接开关的档位为 7 档 、9 档 2 种 。
控制器是整个装置的智能部分 , 它采集输出的 电压信号与设定值进行比较 , 然后发出指令控制有 载分接开关 , 进行调压操作 , 使馈线电压达到预定 值 。如果智能控制器采集到的电压信号大于基准电 压 , 并且信号电压和基准电压之间的差值达到一定 数值 (允许范围) , 经一定延时后发出控制命令 , 通过继电器驱动分接开关的电机 , 降低分接开关档 位 (降低输出电压) ; 反之 , 如果采集到的电压信 号小于基准电压 , 控制器经过延时后发出控制信 号 , 通过继电器驱动分接开关的电机 , 从而升高分 接开关档位 (升高输出电压) 。
3 10 kV 馈线自动调压器在线路中的应用
31 1 线路现状 线路基础设备资料见表 1 。
表 1 东凌井线路基础设备资料
线路名称 10 kV 东凌井
线路长度/ km 主干线 分支线 301 28 671 76
变压器/ kVA ·台 - 1 公变 专变
2 320/ 56 1 860/ 16
10 kV 东凌井线路最大负荷电流 200 A , 平均 电流 120～160 A 。线路功率因数 01 8 , 线路出口电 压 101 32 kV 。主干线的线型以 LJ G250 和 L GJ235 为主 。 31 2 选型原则
=
91 1
kV 。
通过安装调压器以后可将电压计到 U TA 。
U TA
= UA
× 10 81 668
= 91 1
× 10 81 668
= 101 5
kV 。
通过安装调压器以后可以稳定输出 10 kV 。
31 4 节能分析[2 ]
调压器后端容量 S = 1 640 kVA 。
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综述与专论 山 西 电 力 2008 年第 2 期