10KV馈线自动调压器设计与应用

10KV馈线自动调压器设计与应用

摘要：农村电网点多、面广、线路长、电力负荷季节性强、昼夜波动大，传统调压方式有许多不足之处。而10KV配电线路主要集中于农网，本文设计了了一种新型的10KV馈线自动调压器。通过在线路中端加装自动调压器可以改善整条线路的电压质量。

关键词：农村电网、调压装置、10KV馈线、电能质量

Abstract: the rural electricity much site, universal, long lines, electric power load seasonally strong, large variation day and night, the traditional pressure regulating means has many disadvantages. And 10 KV power distribution lines mainly focus on rural, this paper designed a new type of it 10 KV automatic feeder pressure regulator. Through the in a circuit with automatic pressure regulator can improve the whole line voltage quality.

Keywords: rural power grid, pressure regulating devices, 10 KV feeder, power quality

1 引言

随着建设社会主义新农村的进一步深入，电能质量日益受到供电企业和电力用户的极大关注和重视。农村电压合格率、供电可靠性、无功管理、谐波管理等工作从无到有，正在逐步走向规范，从单纯的技术性问题，演变成为生产管理和营销优质服务同时相关的内容。

目前，农网的发展速度、发展质量与城网和主网相比较还有很大的差距。农网网架薄弱装备技术水平较低、低于自然灾害能力较差。农村电网是供电企业的最末端，同时也是国家电网的重要组成部分，是服务社会主义新农村建设的重要基础设施。按照建设统一坚强智能电网的要求，加快建设新农网，着力提高农村电网电压质量以及智能化水平是国家电网公司深入实施“三新”农电发展战略、推动农网又好又快发展的必然要求。

农村电网具有负荷分散、随着灌溉和季节性变化大等特点。我国农网负荷主要采用10KV配电线路。由于农网用电随着季节性灌溉及昼夜，负荷变化较大，且在高峰期，供电线路上电压损失大，用电低谷期，电压损失小，所以我过农网需要调压以控制负荷偏移及电压损耗。农村电网目前常用的调节电压方法有3种：第1种方法是改造电网，但投资较大。第2种方法是以变电站母线为基准，

调整主变压器有载分接开关，但是频繁调整分接开关不但影响主变压器安全运行，而且不能保证线路电压的稳定。第3种方法是当电网感性负荷较大时，通过投切电容器减少线路无功电流所引起的电压降，但电压调压范围小。而采用一种新型调压器装置——10千伏馈线自动调压器，能有效地提高农村电网的电压质量。

2.现有农网调压方式及存在的问题

2.1改造电网及其存在的问题

一个布局合理、结构优化的电网结构及科学合理的设备选型既是提高电能质量的基础，又是保证电网长期安全、稳定及经济运行的前提。改造电网结构既可以根据各个电网现状，合理网架结构，又能彻底解决现有网架薄弱、抵预自然灾害能力低等问题，还适合于电网发展。但同时也存在着投资大、工期长、运行成本高等缺点，在经济欠发达地区比较难以实现。

2.2调节主变压器分接头法及其存在的问题

调节主变分接头开关法在线路较短时调压幅度明显，既可以改变电压水平又可以改变系统的功率分配，是目前运用最为广泛的调压方式。在这种方式下，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，当馈线复杂时往往会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。而且还存在着对主变压器安全运行威胁较大，对用户频繁停电（农电多数为无励磁调压），容易损耗用户电器设备，影响企业经济效益与社会效益，降低供电可靠性等诸多缺点

2.3通过补偿无功来调整电压及其存在的问题

采用无功补偿改善系统的无功功率，可以提高末端用户的电压质量，而且具有安装地点灵活方便的优点。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。但是农村配电网上安装的电容器大多需要人工操作，不能自动投切。而且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，从而增加了线损。而且存在范围小，效果有限，局部电网容易谐波等缺点。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。不过由于其投资小，收回成本时间较短，还是一种比较可取的方案。

2.4通过安装10千伏馈线自动调压器及其存在的问题

安装10KV馈线自动调压器具有调压降损明显，自动化程度高，运行维护成本低等优点，且运行安全，不需要频繁停电，调压范围较广。但于此同时也存在着过负荷能力低的缺点。考虑其投资于效益比，由于投资小，能当年收回成本，且大幅度增加经济效益与社会效益，所以安装10千伏馈线自动调压器是一种行之有效且经济效益高的方法。

3 自动调压器的结构及其分析

3.1自动调压器的构成

10kV馈线自动调压器装置, 主要由三部分构成：三相自耦变式压器、三相有载分接开关、智能控制器。

（1）三相自耦式变压器

自耦变压器常用于交流输变电线路和交流调压器中，是一种只有一组线圈的变压器，线圈按设计原则有不同数量的中间抽头，按照不同的接法可以对交流电压实现升压或降压。当作为降压变压器使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组；当作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的—部分线匝上。通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，其余部分称为串联绕组，同容量的自耦变压器与普通变压器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且变压器容量越大，电压越高．这个优点就越加突出。因此随着电力系统的发展、电压等级的提高和输送容量的增大，自藕变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用.自耦变压器属于无隔离的变压器，其原理如下图1所示。

图1 升压和降压自藕变压器原理图

三相自耦式变压器整个线圈分为三部分：串励线圈、并励线圈，控制线圈。其中，串励线圈是一个有多个抽头的绕组，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。三相自耦事变压器其原理如下图2所示。

图2 三相自耦式变压器原理图