配电线路三相负荷不平衡自动调节技术方案

配电线路三相负荷不平衡自动调节技术方案

1.概述

1.1.现状

农村单相支线线路的大量存在；家电下乡政策造成家电大量使用；农村副业发展造成间歇性用电频繁；

现场实地勘测三相存在严重不平衡A、B、C电压基本在221左右，但三相电流差别最大的4倍左右。

1.2.造成末端电压低的主要原因

主干线线路过长，线径过细，造成有功功率损耗过大

主变压器容量不够

线路末端无功欠补严重，造成末端电压损失偏大

三相严重不平衡，降低变压器输出能力，造成电压损失

1.3.电压低的主要原因

支线分支全是单相用电，负荷的不平衡造成现场实际运行大的严重三相不平衡

分支单相供电传输距离大约在2kM左右，线径太细，线损过大；

造成支线末端电压下降严重。

1.4.末端电压低的主要区域

主要发生在农村和城乡结合部，住户分散，线路复杂

在公用变压器上安装综合箱（JP柜）不能满足末端电压提升的要求，因为变压器出线端即线路前端一般电压合格，而支线末

端电压有可能不合格

1.5.解决方案

需要加粗分支线单相线的线径，降低线路损耗，改善用电质量。

采用在支线处安装单相提升变压器或采用缩短供电半径的方法来解决问题。

直接对原有主变压器进行增容。

在变压器下端安装无功补偿箱或综合配电箱。

1.6.问题分析

农村增加的负荷几乎都是单相负荷，造成三相不平衡严重，从而引起末端电压下降

农村间歇性用电、季节性用电造成变压器在用电低谷时，将产生巨大的自身损耗

由于实际负载电流是有有功电流和无功电流两部分构成，单纯的无功补偿对有功电流不平衡是无能为力的，不能彻底解决三

相不平衡。

1.7.分析结论

靠在变压器下端安装无功补偿箱是无法彻底解决问题的；

在变压器增容之前，最好先分析各种损耗，再行增容；

解决低电压应综合考虑各种因素，逐一排查解决。

2.解决方案

2.1.建议选型

北京和信瑞通的末端电压提升系统（RT W20系列）；

系统介绍：

提升支线末端电压，提升率达15% 以上；

自动调整三相不平衡，调整率达12%以上；

智能控制无功优化补偿；

判别断线故障；

判别单相小电流接地故障；

失压报警，报警阈值远程或当地可设；

实时显示电压参数；

支持7天数据存储（每天96个点数据）；

支持与手持机无线抄读和无线升级。

2.手持机功能

支持30台装置的数据抄读；

可抄读装置的实时和历史数据，并可动态配置抄读数据项；

设置和查询装置参数；

支持与装置对时；

可主动控制装置电容器投切；

支持7天数据存储（每天96个点数据）；

支持与PC数据通讯及USB充电；

液晶中文显示功能；

无线升级装置。

3.主站功能

可配置手持机的参数；

可永久存储手持机所获得的装置数据；

分析装置数据；

以图表方式显示装置数据；

可实现与现有SG186、配网自动化等系统对接。

二．其它特点

1.安装

外型：660×600×320（高×宽×厚）；

外壳无需接地（采用绝缘外壳）；

并联接法，取A、B、C、N四根线接入即可运行；

采用单电杆或墙上固定安装；

安装位置：配变出口与末端用户之间任何位置。

2. 维护

远程监测实时数据和设置各种阈值（30M范围内有效）；

装置的程序可远程升级。

三．使用场合

1.城乡和农村电压偏低处：

外壳无需接地（采用绝缘外壳）并联接法，取A、B、C、N四

根线接入即可运行；

采用单电杆或墙上固定安装；

安装在配变出口与末端用户之间任何位置。

2.替代普通无功补偿箱和综合配电箱。

四．经济分析

1.直接经济效益

提高三相平衡率及无功补偿，降低线损0.5%以上；

投资成本仅为变压器增容或新装变压器的1/5～1/8。

若以福州市年售电量200亿kwh为例，使用无功补偿柜地方的电量约占20亿kwh，以提高功率因数和降低三相不平衡度计，

减少损耗2%×20=0.4亿Kwh，直接产生经济效益达到0.4（亿）

×0.6（元）=2400万人民币以上。

2.间接经济效益

提升三相平衡率，进而提升变压器利用率；

提升供电企业农网配电管理水平。

3.社会效益

提高农村供电可靠性和电压质量是民生工程之一；

提升供电企业形象；

减少用户投诉。

五．主要应用原理

在三相系统中，跨接在相线与相线之间的电阻元件具有转移相间无功功率的作用，跨接在相线与相线之间的电容或电感元件

具有转移相间有功功率的作用。由于实际负载一般为电感性，

因此通常可用电容来进行三相有功平衡及提高功率因数。

根据电容对与其相连接的两相的影响，将流过该相间电容的电流，分别分解为对相应相的有功分量与无功分量。举例如跨接

在A、B相间的电容Cab，由向量计算知线电压UAB 方向超前

A相30°，则流过电容Cab的电流Iab超前A相120°。将电流

Iab沿A逆向和垂直A向分解成两个分量，值分别为Iab*Cos60°、

Iab*Sin60°其等同效果为减小A相有功电流（Iab*Cos60°），同时提供给A相容性无功电流（Iab*Sin60°）。同理，可得电流Iba 对B相的作用为：增大B相有功电流(Iba*Cos60°)，同时提供给B相容性无功电流（Iab*Sin60°）。由于|Iab|=|Iba|，故相间电容Cab最终效果相当于将A相有功电流转移了一部分（Iab*Cos60°）到B相上，同时对A、B两相分别补偿了无功电流（Iab*Sin60°）。

因此可以利用合理配置相间电容来调整有功电流，使不平衡状态得到明显改善。

经过平衡处理后的相电流，若功率因素仍有改善空间，则再用分相电容无功补偿方法进一步补偿平衡无功。

如：AB相间电容电流示意图