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低电压在线监测与综合分析系统研究

2014-11-28谷雨李光郑伟

农业科技与装备 2014年7期
关键词:综合分析低电压在线监测

谷雨 李光 郑伟

摘要:为快速确定低电压产生的原因,根据低电压现象的特点,开发低电压在线监测与综合分析系统。以某低电压严重台区为例,探讨具体改造方案,分析台区改造后的经济效益及社会效益,为有效消除低电压现象提供技术方案。

关键词:低电压;在线监测;综合分析;通讯系统;效益

中图分类号:TM72 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2014)07-0054-03

1 低电压在线监测与综合分析的重要性

低电压问题不是一个单一的问题,具体到一个台区、一个用户,可能是一个方面、两个方面的问题同时存在,甚至是一系列的、综合性问题共同存在。只有分析清楚导致低电压问题的主要原因,才能制定有效的解决方案。

低电压的情况比较复杂、数量较大且随时变化,仅依靠人工分析获得正确的结论和解决办法不现实。只有依靠计算机管理信息系统,才能迅速完成低电压的数据监测、统计和分析等工作,并依靠专家的经验快速形成解决方案。

目前,单个低电压在线监测系统或低电压分析系统不能满足要求,需要建立集低压台区及用户低电压在线监测、台区侧设备运行状态在线监测以及低压地理信息系统(低压GIS)为一体、对各种监测数据进行关联统计、综合分析的大型系统。在此情况下,建立基于低压GIS的“低电压”在线监测与综合分析管理系统尤为重要。

2 低电压在线监测管理的实现

2.1 监测设备选型

低电压在线监测要求覆盖率高,且每家每户都安装独立电表,因此采取在智能表上开发低电压监测功能的措施,既监测又计量,让每一块电表都拥有一双监视“低电压”的“眼睛”。在造价比较低廉的基础上,实现台区用户处低电压监测100%覆盖,实现资金、效果双丰收。

2.2 通讯系统建设

低压载波通讯。利用现有电力导线进行通讯,不增加额外投资,但该通讯方式存在不能跨越台区传输的缺点,因此只在用户子表与台区集中器之间采取该种通讯方式。

已实现光纤到户的台区,可通过现有光纤通道将台区的数据传回数据中心;没有光纤通道的台区,则采用GPRS无线通讯方式。通过协调各个设备厂商开发统一的GPRS通讯通道——“电力数传终端”将台区设备上的数据统一上传到数据中心。

3 低电压在线监测与综合分析系统应用实例

以某低电压严重台区为例,参考系统监测数据及分析结果进行低电压改造分析。台区地理信息分布图1如示。

3.1 台区改造前情况

台区改造前完成低电压在线监测与综合分析系统的建设工作,经过一段时间的监测、计算及分析,获得以下台区改造前运行数据:1) 负荷高峰时段,变台二次侧输出电压一般为A相218.5 V、B相222.3 V、C相219.7 V。2) 线路末端用户电压白天一般在155~189 V之间波动,用电高峰时段最低只有155.0 V。用电高峰时段电压不合格用户占该台区所有用户的18.5%。3) 台区无功严重不足,日均功率因数约0.56。4) 变压器日均负载率74.4%,高峰时段负载率高达122.1%。5) 台区三相不平衡度严重,变压器二次侧及三相四线制杆塔处三相不平衡度多在15%~25%之间。6) 平均统计线损率高达12.05%。

台区线路情况为:台区配电变压器容量50 kVA,低压主干线导线型号JKLV-35;三相四线制供电线路长272 m;分支线路导线型号JKLV-25;单相两线制供电线路长9 098 m。

台区用户及负荷情况:台区共有用户189户,月均用电量约15 000 kWh。其中三相动力户1户、单相动力户4户(A相1户,C相3户)、A相居民照明户57户、B相居民照明户69户、C相居民照明户58户。

3.2 系统分析建设方案

系统分析建设具体措施如下:1) 将配变由S7-50改造为S11-100。2) 对该台区所在变电站、10 kV线路及台区进行无功建设,变电站采用容量为3 000 kVar的MCR无功补偿装置,在10 kV线路上安装一台容量为100+200 kVar的自动无功补偿装置,在台区变压器二次侧安装容量为5+10+20 kVar的无功补偿装置。3) 将0101045#—0101050#杆塔之间的主干线路由单相两线制改造成三相四线制,并在对所有用户月均用电量及用电同时性进行长期分析基础上,对部分负荷进行用电相别调整,具体调整情况如下表1所示。

改造后的用户及负荷情况为:在189户用户中,三相动力户1户、单相动力户4户(A相1户,C相3户)、A相居民照明户52户、B相居民照明户76户、C相居民照明户56户。

改造后的系统监测及分析数据显示,实际改造效果与系统预期计算结果相当。系统的模拟计算功能有助于获取更准确的改造方案。通过系统的模拟计算,避免了以往改造过程中出现的实际效果不理想、线路改造反复进行的问题,减少了资金浪费及用户停电时间,提高了供电可靠率。

3.3 改造前后数据对比

线路改造后,台区线损率由12.05%下降到8.53%,下降了3.52个百分点;台区不能正常使用大功率家用电器的35户用户家恢复正常。改造前,线路末端用户白天电压在155~189 V之间波动,即台区最低电压在160 V左右,改造后台区日最低电压数据。台区三相不平衡度改造前后的情况见表2。改造前后台区功率因数曲线见图2和图3。

4 低电压在线监测与综合分析系统效益分析

在低电压在线监测与综合分析系统的实时监测、计算、分析及辅助决策下,通过对台区进行实际改造,实现了经济效益和社会效益双丰收。

4.1 经济效益

1) 台区平均线损率下降了3.52个百分点。按台区平均月供电量为15 000 kWh计算,月均减少线损电量528 kWh,若电费按0.5元/kWh计,则降低购电成本264.0元/月。

2) 增加用电负荷约35 kW,月增加用电量约35×130=1 050(kW·h)。电费按0.5元/kWh计,则增加售电费用525.0元/月。

4.2 社会效益

通过改造,台区电压质量大大提高,广大用户的正常用电得到了保障,用户满意度大幅增加,为企业带来显著的社会效益。

5 结语

低电压在线监测管理实现了精确到户的低电压100%在线监控和报警,建立了一个与线路结构相对应的监控网,并结合低压数字化描述库、电压、电流、无功等各类实时监控数据,有利于综合确定低电压源头及产生原因,实际作用及指导意义重大。

参考文献

[1] 陈珩.电力系统稳态分析[M].北京:中国电力出版社,2007.

[2] 曹斯曼.农村低压电网线损现状及降损措施探讨[J].岳阳师范学院(自然科学版),2000,13(1):93-96.

[3] 陈彤彤.农村电网线损计算分析与降损措施研究[D].济南:山东大学硕,2006.

[4] 陈文彬.电力系统无功优化与电压调整[M].北京:中国电力出版社,2003.

[5] 程浩忠,吴浩.电力系统无功电压稳定[M].北京:中国电力出版社,2004.

[6] 冯昕鑫.中低压配电网理论线损计算与分析方法的研究[J].湖州师范学院学报,2005(5):14-17.

[7] 高慧.配电网的网损计算与降损措施分析[J].安徽电力,2005,22(1):53-56.

摘要:为快速确定低电压产生的原因,根据低电压现象的特点,开发低电压在线监测与综合分析系统。以某低电压严重台区为例,探讨具体改造方案,分析台区改造后的经济效益及社会效益,为有效消除低电压现象提供技术方案。

关键词:低电压;在线监测;综合分析;通讯系统;效益

中图分类号:TM72 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2014)07-0054-03

1 低电压在线监测与综合分析的重要性

低电压问题不是一个单一的问题,具体到一个台区、一个用户,可能是一个方面、两个方面的问题同时存在,甚至是一系列的、综合性问题共同存在。只有分析清楚导致低电压问题的主要原因,才能制定有效的解决方案。

低电压的情况比较复杂、数量较大且随时变化,仅依靠人工分析获得正确的结论和解决办法不现实。只有依靠计算机管理信息系统,才能迅速完成低电压的数据监测、统计和分析等工作,并依靠专家的经验快速形成解决方案。

目前,单个低电压在线监测系统或低电压分析系统不能满足要求,需要建立集低压台区及用户低电压在线监测、台区侧设备运行状态在线监测以及低压地理信息系统(低压GIS)为一体、对各种监测数据进行关联统计、综合分析的大型系统。在此情况下,建立基于低压GIS的“低电压”在线监测与综合分析管理系统尤为重要。

2 低电压在线监测管理的实现

2.1 监测设备选型

低电压在线监测要求覆盖率高,且每家每户都安装独立电表,因此采取在智能表上开发低电压监测功能的措施,既监测又计量,让每一块电表都拥有一双监视“低电压”的“眼睛”。在造价比较低廉的基础上,实现台区用户处低电压监测100%覆盖,实现资金、效果双丰收。

2.2 通讯系统建设

低压载波通讯。利用现有电力导线进行通讯,不增加额外投资,但该通讯方式存在不能跨越台区传输的缺点,因此只在用户子表与台区集中器之间采取该种通讯方式。

已实现光纤到户的台区,可通过现有光纤通道将台区的数据传回数据中心;没有光纤通道的台区,则采用GPRS无线通讯方式。通过协调各个设备厂商开发统一的GPRS通讯通道——“电力数传终端”将台区设备上的数据统一上传到数据中心。

3 低电压在线监测与综合分析系统应用实例

以某低电压严重台区为例,参考系统监测数据及分析结果进行低电压改造分析。台区地理信息分布图1如示。

3.1 台区改造前情况

台区改造前完成低电压在线监测与综合分析系统的建设工作,经过一段时间的监测、计算及分析,获得以下台区改造前运行数据:1) 负荷高峰时段,变台二次侧输出电压一般为A相218.5 V、B相222.3 V、C相219.7 V。2) 线路末端用户电压白天一般在155~189 V之间波动,用电高峰时段最低只有155.0 V。用电高峰时段电压不合格用户占该台区所有用户的18.5%。3) 台区无功严重不足,日均功率因数约0.56。4) 变压器日均负载率74.4%,高峰时段负载率高达122.1%。5) 台区三相不平衡度严重,变压器二次侧及三相四线制杆塔处三相不平衡度多在15%~25%之间。6) 平均统计线损率高达12.05%。

台区线路情况为:台区配电变压器容量50 kVA,低压主干线导线型号JKLV-35;三相四线制供电线路长272 m;分支线路导线型号JKLV-25;单相两线制供电线路长9 098 m。

台区用户及负荷情况:台区共有用户189户,月均用电量约15 000 kWh。其中三相动力户1户、单相动力户4户(A相1户,C相3户)、A相居民照明户57户、B相居民照明户69户、C相居民照明户58户。

3.2 系统分析建设方案

系统分析建设具体措施如下:1) 将配变由S7-50改造为S11-100。2) 对该台区所在变电站、10 kV线路及台区进行无功建设,变电站采用容量为3 000 kVar的MCR无功补偿装置,在10 kV线路上安装一台容量为100+200 kVar的自动无功补偿装置,在台区变压器二次侧安装容量为5+10+20 kVar的无功补偿装置。3) 将0101045#—0101050#杆塔之间的主干线路由单相两线制改造成三相四线制,并在对所有用户月均用电量及用电同时性进行长期分析基础上,对部分负荷进行用电相别调整,具体调整情况如下表1所示。

改造后的用户及负荷情况为:在189户用户中,三相动力户1户、单相动力户4户(A相1户,C相3户)、A相居民照明户52户、B相居民照明户76户、C相居民照明户56户。

改造后的系统监测及分析数据显示,实际改造效果与系统预期计算结果相当。系统的模拟计算功能有助于获取更准确的改造方案。通过系统的模拟计算,避免了以往改造过程中出现的实际效果不理想、线路改造反复进行的问题,减少了资金浪费及用户停电时间,提高了供电可靠率。

3.3 改造前后数据对比

线路改造后,台区线损率由12.05%下降到8.53%,下降了3.52个百分点;台区不能正常使用大功率家用电器的35户用户家恢复正常。改造前,线路末端用户白天电压在155~189 V之间波动,即台区最低电压在160 V左右,改造后台区日最低电压数据。台区三相不平衡度改造前后的情况见表2。改造前后台区功率因数曲线见图2和图3。

4 低电压在线监测与综合分析系统效益分析

在低电压在线监测与综合分析系统的实时监测、计算、分析及辅助决策下,通过对台区进行实际改造,实现了经济效益和社会效益双丰收。

4.1 经济效益

1) 台区平均线损率下降了3.52个百分点。按台区平均月供电量为15 000 kWh计算,月均减少线损电量528 kWh,若电费按0.5元/kWh计,则降低购电成本264.0元/月。

2) 增加用电负荷约35 kW,月增加用电量约35×130=1 050(kW·h)。电费按0.5元/kWh计,则增加售电费用525.0元/月。

4.2 社会效益

通过改造,台区电压质量大大提高,广大用户的正常用电得到了保障,用户满意度大幅增加,为企业带来显著的社会效益。

5 结语

低电压在线监测管理实现了精确到户的低电压100%在线监控和报警,建立了一个与线路结构相对应的监控网,并结合低压数字化描述库、电压、电流、无功等各类实时监控数据,有利于综合确定低电压源头及产生原因,实际作用及指导意义重大。

参考文献

[1] 陈珩.电力系统稳态分析[M].北京:中国电力出版社,2007.

[2] 曹斯曼.农村低压电网线损现状及降损措施探讨[J].岳阳师范学院(自然科学版),2000,13(1):93-96.

[3] 陈彤彤.农村电网线损计算分析与降损措施研究[D].济南:山东大学硕,2006.

[4] 陈文彬.电力系统无功优化与电压调整[M].北京:中国电力出版社,2003.

[5] 程浩忠,吴浩.电力系统无功电压稳定[M].北京:中国电力出版社,2004.

[6] 冯昕鑫.中低压配电网理论线损计算与分析方法的研究[J].湖州师范学院学报,2005(5):14-17.

[7] 高慧.配电网的网损计算与降损措施分析[J].安徽电力,2005,22(1):53-56.

摘要:为快速确定低电压产生的原因,根据低电压现象的特点,开发低电压在线监测与综合分析系统。以某低电压严重台区为例,探讨具体改造方案,分析台区改造后的经济效益及社会效益,为有效消除低电压现象提供技术方案。

关键词:低电压;在线监测;综合分析;通讯系统;效益

中图分类号:TM72 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2014)07-0054-03

1 低电压在线监测与综合分析的重要性

低电压问题不是一个单一的问题,具体到一个台区、一个用户,可能是一个方面、两个方面的问题同时存在,甚至是一系列的、综合性问题共同存在。只有分析清楚导致低电压问题的主要原因,才能制定有效的解决方案。

低电压的情况比较复杂、数量较大且随时变化,仅依靠人工分析获得正确的结论和解决办法不现实。只有依靠计算机管理信息系统,才能迅速完成低电压的数据监测、统计和分析等工作,并依靠专家的经验快速形成解决方案。

目前,单个低电压在线监测系统或低电压分析系统不能满足要求,需要建立集低压台区及用户低电压在线监测、台区侧设备运行状态在线监测以及低压地理信息系统(低压GIS)为一体、对各种监测数据进行关联统计、综合分析的大型系统。在此情况下,建立基于低压GIS的“低电压”在线监测与综合分析管理系统尤为重要。

2 低电压在线监测管理的实现

2.1 监测设备选型

低电压在线监测要求覆盖率高,且每家每户都安装独立电表,因此采取在智能表上开发低电压监测功能的措施,既监测又计量,让每一块电表都拥有一双监视“低电压”的“眼睛”。在造价比较低廉的基础上,实现台区用户处低电压监测100%覆盖,实现资金、效果双丰收。

2.2 通讯系统建设

低压载波通讯。利用现有电力导线进行通讯,不增加额外投资,但该通讯方式存在不能跨越台区传输的缺点,因此只在用户子表与台区集中器之间采取该种通讯方式。

已实现光纤到户的台区,可通过现有光纤通道将台区的数据传回数据中心;没有光纤通道的台区,则采用GPRS无线通讯方式。通过协调各个设备厂商开发统一的GPRS通讯通道——“电力数传终端”将台区设备上的数据统一上传到数据中心。

3 低电压在线监测与综合分析系统应用实例

以某低电压严重台区为例,参考系统监测数据及分析结果进行低电压改造分析。台区地理信息分布图1如示。

3.1 台区改造前情况

台区改造前完成低电压在线监测与综合分析系统的建设工作,经过一段时间的监测、计算及分析,获得以下台区改造前运行数据:1) 负荷高峰时段,变台二次侧输出电压一般为A相218.5 V、B相222.3 V、C相219.7 V。2) 线路末端用户电压白天一般在155~189 V之间波动,用电高峰时段最低只有155.0 V。用电高峰时段电压不合格用户占该台区所有用户的18.5%。3) 台区无功严重不足,日均功率因数约0.56。4) 变压器日均负载率74.4%,高峰时段负载率高达122.1%。5) 台区三相不平衡度严重,变压器二次侧及三相四线制杆塔处三相不平衡度多在15%~25%之间。6) 平均统计线损率高达12.05%。

台区线路情况为:台区配电变压器容量50 kVA,低压主干线导线型号JKLV-35;三相四线制供电线路长272 m;分支线路导线型号JKLV-25;单相两线制供电线路长9 098 m。

台区用户及负荷情况:台区共有用户189户,月均用电量约15 000 kWh。其中三相动力户1户、单相动力户4户(A相1户,C相3户)、A相居民照明户57户、B相居民照明户69户、C相居民照明户58户。

3.2 系统分析建设方案

系统分析建设具体措施如下:1) 将配变由S7-50改造为S11-100。2) 对该台区所在变电站、10 kV线路及台区进行无功建设,变电站采用容量为3 000 kVar的MCR无功补偿装置,在10 kV线路上安装一台容量为100+200 kVar的自动无功补偿装置,在台区变压器二次侧安装容量为5+10+20 kVar的无功补偿装置。3) 将0101045#—0101050#杆塔之间的主干线路由单相两线制改造成三相四线制,并在对所有用户月均用电量及用电同时性进行长期分析基础上,对部分负荷进行用电相别调整,具体调整情况如下表1所示。

改造后的用户及负荷情况为:在189户用户中,三相动力户1户、单相动力户4户(A相1户,C相3户)、A相居民照明户52户、B相居民照明户76户、C相居民照明户56户。

改造后的系统监测及分析数据显示,实际改造效果与系统预期计算结果相当。系统的模拟计算功能有助于获取更准确的改造方案。通过系统的模拟计算,避免了以往改造过程中出现的实际效果不理想、线路改造反复进行的问题,减少了资金浪费及用户停电时间,提高了供电可靠率。

3.3 改造前后数据对比

线路改造后,台区线损率由12.05%下降到8.53%,下降了3.52个百分点;台区不能正常使用大功率家用电器的35户用户家恢复正常。改造前,线路末端用户白天电压在155~189 V之间波动,即台区最低电压在160 V左右,改造后台区日最低电压数据。台区三相不平衡度改造前后的情况见表2。改造前后台区功率因数曲线见图2和图3。

4 低电压在线监测与综合分析系统效益分析

在低电压在线监测与综合分析系统的实时监测、计算、分析及辅助决策下,通过对台区进行实际改造,实现了经济效益和社会效益双丰收。

4.1 经济效益

1) 台区平均线损率下降了3.52个百分点。按台区平均月供电量为15 000 kWh计算,月均减少线损电量528 kWh,若电费按0.5元/kWh计,则降低购电成本264.0元/月。

2) 增加用电负荷约35 kW,月增加用电量约35×130=1 050(kW·h)。电费按0.5元/kWh计,则增加售电费用525.0元/月。

4.2 社会效益

通过改造,台区电压质量大大提高,广大用户的正常用电得到了保障,用户满意度大幅增加,为企业带来显著的社会效益。

5 结语

低电压在线监测管理实现了精确到户的低电压100%在线监控和报警,建立了一个与线路结构相对应的监控网,并结合低压数字化描述库、电压、电流、无功等各类实时监控数据,有利于综合确定低电压源头及产生原因,实际作用及指导意义重大。

参考文献

[1] 陈珩.电力系统稳态分析[M].北京:中国电力出版社,2007.

[2] 曹斯曼.农村低压电网线损现状及降损措施探讨[J].岳阳师范学院(自然科学版),2000,13(1):93-96.

[3] 陈彤彤.农村电网线损计算分析与降损措施研究[D].济南:山东大学硕,2006.

[4] 陈文彬.电力系统无功优化与电压调整[M].北京:中国电力出版社,2003.

[5] 程浩忠,吴浩.电力系统无功电压稳定[M].北京:中国电力出版社,2004.

[6] 冯昕鑫.中低压配电网理论线损计算与分析方法的研究[J].湖州师范学院学报,2005(5):14-17.

[7] 高慧.配电网的网损计算与降损措施分析[J].安徽电力,2005,22(1):53-56.

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