110 kV福安变电站10 kV F01福儒线电压质量提升

2018-02-24黄胜章

现代工业经济和信息化 2018年17期

黄胜章

（广东电网有限责任公司阳江供电局，广东阳江 529500）

引言

近期95598客户服务中心整理出全年用户抱怨、投诉工单，涉及电压质量的工单占总工单的占比非常大。也就是说，电压不合格是目前用户投诉的热点，是供电部门目前迫切需要解决的难点。用户集中反映的问题是高峰时段“饭煮不熟，空调启动不了，日光灯频闪”。根据计量自动化系统记录的全县公变低压侧电压数据情况来看，低电压台区集中在110 kV福安变电站10 kV F01福儒线上。10 kV F01福儒线独洞台区变压器低压侧首端电压为186 V，电压偏离正常值-15%。经抄表员现场测量，高峰时段，独洞台区低压线路末端用户入户端电压为171 V，严重地影响了该线路上用户的正常用电。因此，提高10 kV F01福儒线的运行电压，让农村养殖用户、居民用户用上合格、安全的电能，是供电部门的当务之急。

1 10 kV F01福儒线运行状态及分析

10 kV F01福儒线线路末端电压偏低，无功补偿不足，不能满足用户对电能质量的要求。根据10 kV F01福儒线线路现状以及配电网无功补偿原则，对该线进行无功集中补偿、杆上补偿以及用户侧补偿，使得该线路各节点电压均符合电网标准[1]。

1.1 总体情况

阳西县位于广东省西南部沿海地区，电网总体架构比较合理，但仍存在部分10 kV供电线路供电半径偏大。由于线路长，线径截面偏小，造成线路末端电压质量不合格。尤其是阳西县沿海地区，沿海区域养殖业发达，负荷大多为农业生产用电，负荷随季节起伏较大，配变容量小且分散，负荷高峰期间末端电压严重偏低，造成10 kV线路电压质量极其不稳定，10 kV线路线损偏高。10 kV F01福儒线架空线总长47.33 km，电缆总长0.99 km，专变数量42台，容量5 505 kVA，公变数量31台，容量6 785 kVA，用户总数量4 671户。由110 kV福安变电站架设架空线（LGJ-240）供电至儒洞开关站（原35 kV儒洞变电站）。

1.2 10 kV F01福儒线电压情况

根据计量自动化系统记录的数据来看，110 kV福安变电站10 kVF01福儒线出线端电压值稳定控制在10.0～10.7之间，电压质量合格。但从计量自动化系统记录的全县公变低压侧电压数据情况来看，负荷高峰时段最低电压低于198 V（单相）的台区10 kV F01福儒线有9个，占全县低电压台区总数的18%，基本集中在10 kV F01福儒线线路末端。10 kV F01福儒线线路首端各配电变压器电压下限在合格范围内，电压上限已超出了合格范围，幅值最大的是线路首端的“新圩路口公变”。公变电压最低的是“独洞台区”。经抄表员现场测量，高峰时段，独洞台区低压线路末端用户入户端电压171 V，10 kV F01福儒线线路末端台区居民到户电压严重偏离了标称值,严重影响了用户的正常用电。

1.3 10 kV F01福儒线无功情况

根据计量自动化系统记录的数据来看，110 kV福安变电站10 kV F01福儒线平均无功功率为1 540 kVar。变电站10 kV线母线电压控制得很稳定，但110 kV福安变电站其余各10 kV出线功率因数却能稳定控制在0.95～0.99之间。而10 kV福儒线一直在0.9以下徘徊。同时，10 kV F01福儒线沿线各公变台区功率因数基本在0.9以上。但各专变功率因数却参差不齐，功率因数与所处线路位置没有关联性，只与专变容量有关联。专变容量小于30 kVA的基本是通讯基站，功率因数基本保持在0.96以上，专变容量在30～80 kVA的一般为农业生产养殖用户，功率因数平均值为0.69。专变容量在100 kVA及上的，功率因数保持在0.85左右。

1.4 10 kV F01福儒线线损情况

10 kV F01福儒线2013年累计线路率6.49%，是所有10 kV线路最高的。从2013年9月理论线损代表月计算出的数据配网结果评价表也可以看出，10 kV F01福儒线配线损耗偏大，线损理论值达到5.81%，全网最高，给出配网评价是：偏大（负荷稀疏地区）。从福儒线主干线线径来看，儒洞开关站前3.5公里架空进线为钢芯铝绞线LGJ-240，月运行最大运行电流值是 279 A（4218/1.732/10/0.872），远未达到该线路允许的最大电流610A。儒洞开关站主要出线为寿场线，其主干线路线径为钢芯铝绞线LGJ-150，该分支线路配变总容量7 500 kVA，占10 kV F01福儒线线路配变总容量的61%，线路电流亦远没有超过安全值。配电线路负载率不高，线损却偏高，剔除管理方面原因外，影响配电线路损耗主要成因是线路供电半径过大，迂回供电，以及该线路末端电压偏低。

2 变电站及开关站无功补偿

110 kV福安变电站主变容量为40 000 kVA，无功补偿装置总容量为8 000 kVar，使用AVC控制系统，按10 kV母线电压值为10.0～10.7的策略，自动控制各种设备参数从而改善电网电压水平。根据系统记录的参数来看，AVC系统很好地限制了10 kV母线电压波动幅度。10 kV母线电压平均控制在10.5左右，不能再通过无功补偿了提高10 kV福儒线的功率因数。儒洞开关站10 kV配电房开关柜处原有无功补偿柜一套，补偿总容量为1 800 kVar。因退出运行2年，经厂家检测维修后，已重新投入运行。因儒洞开关站位于线路首端距离变电站3.5 km处，故补偿效果不明显[2]。

3 10 kV F01福儒线线路无功补偿

无功补偿优化过程中，一般要遵循的原则是：“分散补偿和集中补偿相结合”。通过对线路无功优化分析计算后，首先要确定补偿模式，然后再确定补偿点和补偿容量。10 kV F01福儒线沿线各公变台区功率因数基本在0.9以上，现除了个别设备故障外，低压无功补偿柜基本已将公变台区的功率因数控制在0.9及以上。而专变用户因为实行功率因数调整电费办法，报装容量在100 kVA及以上的工业、非工业以及农业用户按功率因数执行标准0.8～0.9来考核，故这部分专变用户因为涉及自己的经济利益缘故，会比较注重电力设备的无功补偿情况，其功率因数基本达到考核标准，个别大型用电企业甚至达到0.95以上。而报装容量在100 kVA的专变用户因不用执行功率因数调整电费办法，故大多不愿意“额外”地提供资金对无功进行就地补偿。报装容量在100 kVA以下的，通讯基站用户用电设备一般为阻性负载，而且三大通讯公司也注重信号发射基站的用电电能质量，故其变压器功率因数基本控制在0.96以上。而其他用户变压器功率因数基本在0.7左右，有的甚至低至0.235[3]。

根据上述分析，10 kV F01福儒线线路无功优化计算可以省略公用变压器、通讯基站以及100 kVA及以上的专变用户。具体补偿方式宜结合以下客观实际情况来开展：

1）补偿点宜少。结合线路实际情况，补偿点安装在距线路电源侧2/3处，该处刚好是2条主要分支线T节点，也是负荷中心。

2）控制方式从简。根据之前本地区的配网运行记录，控制方式过于复杂，补偿设备日常维护只能依赖厂家技术员，基层人员技术水平有限，而一旦厂家售后因点多面广跟踪不到位的话，高价的补偿设备将是摆设。

3）补偿容量不宜过大。电线杆上安装设备的空间非常有限，也影响线路安全运行。根据变电站运行记录以及计算，补偿度按0.95，计算补偿容量为987 kVar，选用900 kVar的型号。设备接线非常简单，每相仅接入一组电容器组。

4）保护方式从简。选用配电网普遍采用的保护元件跌落式熔断器和氧化锌避雷器作为无功补偿的保护接入，分别对过流和过电压的进行有效保护。

4 配电变压器低压侧无功补偿

4.1 专变用户

针对业扩新报装的高压专变用户，要做好用户设备接入电网前的管理工作，从业务受理、现场勘查、供电方案的确定、业扩工程设计及审核、接入设备配套补偿容量大小、施工过程监控以及竣工验收等方面严格审核把关，确保电网的可靠性和电压合格率。对于已送电的SN≥100 kVA的专变用户，严格执行因数调整电费办法。对未纳入功率因数调整电费办法考核范围的小容量专变用电客户可按照《供电营业规则》规定执行，凡功率因数未能达到上述规定入网标准的用户，已送电的，由用电检查班进行例行检查，并及时向用户发出《用电检查通知书》及《违约用电通知书》督促其限期整改，采取必要措施提升其设备功率因数。对限期内仍未能按要求进行整改的用户，应经申请审批后，按停电程序中止对其供电。