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浅析重过载及低电压现象的预防与处置
摘要:随着人民生活水平的日益提升,对供电可靠性及电压质量的要求也越来越高,同时配变重过载可能造成变压器损坏而影响供电可靠性,低电压可能导致用户用电设备损坏或无法正常使用而被用户投诉,对电力企业而言,既有经济损失,又会造成社会影响。如何有效预防及解决重过载、低电压问题就变得尤为重要。
关键词:重过载 低电压 预防与处置
一、造成配变重过载的原因及危害
所谓配变过载,就是负载容量超过变压器额定容量,重载就是负载容量超过配变额定容量80%,重过载又分三相重过载、两相重过载、单相重过载。按时间又分为长期重过载及季节性重过载。
造成重过载的原因主要有以下几方面:
1、变压器档案数据错误,主要体现在变压器容量错误、电流互感器变比错误,系统与现场不一致,配变终端采集的数据本身就不准确。配变发生真实重过载时系统不能准确报警而误判,实际重过载时系统未报警或系统报警时实际未重过载,当实际过载未报警时,可能造成变压器损坏。
2、负荷快速增长,基建项目无法及时更上。由于经济快速发展,负荷需求预测不够准确,规划不够合理、及时,项目推进速度慢,无法及时满足负荷增长需求导致的重过载。
3、负荷分配不均衡导致两相重过载及单相重过载甚至三相重过载。用电负荷实时变化,未及时有效跟踪及调整。
4、业扩报装时未充分考虑变压器实际负载率,负荷新增后引起的变压器重过载,在新用户报装时,未认真核对负荷分配情况,随意搭接某一相,负荷分配严重不合理而出现三相负荷不平衡。
5、特殊天气、季节特点、外出务工人员集中返乡等因素引起的短时重过载。极端天气及特殊时期导致用电负荷突增,变压器容量裕度不够,用电高峰期出现的短时重过载。
当配变出现重过载尤其是过载时,不管是三相过载还是单相过载,通过变压器绕组电流增大,内部温度升高而烧坏变压器,可能影响线路停电造成供电可靠性降低,进一步造成经济损失及投诉。
二、造成配变低电压的原因及危害
对于低电压:就是用户计量装置处电压值低于国家标准,三相供电用户的计量装置处电压值低于标称电压7%,220V单相供电用户的计量装置处电压值低于标称电压10%。低电压可能导致用户用电设备不能正常,甚至损坏,同时导致损耗增加,用电量增大。
根据欧姆定律:I=U/R得出:U=I*R。
U末端=U首端-U降
按以上公式分析:首端电压与压降直接影响末端电压,所以既要保证首端电压合格,又要保证压降合理,末端电压才能满足要求。
首端电压受系统电压影响,可以通过变压器档位调整、无功补偿等方式来调节。
压降就跟输电线路的规格、距离、通过线路的电流有关,在设计时就要通过理论计算进行验证。
低电压主要由以下几方面的原因造成:
1、系统(高压、中压)电压偏低,一般而言,变电站10kV母线电压低于合格范围,就可能导致的配电线路低电压,进一步导致用户端低电压。
2、中压配电线路过长,阻抗较大,在电流较大时线路本身压降较大,线路末端配电变压器高压侧电压较低导致用户端低电压。
3、低压配电线路供电半径过长,阻抗较大,在电流较大时线路本身压降较大,导致末端用户电压过低,主要分布在农村用户较分散的地区。
4、设计不合理,供电线路截面积小,相同的供电半径,随着负荷的增长,通过的电流增大,线路产生的压降增大,导致末端电压降低。
5、配变重过载时,电流较大,超出线路设计载流量标准,导线产生的压降较大,导致末端低电压。
6、配变无功补偿不足,随着电磁炉、电冰箱等感性无功家用电器的不断普及,导致系统本身提供的容性无功不足或无功补偿容量不足时,线路输送大量无功导致压降增大,从而导致低电压。
7、三相不平衡时,配变出现单相或两相重过载也可能导致单相或两相末端用户出现低电压。
当配电变压器出现低电压时,在保证输送容量的情况下,通过变压器的电流会增大,变压器本身损耗增加,也可能损坏。对用户而言也是如此,用电设备可能不能正常工作,损耗增加,电机类用电设备可能会因出力不足发生堵转而烧坏。不管是对供电企业还是对用户都可能造成经济损失。
三、重过载及低电压的管控与处置
在实际运行中,重过载、低电压常常同时出现,在分析解决办法及制定管控措施时应同时考虑,从以下几个方面来进行分析。
1、核实系统基础数据与现场一致,确保系统采样数据准确,主要包括变压器额定容量及电流互感器变比,同时电流互感器的配置必须满足变压器额定电流要求,这样系统采集的数据才能真实反应配电变压器的运行状况,为准确判断重过载、低电压做好数据支撑。
2、对已经出现重过载、低电压的台区,应做好现场监测工作,根据监测结果分析产生重过载、低电压的原因,对于三相重过载,首先应考虑变压器增容,增容增到多少还应结合负荷未来的增长趋势考虑,供电半径是否满足要求,导线载流量是否满足要求,末端电压是否满足要求,低压综合配电箱配置是否满足要求,综合以上因素考虑才能真正解决问题。
3、对单纯的低电压而言,应从供电半径、供电导线截面积、负荷结构、负荷性质、无功补偿等因素考虑,尤其是供电半径较大、负荷集中在末端的情况,在中压线路满足要求时,就应该考虑把变台迁移至负荷较集中的区域即可解决问题。
4、对于单相或两相重过载,变台整体未重过载,又有低电压的情况,应该调取系统数据进行分析,低电压用户是否出现在重过载相,负荷怎么调整、调整多少,可根据理论计算,验证末端用户电压是否满足要求,验证可行后即可进行工程实施得到解决。
5、日常运维质量不高,供电导线连接部位接触不好,电阻过大,导致线路压降较大产生的低电压,应加强线路运维,确保连接部位良好。
6、负荷预测精准,供电所应适时关注负荷增长及需求趋势,了解用户需求,及时统计变压器负载率,对可能产生重过载及低电压的台区尽早纳入规划整治。
7、中、低压配电线路在设计时应充分考虑供电半径及线径的要求,保证载流量的同时,确保中压线路末端电压要求,在设计审查时及竣工验收时要严格把关,确保按设计保质保量施工、验收并运行。
结束语:重过载、低电压现象在电力系统实际运行中无法避免,但我们可以根据重过载、低电压产生的原因在基础建设、业扩报装时、实时负荷监测、日常运维中提前做好预防,各个环节严格把关,建立重过载、低电压预警清单,建立分析模型,制定处置方案。当出现重过载、低电压时,我们便可做到“心中有数,手中有招”,达到快速有效的处置效果,提升我们的供电水平及服务水平,为用户提供安全、可靠、优质的电力供应。
参考文献:
[1]基于大数据的配变重过载预警分析[J]. 邱小耕,董向瑜,张鹏,梁卫,郭军,白开峰,梁芝贤,冯超. 电力大数据. 2018(10)
[2]配变重过载短期预警改进算法研究[J]. 沈佳,陈强,罗义旺,王门麟,黄文思,许元斌. 信息技术. 2017(02)