饋線自動調壓器的應用
摘要：采用新型的有載調壓裝置，可改善中低壓線路電壓質量。文章介紹了使用饋線自動調壓器對提高電網電壓質量的作用，并對使用自動調壓器產生的經濟效益進行了分析。
關鍵詞：電壓質量；饋線調壓器；經濟運行
農網線路中仍存在一定數量供電半徑超過國家規定的遠距離線路，線路末端電壓難以保證，功率因數達不到要求，線損較大，用戶受電端供電電壓偏低的情況。因此，提高電能質量對農村經濟發展具有重大意義。
1 我國農網普遍存在的問題
目前，低壓農網中普遍存在配電變壓器分布散、安裝點多，一條線路上往往裝幾十臺配電變壓器，甚至上百臺；線路長，一般每條線路主干線加分支線，約在十幾千米到幾十千米之間；線路負荷率低，線損率大，負荷隨晝夜、季節變化大；配電網絡布局陳舊，線路導線老化，難以承受新增的配變容量，由于環境因素更換導線比較困難；線路結構簡單，為放射型，部分分支線路電壓質量不合格，配電自動化程度偏低；停電工作次數多，每年事故停電與計劃停電，一條線路平均停電次數多達十幾次。隨著城鄉經濟發展和群眾生活水平的提高，人們迫切希望提高電壓質量和供電可靠性。因此，探討提高配電線路電壓質量的辦法，已是提供優質服務和開發農電市場的重要課題之一。
2 幾種提高電壓質量方案的比較分析
為保證電壓質量，中低壓配電網中的調壓手段及措施主要有以下幾個方面：變電站主變壓器的有載調壓；改善線路的無功功率；改變線路參數；新建變電站。
這四種調壓方式是當前我國農網用來改善電壓質量的辦法，經多年的實際運行效果，對這四種方式比較如下。
調節主變壓器的輸出電壓，既可以改變電壓水平，又可以改變系統的功率分配，目前大多數變電站的主變壓器都采用這種調壓方式。在這種方式下，根據系統負荷情況來調節主變的分接頭，使變電站出線電壓滿足預定的要求。由于調節的依據只能是變電站母線為基準，即將母線電壓水平限制在一個預定的范圍之內，以期在以母線為基準的一定供電半徑內滿足電壓偏差要求，但無法滿足長距離供電線路末端電壓要求，而變電站母線又會有多條出線，各條出線的負荷曲線也各不相同，壓降也不同，不能保證所有線路的電壓都滿足要求，因此這種調壓方式靈活性、針對性差，當饋線復雜時往往會造成距離變電站近的地方電壓偏高，距離變電站遠的地方電壓偏低。
采用無功補償改善系統的無功功率，可以提高末端用戶的電壓質量。戶外電容器補償是目前唯一廣泛應用在農網系統的電壓調整措施，體積小，安裝方便，實現了分散補償。但是，農村配電網上安裝的電容器大多需要人工操作，不能自動投切。而且有些地區低谷負荷運行時，投入補償電容器后使電壓過高，進一步增加配電變壓器的鐵損，從而增加了線損。更為關鍵的是，電容器補償主要是提高線路的功率因數，調壓效果很有限，僅僅依靠電容器補償，并不能解決由于線路長、導線截面細、電阻引起的電壓降低問題。
改變線路參數，增大導線截面，合理減少系統的阻抗，也是電壓調整的有效途徑之一。例如盡量縮短供電半徑，采用粗截面導線。而加大導線的截面意味著增加材料消耗和建設成本。另外，電壓損失不僅與線路電阻有關，而且與線路的電抗有關，導線截面的加大對電抗的減小作用卻不明顯。這種方法只是在負荷功率因數較高、原有導線截面偏小的配電線路中才比較有效。
新建變電站雖然可以從根本上解決電壓偏低的情況，但是工程造價高，投資建設新的變電站要耗費大量資金，得不到相應的經濟效益。
以上四種調壓方式與自動有載調壓器對比見表1。
表1 四種調壓方式與自動有載調壓器對比
3 自動調壓器的特點
10kV饋線自動調壓器是通過調節三相自耦變壓器的變比來實現輸出電壓的穩定。具有以下幾大優點：整套裝置容量大、損耗低、體積小、便于安裝維護；自動跟蹤電壓變化，調整三相有載分接開關檔位，動作可靠，調整電壓精度高；可以根據需要調整電壓基準延時動作，可設定允許范圍、動作次數，其設置的參數靈活；準確顯示設備輸出端電壓、電流、日動作次數、總動作次數、當前檔位、并具有最高檔和最低檔指示、檔位上限下限保護和動作限時功能，有效提高了可靠性；設備自帶的控制器具有過載、欠壓保護，當線路處于過流、欠壓狀態時，控制器自動閉鎖；設備自帶的控制器采用工業級控制芯片，可靠性高，抗干擾能力強，可適應戶外惡劣環境。
4 運行效果分析
以寧夏固原供電局三營分局所轄三營變電所，115楊郎線的實際情況進行經濟效益分析。
固原供電局的115楊郎10kV線路，該線路主干線全長14km，變壓器總容量10766kVA，變電站出口電壓10.5kV，導線為LGJ-120和LGJ-95型鋼芯鋁絞線，線路較長，負荷較重，使這條線路末端的電壓較低，經測量線路的末端電壓最低值僅為7.1kV。此時選擇安裝一臺3000kVA調壓器，安裝位置如圖1所示：
圖1 調壓器安裝位置
在安裝調壓器前，安裝點的電壓為8.37kV，安裝以后，安裝點的電壓升高，線路末端電壓有了很大的改善，經實地測量線路末端電壓為10.46kV，有效的保證了末端用戶的用電需求。安裝前后線路測量數據如表2。
表2 安裝前后線路測量數據
從安裝點到線路末端的距離約為5.23km左右，輸電線路為LGJ-95型導線，線路電阻R為1.79389Ω。
安裝點電壓為8.37kV，經調壓后變為10.46kV。
經計算，去掉調壓器的最大損耗9.53kW，節能為10.11kW，則設備一年總節電量為88563.6kWh，每kWh按5角計算，單臺設備年直接經濟效益約4.43萬元。
以上節能分析只是針對饋線自動調壓器，提高線路電壓質量后，對線路降低損耗的影響，電壓質量提高后，對設備經濟可靠運行、電網經濟運行等的改善，都是顯然易見的。
綜上分析，認為在電力網中應正確使用饋線調壓器，能夠有效提高電壓質量，保證電壓的合格率，提高電網線路的輸電能力，延長變電所供電半徑4～12倍，真正做到電網的安全、經濟、優質運行。