广东电网有限责任公司河源供电局广东河源517000
摘要：文章分析了配电变压器不平衡补偿新技术的优势及特点，并以某电公司兴中3号配电室1号变作为试验台区，通过实际运行数据，客观分析了该项补偿技术的可行性，充分证明了该项新技术的优越性。
关键词：配电变压器；三相不平衡；调节；检测
0引言
当前随着电力系统的发展，低压配电网的三相不平衡问题越来越突出，究其原因是我国低压配电网以三相四线制向用户供电，是三相生产用电与单相生活负载混合用电的供电网络。这其中单相负荷接入的情况在整个供电系统中占有很大的比例，因条件和资金限制，单相低压供电线路延伸过长，再加上单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入及单相负载用电的不同时性等客观原因，极易造成配电台区三相负荷不均衡。
三相负荷不平衡对配电台区的影响主要有：（1）造成配电变压器和负荷线路损耗增加；（2）配电变压器重负荷侧电压降低，而轻负荷侧电压升高［3］。低电压会导致单相家用电器不能正常使用，而过电压会损坏用户设备；（3）配电变压器出力降低，电能转换效率下降；当变压器处在三相不平衡的状态下运行时，会造成其输出的容量无法达到额定容量值，过载能力降低；（4）三相不平衡运行造成配电变压器零序电流增大，引起的涡流损耗使配电变压器运行温度升高，危及变压器安全和寿命。
配电变压器三相不平衡治理的传统做法是人工调负荷，该项做法主要存在以下弊端：首先需要变台停电，减少企业供电量，而且可能引起客户投诉；其次人工调整工作量大，运维成本增加；最后人工调负荷后只能解决当前负荷情况下的不平衡，当负荷变动时又会出现不平衡现象，无法做到实时调整，不能保证全时段平衡。针对以上问题，某供电公司在部分配电台区试点运用三相不平衡补偿装置，对配电变压器进行实时调整，优化电能质量。
1补偿装置简介
1.1功能简介
配电变压器三相不平衡补偿装置采用实时数据采集和动态跟踪技术，实时监控台区电压、电流，对台区三相负荷不平衡、谐波、无功进行快速连续的补偿调整。
从而能够显著改善电网的电能质量，提高功率因数，治理三相不平衡，同时能够有效消除电压闪变和波动，抑制谐波污染。
1.2应用范围
配电变压器三相不平衡补偿装置，采用模块化安装，可安装于不同容量的柱上变、箱变、配电室变压器低压出口侧或低压干线末端。
2安装及检测方法
2.1安装方法
配电变压器三相不平衡补偿装置一次回路通过A、B、C、N3根相线和1根零线并入配电变压器低压侧；二次回路通过CT采集A、B、C三相电流大小。每台装置共需一次线4根、二次线三相6根。接线示意图如图1所示。装置内部是由电力电子器件构成的主电路，当系统出现三相不平衡时，装置吸收系统的交流电流进行整流，再逆变成交流补偿系统，达到重载相电流减小、轻载相电流增大，系统三相平衡的效果。
图1装置接线原理示意图
2.2检测方法及范围
配电变压器三相不平衡补偿装置能实时测量配电变压器的实际参数，如电压、电流、功率、功率消耗、不平衡和闪变、谐波和间谐波、瞬变、中断、快速电压变化，准确度等级达到0.1级。能对系统电压波动、闪变及电压的三相不平衡度进行检测，帮助定位、预测、防止和排除三相和单相配电系统的故障。
3实例分析
3.1试验台区配置情况
本文试验台区选取某供电公司兴中3号配电室1号变台区，该台区试验前近1个月全天平均负载率约40%、最大不平衡度分别为40%、50%。该台区共有16路支线，有9路支线带有负荷，负荷性质以居民与底商为主。台区共安装了3台装置，分别用于治理变压器出口、2号环网柜、3号环网柜支线三相电流不平衡、谐波问题。该变压器型号为：S9-500/10，低压台区表CT变比为1500/5。
表1试验台区运行监测三相不平衡度数据
3.2装置投退前后三相不平衡度变化情况
表1为安装补偿装置后，运行监测到的三相不平衡度数据。由表1数据可知，装置退运时最大三相不平衡度均值为39.92%，投运时为1.71%；装置退运时全时段平均三相不平衡度为22.08%，装置投运时为1.09%。装置投运后三相不平衡度大幅降低。
3.3装置投退前后配电变压器零序电流变化情况
表2为试验台区运行期间全天平均零序电流数据，由表2数据可知，装置退运时均值为89.35A，装置投运时均值为22.92A。装置投运后零序电流大幅减小。
表2试验台区运行监测零序电流数据
3.4装置投退前后谐波变化情况
表3为试验台区运行期间谐波监测情况。由表3数据可知，装置投运后三相电压总谐波畸变率由6.3%、5.6%、5.7%分别降为2.7%、2.3%、2.4%；三相电流总谐波畸变率由8.2%、9.5%、7.8%分别降为3.2%、2.2%、2.6%，3次谐波含量由35.3A降低到11.1A；5次谐波含量由20.8A降低到1.8A。投运后系统谐波含量明显降低。
表3装置投退前后电压、电流谐波变化情况
3.5装置投退前后功率因数变化情况
装置投退前后功率因数变化较小，装置退出时功率因数平均值为0.9716，投运后为0.9769，说明该装置对功率因数有一定程度提升，但不明显。这是因为变台负荷为居民与底商，功率因数在安装装置前就比较高。
4结束语
针对传统配电变压器三相不平衡人工调负荷方式，需要变台停电，运维成本大且只能解决当前负荷情况下的三相不平衡状态，不能做到全时段调整的弊端，配电变压器三相不平衡补偿装置新技术，采用实时数据采集和动态跟踪技术，实时监控台区电压、电流，对台区三相负荷不平衡、谐波、无功进行快速连续的补偿调整。从而显著地改善电网的电能质量，提高功率因数、治理三相不平衡、消除电压闪变和波动、抑制谐波污染。
参考文献：
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