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VR-8馈线调压器


1.1国内的线路电压情况分析 

根据我们国家标准GB/T-12325-2008中的规定,我国输电线路压降需要在±5%以内。为了保证配电线路实际电压水平在用电设备允许的范围之内,线路长度一般保持在合理的距离(18KM~25KM),而且会根据实际使用情况,不用带过大负荷. 图1为输电线路带负荷的理想情况


               
图1:正常情况(红色为电压波动情况)

而实际情况是,随着用电负荷的增加,很多线路因为各种条件限制,输电线路只能相应延伸,线路增加自身的阻抗和用电负荷增加会导致末端电压实际的电压水平超出了用电设备的工作电压范围,图2为我国实际电网使用情况及其带来的电压降低示意图。


           
图2:实际情况(红色为电压波动情况) 

由于线路电压不能保持恒定,当实际电压水平超过正常电压允许波动的范围时,势必严重影响电力系统及用电设备的正常使用。 
电力系统:低电压会影响发、供电设备出力,降低供电可靠性,同时也影响电力企业自身的经济效益,电压下降特别严重时,甚至可能发生电压崩溃,频率下降和大面积停电等事故发生。 
用电设备:电压质量对各类设备安全经济运行都有着直接影响,以异步电机为例,若电压降低,电压转矩将减小,以致转差增大,从而使得定子,转子电流显著增大,导致电动机温升上升,甚至可能烧毁电动机;反之,当电压过高时,由于励磁电流与铁损大大增加,以致电机过热,效率降低。 
低电压也会影响白炽灯的使用。电压比额定电压低10%时,白炽灯灯通量减少30%,电压比额定电压高10%时,则灯泡的寿命减少一半。 
低电压同时会影响空调运行,手机充电,电视信号接收能力等系列问题。 
系统损耗:在输送功率一定的时候,系统损耗和运行电压的平方成反比,若电压降低,电流和损耗随之增大,系统的损耗也就变大了

1.2五种常用的改善线路电压方式的比对

为了保证电压质量,中低压配电网中的主要调压目前的措施有以下五个方面: 
(1)改变变压器的变比; 
调节主变压器的输出电压的方法灵活性、针对性差 
 (2)改善线路的无功功率; 
采用无功补偿主要是提高线路的功率因数,调压效果很有限,只能调压2%-3%
(3)改变线路参数; 
改变电路参数,增大导线截面,合理减少系统的阻抗只是在负荷功率因数较高、原有导线截面偏小的配电线路中才比较有效,一般情况不宜采用,而且成本高,需要停电施工。 
(4)新建变电站; 
在电压偏低或偏高的地方新建变电站工程造价高,而且得不到好的经济效益,就我国目前情况,建设大量变电站不太实际。 
(5)调压变压器  
调压变压器造价低,调压效果好,改造工期短,免后期人工维护,经比较,这种解决方案最适合改进我国偏远地区线路质量问题。

1.3单相调压器工作原理: 
VR-8馈线调压器是主体是一个单相自耦变压器,与32档转换开关和美国SEL 智能控制器配合完成32档,每档调压精度0.625%的调压功能,转换开关与一台特殊设计的电抗器连接,当转换档位时,由电抗器提供电流来抵消开关换挡产生的拉弧电流。因此开关动作对内部绝缘油不会产生任何影响,真正意义上做到设备免维护。开关共有8个触头,例如当分接触头在1和2时以及都在1或2触头时,都算作一档,再加上开关的正反调功能,实现32档高精度调压功能,大大领先国内的三相调压器。 


图4:工作原理图 

以图5为例,当线路压降超过国家要求的电网质量标准时。安装法拉迪单相调压器后,线路的波动范围不超过0.625%,以10kV为例,线路的电压范围会稳定在10062V – 9937V之间,经过配电变压器到用户,二次侧使用电压波动会稳定在402.5V到397.5V之间,极大改善了电网质量,用户用电和设备得到了保障。


图5 单相调压器使用过线路情况

1.4调压器结构

 
                                                                      
1.5调压器功能和特点 
1.5.1精度高:在设定范围内可实现32级调压 
1.5.2寿命长:独特的调压分接头设计,避免调压时产生电弧,可保证两百万次操作寿命。 
1.5.3免维护:全密封设计,防护等级高,耐候性优良,可长时间免于维护。 
1.5.4灵活:可灵活的安装于线路和变电站内,必要时可退出运行和开闭所功能。 
1.5.5功能强:通过控制器的RS232接口,实现SCADA配电自动化。 
1.5.6损耗低:设计最大限度的降低铁损,减小空载损耗。 
1.5.7经济:能经济有效的调节线路电压,大幅度降低线路损耗和延长设备使用寿命。

1.6 与常规三相调压器的对比(三相不平衡的治理) 
在国内,三相调压器的使用虽然较为普遍,但是在三相不平衡的治理上,三相调压器由于采用一个同轴的有载分接开关进行调压,只能取用其中一相电压进行电压的判断和调压,故无法解决三相不平衡这个问题。 
自从国家农网改造以来,经济飞速发展,用电负荷超出预想。农村经济也是快速发展,农民生活迅速提高,尤其是农网改造完成及“同网同价”实施后,农村家庭除照明电器增多外,大量的中、高档、大功率的家用电器进入寻常百姓家,,都是采用单相(220V)电源,单相负荷激增; 而另一方面,随着工业的发展,,农村单相负荷已成为电力负荷的主要方面。 据了解,现在一般农村单相负荷已占总负荷的70%以上,富裕地方达到90%以上,经济较差的农村也占到50~60%。 
综上所述,在单相负荷用电量极大增长的情况下,若不注意三相平衡,会造成以下危害 
1.增加线路损耗 
2.增加配电变压器电能损耗 
3.配电变压器因三相不平衡寿命减少 
4.影响用电设备的安全,设备效率降低 
请看下面三相不平衡时两种调压方式的效果 



当三相不平衡产生时,单相调压器可以使三相线路电压稳定在额定电压;然而三相调压器只能根据其中一相的不平衡情况进行判断并进行同一方向的调压,对其中两相的电压不平衡无能为力,详细数据请看上图。 
1.7 SEL控制功能特点 


1.6.1操作界面友好,可随意修改设置和浏览在线数据。

1.6.2可设置电压,和带宽,时延及补偿电压。

1.6.3可测量各种数据:负荷电压,负荷电流,视在功率,无功功率,功率因素等。

1.6.4可实现根据电网潮流方向,进行自动正反向调压(用于环网供电),完成所有功能。

1.6.5提供RS232,RS485数据接口,可远距离遥控,遥测,实现配网自动化。

1.6.6配合多种通讯协议,可直接和主站通讯,无需再添加RTU(FTU)装置。



















1.8 VR-8安装方式 

根据国内的基本情况,法拉迪VR-8调压器的安装方式分为两种:

(1)开口三角形联接方式


图 6 安装和调压示意图

当三条线路采用两台单相调压器联接成开口三角形接法时,线路电压的调节范围为±10%,

(2)闭口三角形联接 

图7 安装和调压示意图

当三条线路采用三台单相调压器联接成闭口三角形接法时,线路电压的调节范围为±15%,


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