硅谷杂志：提高变配电设备运行稳定性研究与应用

　　【硅谷网文】据《硅谷》杂志2012年第19期刊文，通过对变配电所现存问题的分析：变压器负荷分配不均、高压架空线路存在缺陷、电容补偿控制方式落后；变配电在负荷高峰期出现过负荷、跳闸、运行不经济、不合理等。通过论证，采取相应对策措施：进行变压器负荷再分配；对高压进线改造、增加保护开关；增加低压出线、线路分流；配套电容补偿改造；最终使变配电充分发挥效率。
　　关键词：变电所；负荷；均衡；调整；补偿；经济运行
　　1变配电设备未能充分出力
　　1.1变压器负荷分配不均
　　该变电所担负着仓库、学校、居民生活等用电保供任务。有7#、8#两台变压器，7#变压器增容后容量为1250KVA，8#变压器容量为630KVA，容量相差近一倍；根据负荷特点，6-9月份，低压采取单母线分段运行方式，两台变压器分别带所属配电负荷，低压不准联络。其它季节8#变压器停运、解备，低压采取联络方式，由7#变带全部负荷。变配电增容后，变压器负荷未及时调整，7#变负荷率低，负荷高峰期，日平均负荷率41%-47%，8#变出现过负荷，日平均负荷率76%-83%，并出现三次跳闸；从而造成“大马拉小车、小马拉大车”变配电设备未能充分出力的局面。（见图1）
　　图1：改造前夏季负荷高峰期7#、8#变容量及日平均负荷率柱状对比图
　　1.2变电所高压架空进线存在缺陷
　　该变配电所高压架空进线为钢芯铝绞线，无绝缘层，是在建站初期按当时容量设计的，虽然经过历次增容，但该段架空线一直未做更换，本次变压器增容后，变配电总容量达到1880KVA，且随着变配电负荷的剧增，该段导线容量已不能满足需要，与高压电缆进线间铜铝接头经常出现接触不良、接头发热、接头烧红，而造成数次停电，影响全部供电。
　　1.3部分线路过负荷运行
　　变配电增容时，北宿舍二、北宿舍四两条线路未进行增容改造，由于居民用电量增大，这两条线路带负荷较多，从而数次出现过负荷跳闸及限电拉闸现象。电缆线路及开关过负荷不但会缩短电缆、开关的使用寿命，还会引发跳闸、接头处起热等现象，甚至发生火灾等，并严重影响了居民用电。
　　1.47#变压器低压无功补偿控制方式落后
　　变配电增容后，7#变压器无功补偿未进行相应改造，7#变电容控制方式为手动，不能够根据负荷的大小和电压的高低自动投退电容，操作具有严重滞后性，且由于居民负荷变化较大，极易造成过补偿或欠补偿，使变压器损耗增加，线路损耗增大，变配电运行不经济；且手动控制不方便，运行人员负担过重。
　　2对策及实施
　　2.1对变压器负荷重新分配调整，使变压器均衡出力
　　把8#变的部分负荷转移到7#变，才能达到在负荷高峰期两台变压器均衡出力的目的。8#变压器主要大负荷线路有南宿舍两路、帝豪公司宿舍一路，通过去年分路负荷数据分析，通过测算，最终确定对“帝豪公司宿舍”线路进行负荷转移。
　　2.2对高压架空进线进线改造，满足需要
　　①原高压架空进线为裸露的钢芯铝绞线，所经区域为仓库及学校出入口，为增加安全可靠性，改用三根铜芯硬绝缘导线；
　　②由于此线路负荷较大，最大负荷利用小时数高而线路较短，根据导线截面选择要求，并根据经济性进行综合分析，最终确定采用经济电流密度选择该导线截面。变压器满容量（1880KVA）负荷值：Ifm=108A，高峰负荷（6-8月份）运行小时约为2000多小时，查经济电流密度选择对照表，确定经济电流密度J=3，根据公式Sj=Ifm/J计算经济截面为：Sj=108/3=36，因此选用35mm2的绝缘导线。
　　③由于变配电容量较大，原高压架空线还要经过一段约60米的高压电缆才能到达变电所，为增加对电缆的保护，使系统更安全，保护更可靠，在高压电缆进线与高压架空进线间加装真空高压开关保护。
　　2.3对7#变进行电容补偿改造
　　①7#变电容补偿原控制方式为手动控制，因此需要增加电容补偿控制器，改变电容控制方式为自动，选用以前用过的比较可靠的无功补偿控制器。
　　②根据调整后变压器负荷量、负荷特点，以及电力补偿要求，通过公式Qc=K*P计算确定电容补偿容量，根据去年运行报表及预计新增负荷确定为650KW；原自然功率因数（根据现场测试）约为0.84；因此根据经济计算确定补偿后功率因数提高到0.95；查表得K=0.317；根据公式计算无功补偿量约为：Qc=650*0.317=206.1KVAR，采购单体电容容量为１5KVAR，根据206.1÷15=13.7（组），考虑到电容替换要求及发展需求，决定电容设为15个，分为10组。
　　2.4对过负荷线路进行增容，并进行负荷调整
　　北宿舍部分线路带负荷过多，根据往年负荷情况及负荷新增情况，决定采用增加线路和负荷重新分配调整的方式进行（见图2），按照相关规范，充分利用用原桥架、分接箱。增加一路95mm2电缆。
　　图2：线路改造前后对比图
　　3实施效果
　　①改造后高峰负荷期变压器负荷分配均衡。对比图：（见图3）（见图4）
　　图7改造前夏季负荷高峰期柱状图图8改造后夏季负荷高峰期柱状图
　　②改造后的高压架空线运行稳定可靠，未出现故障。
　　③改造后7#变压器：额定电流1804A；日平均电流1087A；8#变压器：额定电流909A；日平均电流560A；两台变压器实际电流与变压器容量相匹配。
　　④改造后支路未出现过负荷现象。
　　⑤改造后，电容补偿最高补偿量达到0.95以上，投切自动方便。
　　4经济及社会效益
　　①经过变压器负荷、线路负荷调整，电容盘改造最大限度地提高了变配电的运行效率节省了电费，使变配电设备经济可靠运行。
　　②通过高压进线改造、线路分流、扩容，避免了由于变配电设备缺陷，引起用电设备损坏，从而给用户经济及身心造成巨大影响。
　　③减少了因变配电设备故障而影响生产、生活供电的现象。