自动调压器在10 kV线路中的应用

李颖峰

【摘 要】针对含小水电的10 kV长距离配电线路运行电压存在的问题,提出适合长距离线路电压调整的解决方案,采用线路双向调压器进行调压.实际应用表明双向调压器调压效果良好,可保证用户正常用电. 【期刊名称】《广东电力》 【年(卷),期】2013(026)003 【总页数】3页(P62-64)

【关键词】自动调压器;小水电;配电线路;运行电压 【作 者】李颖峰

【作者单位】陕西理工学院电气工程学院,陕西汉中723003 【正文语种】中 文 【中图分类】TM727.1

农村电网中部分10 k V线路输电距离过长，同时线路中大都有小水电接入，而小水电发电存在季节性特点［1］，导致冬季最大负荷时线路末端电压过低，在线路最小负荷及夏季由于小水电的投入又使线路末端电压过高，线路运行电压极不稳定。因此，改善10 k V长距离输电线路的电压质量成为亟待解决的实际问题。 1 10 k V长距离配电线路现状及存在的主要问题

以陕南某县域10 k V长距离输电线路为例进行分析。10 k V农关线主线长度

39.637 km，总长度212.185 km（包括支线），线路上安装10 k V配电变压器共182台，总容量为12 890 k VA，同时该线路上有3个小水电站接入，水电站总装机容量为3 340 k W。据统计，2010年该线路最大负荷为3 909 k W，最小负荷为680 k W，最大负荷时负载率为31.92%，属于轻负载线路，但负荷比较分散。

10 k V农关线主线长度为39.637 km，而一般10 k V线路的输送理想距离是6～20 km［2］。由于10 k V农关线输送距离太长，导致线路末端电压偏低，冬季最大负荷时，线路末端配电变压器低压侧电压只有150 V左右，使用户日光灯不能启动，电器不能正常使用；加之水电厂发电存在丰水期及枯水期，夏季丰水期或负荷最小时又使线路末端电压偏高，线路末端配电变压器低压侧电压达到260 V左右，该线路运行电压极不稳定，不能保证用户正常工作。

根据运行电压统计数据，线路末段配电变压器低压侧相电压最高为269 V，最低为151 V，其中高电压的最大偏差率为22.3%，低电压的最大偏差率为－31.3%，电压偏差范围为＋22.3%～－31.3%；而电能质量国家标准 GB／T 12325—2003《电能质量 供电电压允许偏差》规定［3］：220 V供电电压合格范围规定为198～235 V，允许偏差为＋7%～－10%，所以该线路电压偏差较大，必须进行调整。

2 长距离配电线路调压措施及实施方案 2.1 调压措施

根据农关线的电压检测数据，变电站出口的电压在合理范围内，低电压现象主要出现在线路中、后段用电量大的时段，高电压现象主要出现在线路中、后段用电量小的时段及水电厂的丰水期。造成低电压的主要原因是线路供电半径过长，线路压降大造成的。解决的措施有更换导线、采用无功补偿［4－5］和加装调压器［6］。更换大截面导线意味着增加材料消耗和建设成本，经济性差，加之该线路目前属于

轻负载线路，所以不予采用。另外根据变电站出口监测数据，该线路功率因数比较高（0.9～0.96），所以采用无功补偿方式无法解决线路末端电压低的问题。综合以上分析，采用在线路上加装调压器的方法解决线路末端电压偏低或偏高的问题［7］，考虑线路上有小水电并网供电，线路潮流方向不确定，所以采用双向自动调压器进行双向调压，使线路末端电压符合要求［8］。

双向自动调压器是一种自动跟踪输入电压变化而保证其输出电压稳定的三相双方向调压装置，可以广泛应用于6 k V、10 k V及35 k V供电系统中，在±20%的范围内对输入电压进行自动调节。该装置能够自动识别潮流方向，进行双向调压，始终保持输出电压稳定。 2.2 实施方案

2.2.1 调压器安装位置确定

通过在线路和用户侧安装的电压检测仪检测的数据分析，农关线低电压用户主要集中在线路后段供电半径较长的区域，由关胡支线接入的配电变压器用户低电压现象相对集中；农关线中、前段高寨子村区域个别台区存在低电压现象；农关线中、后段铁锁关区域分支线比较长，支线末端电压台区存在低电压现象。为了消除线路存在的电压不稳定现象，计划在高寨子村137号杆塔处安装1台双向自动调压器，距离线路首端14.416 km。 2.2.2 调压器安装容量确定

双向自动调压器安装位置在高寨子村137号杆塔处，距离线路首端14.416 km；137号杆塔位于供电半径33%的地点为中、前段，137号杆塔后段负荷占全线负荷的72.3%。137号杆塔后段装机容量为9 327 k VA，负荷率按40%计算，同时按照该地区每年3%的负荷增长率，以5年发展考虑容量，确定调压器容量为4 199 k VA［9］，按照节约投资的原则，将调压器容量确定为5 000 k VA。 3 双向自动调压器运行效果

2011年12月在农关线上高寨子村137号杆塔处安 装 1 台 BSVR－5000／12－9（电 压 调 整 率 为－20%～＋10%）双向步进式自动调压器（bidirectional step feeder voltage regulator，BSVR），为了解BSVR的运行效果，对线路各用户监测点进行电压测量。 3.1 枯水期调压效果

安装BSVR前后，枯水期线路各点电压见表1。

表1 枯水期线路各监测点电压统计测点位置 线路总长度／km安装BSVR前电压／k V安装BSVR后电压／1.155 10.50 10.50线路中前段137号杆塔处 14.416 9.28 10.3 k V变电站出口11号杆塔处线路末段关胡支线106号杆塔处39.637 7.58 9.38

枯水期时，BSVR安装点前电压为9.28 k V，经过调压器后，安装点电压可调为9.28 k V×（10／9）＝10.3 k V，其中（10／9）为调压器在升压时的最大变比。 通过调压器升压后，安装点电压可以稳定输出在10.3 k V左右，线路各点电压均有所提升，主干线末端电压由7.58 k V提高到9.38 k V，折算到配电变压器低压侧相电压由175 V提高到216 V，解决了线路末端电压低的问题，保证了枯水期线路用户的电压质量。 3.2 丰水期调压效果

安装BSVR前后，丰水期线路各点电压见表2。

表2 丰水期线路各监测点电压统计测点位置 线路总长度／km安装BSVR前电压／k V安装BSVR后电压／1.155 10.50 10.50线路中前段137号杆塔处 14.416 11.50 9.20 k V变电站出口11号杆塔处线路末段关胡支线106号杆塔处39.637 12.03 9.68

丰水期时，BSVR安装点前电压为11.5 k V，经过调压器后安装点电压可调为11.5 k V×（8／10）＝9.2 k V，其中（8／10）为调压器在降压时的最大变比。

通过调压器降压后，安装点电压可以稳定输出在9.2 k V左右，线路各点电压均有所降低，主干线末端电压由12.03 k V降低到9.68 k V，折算到配电变压器低压侧相电压由275 V降低到223 V，解决了线路末端电压高的问题。

安装点处电压满足调压器输入侧电压大于等于9.2 k V时，BSVR出口端电压减去中间线路的电压损失，达到和主网电压平衡，水电厂就能将电能送入主网［10］。 丰水期时，安装BSVR后主干线末端及各支线上的电压都得到改善，不仅保证了小水电正常向电网输电，也确保了线路中、后端用户的电压质量。 4 结束语

本文针对含小水电的10 k V长距离配电线路运行电压存在的问题，对常用的调压措施进行了分析论证，提出了适合此类长距离线路电压调整的解决方案，采用BSVR进行调压，对安装BSVR后的调压效果进行分析，运行表明BSVR调压效果明显，可保证用户正常用电。 参考文献：

［1］郑宽明，董天仁，孙巧绒，等.汉中市小水电发展面临的主要问题及对策［J］.小水电，2008（5）：12－14.ZHENG Kuanming，DONG Tianren，SUN Qiaorong，et al.The Main Problems and Countermeasures in Hanzhong about Development Small Hydropower［J］.Small Hydro Power，2008（5）：12－14.

［2］王玉华，赵志英，李颖峰，等.供配电技术［M］.北京：北京大学出版社，2012.

［3］栗时平，刘桂英.现代电能质量检测技术［M］.北京：中国电力出版社，2008.

［4］王向臣.电网无功补偿实用技术［M］.北京：中国水利水电出版社，2009. ［5］李颖峰，马永翔.无功补偿及谐波抑制技术研究进展［J］.陕西理工学院学报：

自然科学版，2009，25（1）：17－21.LI Yingfeng，MA Yongxiang.On the Development of the Study of Reactive Power Compensation and Harmonic Suppression［J］.Journal of Shaanxi University of Technology：Natural Science Edition，2009，25（1）：17－21.

［6］于晓牧，王继峰，翟晓凡，等.中压线路调压器的应用［J］.农村电气化，2011（1）：11－12.YU Xiaomu，WANG Jifeng，ZAI Xiaofan，et

al.Applications Line Regulator in Medium Pressure［J］.Rural Electrification，2011（1）：11－12.

［7］张全玺.小水电接入对配电网运行电压的影响分析研究［J］.陕西理工学院学报：自然科学版，2012，28（2）：20－23.ZHANG Quanxi.Analysis Research of the Voltage Quality in Distribution Network in Small Hydropower Parallel［J］.Journal of Shaanxi University of Technology：Natural Science Edition，2012，28（2）：20－23.

［8］叶锋.陕南小水电群局网解列后快速并列方式研究［J］.陕西理工学院学报：自然科学版，2012，28（3）：15－16.YE Feng.Study of How to Conduct Fast Paralleling after the Disconnection in Southern Shaanxi Small Hydropower Grid［J］.Journal of Shaanxi University of Technology：Natural Science Edition，2012，28（3）：15－16.

［9］叶胜.小水电群区域电网电压控制问题研究［D］.广州：广东工业大学，2010.

［10］林旭义，黄伟君.含小水电的10 k V线路电压质量改善新途径［J］.浙江电力，2010（2）：59－61.LIN Xuyi，HUANG Weijun.A Solution Approach of Voltage Quality Problems in the Local Power Grid Containing Micro Hydroelectric Power Stations［J］.Zhejiang Electric Power，2010（2）：59

－61. （编辑 彭艳）