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介绍新一代永磁智能换相开关  

2015-08-10 13:43:22|  分类: 电力技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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自动调整低压三相电流不平衡的新装置

——介绍新一代永磁智能换相开关

杭州乾龙伟业电器成套有限公司  李乾伟

电网中三相间的不平衡电流是普遍存在的,特别是在城市配电网及农网中,由于大量单相负荷的存在,使三相电流不平衡现象尤为严重。配电网的不平衡电流会增加线路及配电变压器的铜损、铁损,降低变压器的出力,造成三相电压不平衡因而降低供电质量,影响电能表的计量精度造成电费损失,甚至影响变压器的安全运行。

提高三相负荷平衡度对降低配电网线损具有非常重要的作用,也是保证客户端供电质量的重要手段。因此,供电企业一直将调整低压三相负荷平衡,提高三相负荷平衡度作为一项重要工作。长期以来,甚至我们的教科书都是将负荷调查、计算平衡、定期调整作为保持三相负荷平衡、降低线路损耗,保持电压合格的传统手段。近年来,一些智能化的无功补偿装置大量安装,以求负荷转移来提高三相平衡度;由于居民用电多为单相负荷,调整他们的用电相序非常繁复,几乎无法进行,因此,各地对大量的三相不平衡现象只能听之任之,甚至改变方向转而研发对不平衡度具有较高耐受能力的新型配电变压器,三相不平衡成了老大难问题。

经过数年的潜心研发,新型永磁智能换相开关终于问世并试运行成功,配电台区实现三相平衡供电几乎完成于瞬间!试点台区通过对各单相用户的实际负荷进行实时监控,合理分配用户的用电相序,完成大面积治理三相不平衡电流指日可待!

 

一、 几种方式的比较

1、人工测量和调整负荷。

这是目前采用的传统方法。供电部门定期(通常为半年,选择一个用电高峰期)对三相负荷电流进行测量,再选择负荷较低的时段申请停电,对一些用户进行供电相别的调整,重新分配负荷,以求达到新的电流平衡。传统方法存在以下缺陷:

(1)由于调整周期较长,三相负荷的动态变化使新的相对平衡也只能保持一个短暂的时间;

   (2) 调整工作繁复,需大量技工同时操作;

   (3)调整期间需停电作业,降低了供电可靠率;

(4) 不适应智能电网建设的要求。

2、更换新型配变。

可提高对不平衡度的耐受能力,提高供电质量;并非根本解决问题,且需大笔(数千亿)资金,目前尚无法做到。

3、相间跨接电感或电容。

以转移有功功率原理调整三相负荷电流,是目前提高平衡度的一种常用方法。该方法对相间电流调整的前提,是在利用提供系统功率因数补偿的同时才能起到相对的调整作用,随着智能化节能型家电的普及,城乡公变台区低压电网系统在没有三相动力负荷时的功率因数约为0.95,对于单相负荷与用电时间的不一致引起的三相负荷不平衡其调整效果不佳,且公变负荷的峰谷平段差较大,移相电容的容量和安装地点难以全面照顾,调整难度很大。

4、三相整流再逆变成三相交流。

以此法达到稳压、稳频、稳相,其基本原理相当于一台三相电动机拖动一台三相发电机,虽然可以消除电网的不平衡电流,但同样因成本过高、效率较低,只适用于特种需求场合的应急处理,不宜广泛应用。

上述第34两种方式,因设备多安装在配电台区低压线路首段,只能相对解决三相不平衡电流对配电变压器的危害,线路中的不平衡电流依然存在,线路损耗也没有降低。

    上述第2种方式,虽然花费了大笔资金,但也只能提高配电变压器对于三相电流不平衡的耐受能力,以稳定配变在三相不平衡电流过大时的出力问题,并未解决不平衡问题。

只有第1种方式,才是在真正合理分配负荷的基础上达到三相电流基本平衡的,只是过程缓慢复杂,效率太低,无法满足日益发展的城乡配电网,无法适应千变万化的低压配网。因此,只有将此方式的调整平衡的方法简单化、自动化、智能化,才能使低压配电网三相负荷按设定的目标保持动态平衡度,保持台区运行于最佳状态,真正实现安全可靠、节能环保、技术先进、管理规范的配电台区智能化要求。

 

二、低压电网三相电流智能平衡装置

1、基本原理

为实现国网公司在智能台区建设的相关要求及标准规定,须对配电网三相不平衡电流进行治理并进行智能台区系统化监控管理。QWZL-XT型永磁智能换相开关组合到台区智能管理器的监控管理运行中,按照低压电网配变台区智能配用电监控管理系统(管理平台)的指令直接在单相用电户电源端进行相间负荷调整。其过程为:当智能管理器按照设定的取样时间检测到三相电流不平衡度和/或时长达到整定值时(电流值/时间值),将根据各支路/各相实时负载电流值自动寻求新的最佳负荷分配方案,并指令永磁智能换相开关进行负荷的相别切换,将负荷较大相别的部分负荷转移到负荷较小的相别,使得该低压配电网的三相负荷平衡度随时处于所要求的最佳状态,实现低成本投入高效率治理配电网不平衡电流。

2015年08月10日 - qq414516 - QQ414516

 图一 平衡装置系统图

2、工作原理

QWZL-XT型智能换相开关具有断路器的基本功能特性;其开关结构设计由三组独立的永磁机构动触头和智能控制模块系统组成,输入电源三相380V,输出电源单相220V; 换相开关CPU主控模块与配变台区智能管理器组网运行,将工作电源电压相序、负荷相序识别、负荷电流检测、数据上行实现双向通信功能接受智能管理器或主站的指令,进行负荷相序调整;具有电流、电压过零瞬间快速投、切转换的工作特性,大大延长开关寿命,稳定可靠的实现电网不平衡电流治理。               

三、经济效益与社会效益

    国家电网一直努力解决低压配电网网架薄弱问题,努力建成安全可靠、节能环保、技术先进、管理规范的新型智能配电网,达到供电可靠率99.73%,综合电压合格率98.45%,综合线损率平均6.2%的目标。由此推动了对配电侧高性能、高可靠、高技术智能电器设备的发展需求。要达到低压综合线损率降到6.2%的目标,对低压电网不平衡电流的治理是一项首要解决的课题,QWZL-XT型智能换相开关则是达到这一目标的利器,它的广泛采用将降低配网线损率1-3个百分点,按全国配电网售电量估算,将产生上百亿电能的节能效益,必将发挥巨大的经济效益与社会效益。

    

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