智能配用电及三相电流不平衡治理对策研究

智能配用电及三相电流不平衡治理对策研究

刘江祎

（国网河南孟津县供电公司河南孟津471100）

摘要：本文对智能配用电及三相电流不平衡情况进行了简要分析，制定了治理对策，提出了建立一套智能配用电管理系统，实现农村配电台区安全、可靠、经济运行，为新农村建设提供坚强的电力保障。

关键词：智能电网；配用电；三相电流；不平衡；对策研究

1.智能配用电及三相电流不平衡治理对策研究

1.台区监测

（1）实现集配电台区设备（变压器、开关）状态参数检测、无功补偿本地/远程控制投切、农村配变漏电保护监测管理、谐波监测、三相不平衡监测、电量抄录、远程通信、互动等功能于一体。

（2）实现配电网的电能质量问题（包括无功补偿、谐波治理和三相不平衡治理等）综合治理，降低电网损耗。

（3）实现智能配电台区建设模式的规范化。

2.无功补偿

（1）无功功率补偿

在配电变压器台区首端和低压线路适当位置进行集中补偿、分散补偿相结合，根据三相功率因数情况进行单相补偿、三相补偿相结合，以改变低电压电网中无功功率的流动，从而提高低压配电网电压质量，减小配电网损耗和改善动态性能。

（2）实时数据监测

数据采集间隔15分钟，用户召测的时显示实时数据，以web方式显示。

（3）电能数据

无功补偿15分钟采集的电能数据，根据电能类型（正向无功，反向无功）显示电能数据。

显示数据内容：采集时间，互感器倍率，合相电能，A相电能，B相电能，C相电能

（4）变量数据

显示无功补偿15分钟采集的变量数据，数据内容既为当前变量数据内容。

显示数据内容：采集时间，三相补偿电能，三相电压，合相电流，三相电流，总功率因数，三相功率因数。

（5）功率数据

显示无功补偿15分钟采集的功率数据，数据内容既为当前功率内容。

显示数据内容：采集时间，互感器倍率，总功率，A相功率，B相功率，C相功率

（6）运行状态

显示无功补偿15分钟采集的运行状态数据。

显示数据内容：采集时间，电压不平衡度，电流不平衡度，负载率，电网频率，外部环境温度，电容器组运行模式。

（7）电容器状态

显示无功补偿15分钟采集的电容器状态数据。

显示数据内容：采集时间，电容器编号，电容器投切状态，电容器电流，电容器损耗

2.三相电流不平衡治理

（1）产品组合

当智能配用电终端检测到三相电流不平衡的程度和时间达到或超过预定调整值时（电流值/时间值），根据低压电网各支路负载电流的大小，经自动运算寻求各路负荷相别最佳分配方案后，智能配用电终端指令相间负荷调整型永磁智能断路器进行负载相别切换，将负荷较大相别的部分负载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最佳状态。

（2）三相电流不平衡度监测统计

统计每小时整点数据（不平衡度）

统计某时间段不平衡度数据及断路器动作次数

（3）调节范围设置

设置三相调节不平衡度调整阀值，（a）不平衡度调整阀值：5%—35%范围内任意设置；（b）不平衡度出现时间调整阀值：15-60分钟任意设置。

3.“三率”管理

本方案采用嵌入式软件系统和各级永磁智能断路器，运用自由组网通讯实时采集电流、电压、电能量、功率、功率因数等数据，上传到监控平台系统进行分析统计，对低压配用电网实现“遥测、遥讯、遥控、遥调、遥视”五遥功能。

（1）电压合格率采集、分析

通过配用电终端采集和分支断路器采集前端及所属用户末端电压的实时电能数据，并冻结某时段电压值数据进行上传，在监控平台系统中进行统计分析；

系统显示：电压监测时间（分），电压合格率（%），电压超限率（%），电压超上限时间（分），电压超下限时间（分），最高电压（小数点后保留1位显示），最高电压出现时间，最低电压（小数点后保留1位显示），最低电压出现时间。过电压跳闸时间、过电压值、跳闸次数，欠电压跳闸时间、欠电压值、跳闸次数，

（a）电网谐波含量检测

数据内容：采集时间、三相、谐波含有量及序号、电压谐波含有量、电流谐波含有量

（b）谐波总畸变率

按用户设定时间监测电网中奇次谐波和偶次谐波含量，按国标自动判定超标情况。

（c）电网系统频率

在电力系统正常运行条件下，监测系统频率的实际值，与标称值比对并得出结果；

（d）变压器负载率

采集的实时电流/电压值或有功功率值、功率因数值等换算为KVA，与变压器额定容量进行比对生成图表，对长期（按用户要求时间设定）轻载和超载报警。

（e）电压波动与闪变

实时监测电压波动、闪变对波动和次数/时间进行监测，并与国标对比，队对超标进行提示告警。

系统中可以查看最近一段时间的电压曲线图，并自动标出相关监测点。

（2）供电可靠率

采集台区总表或采集器、各级智能断路器、用户侧智能电能表等冻结的来电和供电小时、停电次数数据、户均供电小时数等计算配变侧可靠率和用户侧供电可靠率RS－1、RS－2、RS－3，用户平均停电次数AITC－１、AITC－2、AITC－3；用户平均故障性停电次数AFTC和用户平均安排停电次数ASTC、ASTC-3及系统停电等效小时数SIEH等采用人工录入电脑自动计算方式。并形成上级所需的统计报表。

4.应用开发前景

在县供电企业建立一套智能配用电管理系统，在试点台区安装智能台区终端、主控开关、调节开关，将台区低压改为三相进线方式，实现台区智能化管理和三相电流的实时监测和调整。

采用自定义的传输协议，初步实现终端到主站数据传输，配电台区数据监控功能。通过添加一个前置机应用程序负责采集接受终端发送的电能数据，保存到RDBMS（关系数据库），webserver通过访问数据库提供http浏览服务给各个PC用户。

该系统建成后，可处理智能配变终端采集的遥信、遥测信号，计算负载率、三相不平衡率等，对故障台区和线路及开关进行定位，并支持向智能台区发送遥控命令，实现进出线开关的远程投切、无功补偿设备的远程投切等功能，并能对台区三相电流不平衡进行实时监测调整，改变了以往配网三相电流人工测量、调整的工作模式，实现了实时、动态、科学化的调整，有效避免以往因单相负荷过高可能导致的设备故障，降低台区不必要的损耗，实现农村配电台区安全、可靠、经济运行，为新农村建设提供坚强的电力保障。