基于换相开关的低压三相 负荷不平衡治理控制策略 朱晟宇，金伟强．顾培生，张国栋 （国网浙江桐乡市供电有限公司，浙江桐乡５１ ４５００） 摘要：探讨基于换相开关的低压三相负荷不平衡治理控制策略，通过此控制策略单元，实现相间负荷转移开关 自动调节，并根据相ｆ，－ｊ－负荷转移开关的相位及负荷情况给出最优三相负荷转移调节策略及换相时ｆ．－１节点，减 少用户侧换相风险，使低压台区三相负荷逐步趋*衡。 关键词：三相不平衡；换相开关；调节策略；换相节点 中图分类号：ＴＭ７６１ １ 换相开关三相不平衡调节原理 １．１ 自动换相开关 测每条支线处安装控制终端，利用电流，电压、零序电 流互感器（ＴＡ）监测该支线上的二相运行（电流、电 压、漏电流）情况，控制终端自动统计分析２４ ｈ内线路 自动换相开关即是负荷转移调节器，通过４８５通 上三相负荷不平衡度，并在设定的调节时间节点上，信接口或无线与电力载波模块将换相开关采集的分 进行判断，当有三相负荷不平衡度超过设定阂值时， 支线路或表箱单元的电流，电压及漏电参数上传至主 控制终端根据下属各个自动换相开关运行数据，进行 控制策略单元，并接受主控制单元下达的换相控制指 一系列的控制策略分析，Ｌｌｅ．，ｆｚｌ选择最接近负荷量的动 令，使所要调整表箱单元里的换相开关进．／ｉ￥Ｈ位切 作开关，当前时间节点是否适合进行切换相，调节后 换，从而实现三相负荷的重新分配、自动调整，达到平 的平衡度等，当满足策略条件时，发出控制指令，调节 衡负荷效果。 原理 表箱单元里的换相开关进行相位切换，使台区三相负 １．２换相开关位置、数量选取原则及台区独立调节 荷趋于平衡。 数据采集传输 低压配电网建设不断推进及加快农网改造，低压 台区三相负荷不平衡，在治理上除了在新增台区、台 区线路改造等前期建设规划工程上，保证合理，科学， 均衡地分配单相负荷和三相混合负荷，建立以台区为 相开关为客户端单元，采集低压台区各线路分量上的 确、有效、实时、均衡的策略依据。 换相开关 控制指令执行 控制终端 图１控制终端及换相开关自循环反馈图 ２换相开关三相不平衡调节策略 阈值整定 独立控制单元的三相不平衡动态监控系统，以自动换 ２．１控制终端在实际开发应用当中，无须对台区三相 实时电压、电流、漏电流，为台区主控制单元提供准 负荷状况进行实时数据监测，可以通过采取周期采样 的方式，具体周期要求，可按照当前台区的具体负荷 以台区为独立控制单元的三相不平衡动态监控 情况进行整定；而在控制终端设定不平衡度阈值时，系统应根据台区配电网络结构，以及单、三相动力负 应参照国家电网公司配电网运行规程中，配电变压器 ｌ荷量，客户分布情况以及公变系统中统计的不平衡历 的不平衡度不应大于ｌ５％的标准，合理设定阂值。２控制逻辑 Ｉ史数据选取安装自动换相开关数量，位置，并作为整 ２．１个台区负荷转移的可调节负荷量。 ｌ为了保证三相负荷不平衡调节的准确性，控制终 ｈ内对三相负荷不平衡进行１４４次数据采 以台区为独立控制单元的三相不平衡动态 控 端会在２４ 通过设定的阈值与实际不平衡阈值比较；再分别 ｌ系统，无须建立系统后台，如图１所示，采用控制终端 集，并计算出其平均相电流及不平衡度。 ｌ到换相开关自循环反馈系统，控制终端在变压器低压 衄蓑柑专纛化 ２０１ ８年第６期总第５７５期 计算出，Ａ一，，Ｆ＝，、，，８一，平＝，Ｂ，ＩＩ、一，． ＝ｌｉ：。 式中：， 为Ａ相电流．，ｌｌ为Ｂ相电流； 为Ｃ相电流；， 为平均电流。 相队列中，并从ｃ队列中去除。 则以ｌ 为基准值，从原始队列Ｃ队－ｆｌＪ中，把换相 开关负荷量接近ｌ， １的可调节负荷量及相位转移到Ｂ 至此转移策略完成。 然后再根据， 的正负，形成调节策略，最后通过 相队列中，并从Ｃ队列中去除。 策略控制，发送控制指令，对换相开关进行调节，使得 线路趋干平衡。 若实际不平衡阈值小于设定的闽值；则不动作。 ２．３调节策略 ３换相开关换相时间节点 ３．１采样周期节点 控制终端在控制换相开关进行调节时，最主要的 控制终端采集三相负荷状态时间周期为１０ ｍｉｎ。 控制终端对采集数据储存记录，并以２４ ｈ为一个 当运行时间到达预先设定的调节时间点时。 是如何选择最接近调节负荷量的动作开关组合。需 对于每个用户在连续时间内要求开关换相次数和总 要参照几个原则：尽量在同一负荷模式下相序平衡； 计算周期。 开关次数尽可能最少；采用最优化的调节策略，使得 台区三相负荷达到平衡。 计算出２４ ｈ内，三相负荷的不平衡度与设定闽值 进行比较。若不平衡度大于阂值，控制终端进行调 在进行负荷调节控制时，控制终端要根据目前已 节。 安装的换相开关的相位状态进行排列，分Ａ、Ｂ、Ｃ三 ３．２选取原则 相负荷起始队列，队列里换相开关序列号及负荷量； 进行判断。 如何选择控制终端调节的时间点，为了避免因换 用电情况，尽可能选择２４ ｈ内负荷最小、用电用户数 然后再根据Ａ、Ｂ、Ｃ各相的实际电流值与平均电流值 相瞬间停电带来的影响，选择的原则是：根据台区的 当某相电流值大干平均电流值时，即判断为正， 量最少的时候。 需转出负荷。 当某相电流值小于平均电流值时，即判读为负， ４案例分析 以某台区ｌ０ ｋＶ配变为分析对象，配电型号为 为１０％，通过ＴＡ测得现有数据Ａ相电流为１４２ Ａ，Ｂ ８台换相开关，各换相开关的负荷量及相位如表１所 示。 表１换相前开关负荷量及相位表 序号 相位 １ Ａ ２ Ｂ ３ Ｃ ４ Ａ ５ Ｂ ６ Ｃ ７ Ａ ８ Ｂ 需转入负荷。 转入负荷为０。 节分为两大类。 当某相电流值等于平均电流值时，亦判断为正， Ｓ１１．３１５ ｋＶＡ，控制终端三相负荷不平衡度阂值设定 以转入、转出负荷分类，可把三相负荷不平衡调 相电流为１０６ Ａ，Ｃ相电流为ｌ０ Ａ，而采集单元安装了 ２．３．１一负两正调节策略 以， 相为负值， ， 相为正值为例。 则从原始队列Ａ队列中，把换相开关下负荷量接 近 的可调节负荷量及相位转移到Ｃ相队列中，并从 Ａ队列中去除。 从原始队列Ｂ队列中，把换相开关下负荷率接近 厶的可调节负荷量及相位转移到Ｃ相队列中，并从Ｂ 队列中去除。 至此转移策略完成。 ２．３．２两负一正调节策略 电流／Ａ １ ５ １ ８ １ ２５ ２ ２ １ ５ １ ４ 根据不平衡度算法，平均电流８６Ａ，实际不平衡度 为６５％，大于设定的阈值１０％；控制终端要进行调节。 通过计算：， 为５６Ａ，，ｌ｛为２０Ａ，，Ｉ．为一７６Ａ。 按照一负两正转移策略，即Ａ、Ｂ负荷丰Ｉ］阳Ｃ 转移。 以 相为正值，， 、， 相为负值为例。 则以ｌ， Ｉ为基准值，从原始队列Ｃ队列中，把换相 计算后，Ａ相第ｌ、４、７号换相丌＿炎切换到ｃ相，Ｂ ５号换相开关切换到ｃ相，如表２所示。 开关负荷量接近Ｉ， Ｉ的可调节负荷量及相位转移到Ａ 相第２、２０１ ８年第６期总第３７３期 表村专童化 表２换相后开关负荷量及相位表 理建设，从而保证了低压电网系统的稳定运行，可靠 ８ 序号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ 供电，大大提高了供电企业的经济效益。 相位 电流／Ａ Ｃ Ｃ ｃ Ｃ ｃ ｃ ｃ Ｂ １ ５ １ ８ １ ２５ ２ ２ １ ５ １ ４ 参考文献 【】Ｊ 张文斌．赵维．熊里 陈新和．薛超．王福润 基于三相 负荷平衡控制的电同节能降损技术［Ｊ】 农村电气 经换相后，Ａ相电流８７Ａ，Ｂ相电流８６Ａ，Ｃ相电 流８５Ａ。 化，２０ｌ ４．３２（８）Ｉ ５ １ ８ ［２】 周暾，王干 浅谈供电异常时对用电设备的危害［Ｊ］ 商品 与质量：学术观察，２０１ １（Ｉ ２）：１ ７—１ ９ ［３】 林晓明 浅谈市区低压三相负茼不平俺的啄因及解决措施 不平衡度为１．１％，满足阈值要求，趋于平衡。 换相开关越多，可调节的负荷量组合越多，调节 越趋于平衡。 ［Ｊ】中国科技信息．２０Ｉ ２（１ ３）：Ｉ ９ ２０ 【４］ 【５】 刘桂军 农村低压台区三相负荷平衡不容忽视【Ｊ］ 太众用 电，２０１ ２（７）：１ ２一Ｉ ５ ５结束语 当前城乡配电网中大部分配电变压器均采用三 相变压器，变压器出口三相负荷理论上应该达到对 张明．谢珊珊，罗云峰 低压配电网三相负荷不平衔优化 模型的研究［Ｊ】 武汉科技大学学报 自然科学版， ２０ｌ ５．３８（１）５９—６２ （责任编辑：张峰亮） 称，但是在低压配电网中用户多为单相、三相负荷混 用，并存在大量的单相负荷，随着农村经济飞速发展， 农民生活普遍提高，大功率家用电器（空调、电暖器、 电磁灶、微波炉、电热水器、单相水泵等）增加，用户之 间负荷差距拉大，同时农村居民大量建设新房，负荷 资讯 国网陕西电力开通掌上电力可视化报修业务 ５月２１ Ｅｌ，国网陕西省电力公司经过各部门、单 位的紧密配合、协同作战，该公司掌上电力可视化 报修功能已顺利调通，实现电力服务全程可视化、 迁移造成整个台区的负荷分布出现变化。用户负荷 不平衡状况的无规律性和不可预知性，导致低压配电 互动化，有效提升电力报修服务水平。“掌上电力”ＡＰＰ的可视化报修功能，可以让客 网三相负载长期性的不平衡，三相负荷不平衡导致旋 转电机附加发热和振动，变压器漏磁增加和局部过 户故障报修类似于“美团点外卖”。如果市民家中 热，电网线损增大以及多种保护和自动装置误动等， 用电发生故障，或是“煤改电”用户家中的电取暖设 使得ｊ相负荷不平衡成为低压电网运行维护中一个 备不热，可登录ＡｐＢ，点击“申请电力报修”，输入联 系人、联系电话，点选故障地点和故障现象进行报 比较突出的问题。 针对三相负荷不平衡形成的原因，用负荷转移方 案治理配电台区三相负荷平衡。根据低压配电网接 修，Ａｐｐ也可以自动识别报修客户地理位置信息和 联系方式（异地报修也可人工修改地理位置）；客户 线方式、台区负荷及用户分布情况选择一定数量的单 报修时可以上传现场故障图片，方便电力抢修人员 相负荷分别安装三相负荷相线切换开关，在台区变压 提前了解故障现场情况，进行精准故障预判。器低压侧安装控制终端，实时采集低压出线回路的三 公司运营指挥平台接到来自该Ａｐｐ的报修信 相运行情况，并将采集的数据发送至主站系统进行统 息后，通过监控系统智能分派工单至现场抢修人 计计算，当控制终端监测到三相不平衡率超过设定数 员，抢修人员接单后，客户打开移动作业终端定位，值时，主站将进行一系列的控制策略分析，满足动作 可随时了解抢修人员姓名、联系方式和行进位置直 Ｉ条件通过后台计算机自动／手动发Ｉ：ｔ：ｉ控制信号，经终 至到达现场。同时，抢修人员可远程查看故障信 １端对指定相线切换开关进行换相控制，把重载相负荷 息、现场照片及申请专家支持，通过系统导航快速 Ｉ转移到轻载相上，实现各分支回路三相负载平衡，从 到达现场，及时处置故障。完成报修后，市民还可 Ｊ而达到台区变压器三相负载平衡，由于各地区的经 对抢修人员的服务进行评价。ｌ济、环境差异，对无法建立远程后台系统的台区或布 Ｉ点区，节约运行成本，实现可离线三相负荷不平衡治 来源：中国电力新闻网 由蓑树专纛但 ２０１ ８年第６期总第３７３期