馈线自动调压器的应用
摘要：采用新型的有载调压装置，可改善中低压线路电压质量。文章介绍了使用馈线自动调压器对提高电网电压质量的作用，并对使用自动调压器产生的经济效益进行了分析。
关键词：电压质量；馈线调压器；经济运行
农网线路中仍存在一定数量供电半径超过国家规定的远距离线路，线路末端电压难以保证，功率因数达不到要求，线损较大，用户受电端供电电压偏低的情况。因此，提高电能质量对农村经济发展具有重大意义。
1 我国农网普遍存在的问题
目前，低压农网中普遍存在配电变压器分布散、安装点多，一条线路上往往装几十台配电变压器，甚至上百台；线路长，一般每条线路主干线加分支线，约在十几千米到几十千米之间；线路负荷率低，线损率大，负荷随昼夜、季节变化大；配电网络布局陈旧，线路导线老化，难以承受新增的配变容量，由于环境因素更换导线比较困难；线路结构简单，为放射型，部分分支线路电压质量不合格，配电自动化程度偏低；停电工作次数多，每年事故停电与计划停电，一条线路平均停电次数多达十几次。随着城乡经济发展和群众生活水平的提高，人们迫切希望提高电压质量和供电可靠性。因此，探讨提高配电线路电压质量的办法，已是提供优质服务和开发农电市场的重要课题之一。
2 几种提高电压质量方案的比较分析
为保证电压质量，中低压配电网中的调压手段及措施主要有以下几个方面：变电站主变压器的有载调压；改善线路的无功功率；改变线路参数；新建变电站。
这四种调压方式是当前我国农网用来改善电压质量的办法，经多年的实际运行效果，对这四种方式比较如下。
调节主变压器的输出电压，既可以改变电压水平，又可以改变系统的功率分配，目前大多数变电站的主变压器都采用这种调压方式。在这种方式下，根据系统负荷情况来调节主变的分接头，使变电站出线电压满足预定的要求。由于调节的依据只能是变电站母线为基准，即将母线电压水平限制在一个预定的范围之内，以期在以母线为基准的一定供电半径内满足电压偏差要求，但无法满足长距离供电线路末端电压要求，而变电站母线又会有多条出线，各条出线的负荷曲线也各不相同，压降也不同，不能保证所有线路的电压都满足要求，因此这种调压方式灵活性、针对性差，当馈线复杂时往往会造成距离变电站近的地方电压偏高，距离变电站远的地方电压偏低。
采用无功补偿改善系统的无功功率，可以提高末端用户的电压质量。户外电容器补偿是目前唯一广泛应用在农网系统的电压调整措施，体积小，安装方便，实现了分散补偿。但是，农村配电网上安装的电容器大多需要人工操作，不能自动投切。而且有些地区低谷负荷运行时，投入补偿电容器后使电压过高，进一步增加配电变压器的铁损，从而增加了线损。更为关键的是，电容器补偿主要是提高线路的功率因数，调压效果很有限，仅仅依靠电容器补偿，并不能解决由于线路长、导线截面细、电阻引起的电压降低问题。
改变线路参数，增大导线截面，合理减少系统的阻抗，也是电压调整的有效途径之一。例如尽量缩短供电半径，采用粗截面导线。而加大导线的截面意味着增加材料消耗和建设成本。另外，电压损失不仅与线路电阻有关，而且与线路的电抗有关，导线截面的加大对电抗的减小作用却不明显。这种方法只是在负荷功率因数较高、原有导线截面偏小的配电线路中才比较有效。
新建变电站虽然可以从根本上解决电压偏低的情况，但是工程造价高，投资建设新的变电站要耗费大量资金，得不到相应的经济效益。
以上四种调压方式与自动有载调压器对比见表1。
表1 四种调压方式与自动有载调压器对比
3 自动调压器的特点
10kV馈线自动调压器是通过调节三相自耦变压器的变比来实现输出电压的稳定。具有以下几大优点：整套装置容量大、损耗低、体积小、便于安装维护；自动跟踪电压变化，调整三相有载分接开关档位，动作可靠，调整电压精度高；可以根据需要调整电压基准延时动作，可设定允许范围、动作次数，其设置的参数灵活；准确显示设备输出端电压、电流、日动作次数、总动作次数、当前档位、并具有最高档和最低档指示、档位上限下限保护和动作限时功能，有效提高了可靠性；设备自带的控制器具有过载、欠压保护，当线路处于过流、欠压状态时，控制器自动闭锁；设备自带的控制器采用工业级控制芯片，可靠性高，抗干扰能力强，可适应户外恶劣环境。
4 运行效果分析
以宁夏固原供电局三营分局所辖三营变电所，115杨郎线的实际情况进行经济效益分析。
固原供电局的115杨郎10kV线路，该线路主干线全长14km，变压器总容量10766kVA，变电站出口电压10.5kV，导线为LGJ-120和LGJ-95型钢芯铝绞线，线路较长，负荷较重，使这条线路末端的电压较低，经测量线路的末端电压最低值仅为7.1kV。此时选择安装一台3000kVA调压器，安装位置如图1所示：
图1 调压器安装位置
在安装调压器前，安装点的电压为8.37kV，安装以后，安装点的电压升高，线路末端电压有了很大的改善，经实地测量线路末端电压为10.46kV，有效的保证了末端用户的用电需求。安装前后线路测量数据如表2。
表2 安装前后线路测量数据
从安装点到线路末端的距离约为5.23km左右，输电线路为LGJ-95型导线，线路电阻R为1.79389Ω。
安装点电压为8.37kV，经调压后变为10.46kV。
经计算，去掉调压器的最大损耗9.53kW，节能为10.11kW，则设备一年总节电量为88563.6kWh，每kWh按5角计算，单台设备年直接经济效益约4.43万元。
以上节能分析只是针对馈线自动调压器，提高线路电压质量后，对线路降低损耗的影响，电压质量提高后，对设备经济可靠运行、电网经济运行等的改善，都是显然易见的。
综上分析，认为在电力网中应正确使用馈线调压器，能够有效提高电压质量，保证电压的合格率，提高电网线路的输电能力，延长变电所供电半径4～12倍，真正做到电网的安全、经济、优质运行。