換相開關式三相不平衡治理方案-廣州荔灣兄弟園試點案例
2018/7/10 15:00:31

2018年6月下旬,本公司受南方電網廣州分局邀請在荔灣區兄弟園街道進行ETCR5500換相開關式三相不平衡治理裝置試點安裝,本裝置具有等電壓0毫秒無縫換相技術,能真正實現換相不中斷供電;換相過程無涌流,換相平穩可靠;精準定位換相器,確保配網各支路逐段平衡;對各類用電設備無不良影響等特點。考慮到本臺區對比以往試點臺區負載率較高,三相電流不平衡度較大,治理效果較明顯,且本次安裝更具規范性、普遍性,因此作為案例供大家參考。


圖1   換相開關式三相不平衡治理案例-廣州荔灣兄弟園試點方案圖

圖1 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-廣州荔灣兄弟園試點方案圖


本臺區臺變低壓輸出共有三個支路,常年負荷較大,且用電負荷波動較大,各相電流嚴重不平衡,一天內各相電流呈現高低交錯,通過人工定期調相難以解決,常常引發用戶由于單相過載跳閘而投訴。經調查計算,臺區變壓器容量為500kVA(箱式),變壓器額定電流為720A,變壓器平均負載率73%左右,最大負載率為94%,臺區三相電流不平衡度為44%。符合負載率高于20%,不平衡度大于25%的要求,此類臺區更能充分發揮設備的作用。根據安裝指南,容量為500kVA變壓器的臺區,換相器的推薦安裝數量是14臺,但是本臺區實際使用了13臺換相器經已使臺區三相電流不平衡度小于要求的15%。


主控器的安裝選擇:

ETCR5500-BMC換相開關式三相不平衡治理裝置主控器(以下簡稱主控器)需要安裝在配電變壓器旁,戶外安裝時,高度一般距離地面不低于2.5米, JP柜內空間足夠的情況下可安裝于柜內。戶內安裝時,應選擇易于天線引出戶外的墻壁上,高度一般距離地面不低于1.5米。主控器實時檢測變壓器低壓側三相電流、電壓數據,綜合各換相器實時工作相及其負荷電流、電壓,自動生成最優配置指令,該指令通過無線通信發送到相應的換相器,由換相器自動完成負荷的相間切換,從而使三相負荷逐步趨向于平衡。因為本臺區設備較舊,配電柜內空間不足,所以本次主控器選擇安裝在配電柜外的一個計量箱內, 借用了計量箱內原本存在的計量CT檢測總輸出的各相電流,引出天線固定在離變壓器一定距離且信號良好的位置。由于ETCR5500可以只用一套CT即可檢測出各支路的不平衡點,省去了在三個支路安裝9個CT的麻煩,安裝簡單、方便、經濟。


圖2   換相開關式三相不平衡治理案例-500kVA變壓器及附加表箱

圖2 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-500kVA變壓器及附加表箱

圖3   換相開關式三相不平衡治理案例-主控器安裝位置

圖3 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-主控器安裝位置

圖4   換相開關式三相不平衡治理案例-主控器監測實時三相電流值

圖4 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-主控器監測實時三相電流值

圖5   換相開關式三相不平衡治理案例-主控器計算實時臺區數據

圖5 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-主控器計算實時臺區數據

圖6   換相開關式三相不平衡治理案例-主控器查看換相器實時信息

圖6 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-主控器查看換相器實時信息


換相器的安裝選擇:

ETCR5500-PEX換相開關式三相不平衡治理裝置換相器(以下簡稱換相器)安裝選點時一般需要遵循以下原則:

1)換相器安裝點的火線必須能通過查線、校線、臺區相線識別儀核相等方式確定相別。

2)換相器宜選擇4-8個單相用戶的T接點; 或通過拆分、組合變成4-8個單相用戶的安裝點;若用戶數不足4-8戶,應盡量保證不低于3個。

3)換相器宜選擇盡量靠近三相四線電纜的安裝點,以減少電纜長度及工程量。

4)換相器應盡量避免選擇用戶門口上方或門前的安裝點,避免引起爭議。

5)換相器禁止選擇三相電表用戶的安裝點。

6)若小分支線為單相線路,在分支線路上用戶數量不大于8戶時,可在T接點安裝換相器。

7)當有運行數據,則進行精準治理,換相器各相數量計算公式為:A(B、C)相換相器數=換相器基數xA(B、C)相總電流/三相總電流和。當無運行數據,換相器應平均安裝在各相上,每相換相器數量=總數÷3


本臺區換相器按電流圖分配在A、B、C相上,A相分配4臺換相器,B相分配3臺換相器,C相分配6臺換相器。13臺換相開關在主控器的控制下形成了一個小局域的智能負荷自動調度系統。這樣三個支路在有序的調度下實現了負荷平衡。由于本臺區為城中村居民用電器較多,每臺換相開關控制單相表2至4戶。盡量選取用電量大的用戶,使用電流表測量用戶電表火線輸出電流確定。安裝換相器時三相四線進,一火一零出,注意確定各相相位,因為實際場合中,各相相位較為混亂,可配合使用ETCR1100臺區相線識別儀進行安裝,引出天線固定在信號盡量良好的位置。


圖7   換相開關式三相不平衡治理案例-換相器安裝位置

圖7 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-換相器安裝位置

圖8   換相開關式三相不平衡治理案例-該戶晚上空調用電量非常大

圖8 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-該戶晚上空調用電量非常大

圖9   換相開關式三相不平衡治理案例-房屋密集的陰暗處換相器也能正常通信

圖9 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-房屋密集的陰暗處換相器也能正常通信


本產品配套操作后臺可進行數據記錄、遠程操控等功能,由主控器裝配的GPRS模塊進行上傳和通信。下面圖10為主控器完成安裝,裝置系統未投入使用時記錄的數據,可見不同相的電流不平衡度非常大,當天晚上11時左右最大最小相電流相差接近180A,零線電流也高達145A。若臺區運行在電流高度不平衡度的環境中,會導致單相過載、末端低電壓、線路線損增大、變壓器損耗增大等隱患,嚴重時甚至會發生火災等危害。


圖10   換相開關式三相不平衡治理案例-臺區治理前電流數據

圖10 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-臺區治理前電流數據


經過ETCR5500換相開關式三相不平衡治理裝置一周的治理,見圖11,晚上用電高峰期最大最小相電流相差平均30A左右,零線電流也穩定在30A左右,三相電流不平衡度明顯改善。


圖11   換相開關式三相不平衡治理案例-ETCR5500運行一周后臺區電流數據

圖11 ? 換相開關式三相不平衡治理案例-ETCR5500運行一周后臺區電流數據


在本案例中,荔灣區兄弟園街道的負載率、臺區三相電流不平衡度都非常大,因此存在著較大的安全隱患。經過ETCR5500換相開關式三相不平衡治理裝置一段時間運行,該設備運行平穩、可靠,調控準確、快速,使得該臺區的安全運行大為提高。而且由于電流平衡后,線路中性線電流明顯減小,線路損耗顯著降低,同時末端電壓的穩定性也明顯改善。試用證明該裝置在治理老大難臺區、改善臺區供電運行的安全性、降低損耗、穩定末端電壓方面效果很好,且能從根本上解決用戶問題。很具推廣價值。