● 湖南·國網(wǎng)資興市供電公司 段利冬
供電質(zhì)量是指用電方與供電方之間相互作用和影響中供電方的責任,包括技術部分電壓質(zhì)量和非技術部分供電服務質(zhì)量。其中,技術部分電壓質(zhì)量,要求20千伏及以下三相供電電壓偏差為標稱電壓的±7%;220伏單相供電電壓偏差為標稱電壓的+7%、-10%,并且能夠持續(xù)可靠供電。非技術部分供電服務質(zhì)量,供電服務質(zhì)量要求24小時給用電客戶提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)的服務。
高山庫區(qū)供電的特點是受限于地形因素,高山庫區(qū)線路長、小水電上網(wǎng)電站多、用電負荷小、供電半徑大、供電質(zhì)量基礎差。提高用戶電壓合格率、提高高山庫區(qū)用戶供電質(zhì)量已成為供電企業(yè)難以跨越的屏障,是供電企業(yè)的技術歷史難題。
本文僅針對高山庫區(qū)供電的現(xiàn)狀,研究總結(jié)提高高山庫區(qū)用戶供電質(zhì)量的改進措施。經(jīng)實際驗證,這些改進措施可有效提升高山庫區(qū)供電質(zhì)量,在高山庫區(qū)推廣應用的效果令人滿意。
因為高山庫區(qū)一般水力資源豐富,小水電居多,上網(wǎng)的小水電電站多導致10千伏線路電壓難以掌控。目前,我國一般在庫區(qū)臨近區(qū)域會建有變電站。合理利用變電站供電樞紐位置,科學布置供電出線,此措施既是從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的大方向提升用戶供電質(zhì)量,更是從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)上提升供電質(zhì)量的可靠措施。
國網(wǎng)湖南資興市供電分公司黃草供電所坐落在國家5A級景區(qū)——東江湖湖畔,既是湘南地區(qū)僅有的高山庫區(qū)供電所,也是高山庫區(qū)供電的典范。在2017年10月前,這里的供電質(zhì)量一直處于落后,供電卡脖子現(xiàn)象突出,稍微下雨、打雷就會影響全鎮(zhèn)用電,其供電質(zhì)量與5A級景區(qū)供電需求嚴重不匹配,阻礙了當?shù)亟?jīng)濟的快速發(fā)展。當?shù)毓╇娖髽I(yè)集思廣益,突破重重困難,成功新建了35千伏黃草變電站,從此東江湖黃草鎮(zhèn)供電質(zhì)量大大提升。自從35千伏黃草變電站建成投運后,將原來的1條10千伏線路(線路長162千米、搭接著9座小水電站)分成了4條10千伏線路供電,供電可靠性得到質(zhì)的飛躍,停電時間減少了,供電質(zhì)量穩(wěn)定了,此舉得到了當?shù)乩习傩占罢囊恢潞迷u和充分肯定。
高山庫區(qū)用戶供電質(zhì)量主要取決于10千伏供電線路的出線電壓,因此關鍵在于控制好區(qū)域內(nèi)10千伏供電線路電壓。變電站10千伏母線電壓合格范圍在10.0~10.7千伏區(qū)間內(nèi),但是庫區(qū)供電質(zhì)量受小水電上網(wǎng)影響,母線電壓波動大、波動頻繁,供電質(zhì)量在豐水期極不穩(wěn)定。為了控制庫區(qū)變電站母線電壓保持在合格范圍,供電企業(yè)需要合理做好主變壓器檔位調(diào)整,維持10千伏供電線路電壓穩(wěn)定輸出。
具體調(diào)節(jié)方法是:當用戶的電壓合格率下降、電壓越下線時,將變壓器檔位升高,可以連續(xù)調(diào)檔,調(diào)節(jié)的限值是變壓器的最高檔位;當用戶的電壓合格率下降、電壓越上線時,將變壓器檔位降低,可以連續(xù)調(diào)檔,調(diào)節(jié)極值是變壓器最低檔位(1檔)。
變電站主變壓器一般分為有載調(diào)壓變壓器和無載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓變壓器不需要停電即可實現(xiàn)電壓調(diào)整,具有靈活、方便等特點;無載調(diào)壓變壓器需要將變壓器停運后,方可進行檔位調(diào)整。因此,在變電站主變壓器選擇上,無載調(diào)壓變壓器不適用于需要頻繁調(diào)整檔位的變電站,特別不適用供電線路上搭接了小水電線路的變電站。在新建變電站主變壓器選擇中基本淘汰了無載調(diào)壓變壓器,優(yōu)先選擇具有載調(diào)壓功能的有載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓變壓器可以進行遠方遙控調(diào)節(jié)檔位,也可以就地手動調(diào)節(jié)檔位。因具有不需要停電即可調(diào)節(jié)變壓器檔位的特點,且調(diào)節(jié)靈活方便,有載調(diào)壓變壓器特別適用于高山庫區(qū)變電站使用。
變電站10千伏母線電壓狀況直接影響10千伏出線電壓穩(wěn)定性。合理利用變電站電容器、電抗器的投運、退出手段,可以有效調(diào)節(jié)變電站10千伏母線電壓,從而提高電網(wǎng)供電質(zhì)量。
具體調(diào)節(jié)方法是:當用戶電壓過低時,投入變電站電容器,通過電容器無功補償作用將母線電壓升高(一般可以提高0.18~0.26千伏,具體電壓升高值由投運電容器容量決定,變電站設計時已經(jīng)過科學驗算);當用戶電壓過高時,投入變電站電抗器,電抗器作用則相反,其可以抑制母線電壓的升高,從而降低母線電壓。
顯而易見,合理利用變電站電容器、電抗器的投退手段調(diào)節(jié)變電站10千伏母線電壓,可以有效提高高山庫區(qū)用戶供電質(zhì)量,此措施可作為前2項改進措施的有效補充,從而可以更加精準地提高高山庫區(qū)用戶供電質(zhì)量。
高山庫區(qū)供電線路受到地形及負荷影響,供電半徑長,線路壓降大。為了保證用戶端電壓合格率,可以精細利用配電變壓器的檔位,采取供電線路“三段式”調(diào)壓模式。“三段式”調(diào)壓模式是按照10千伏配電線路長度,將其劃分為首段、中間段、末段3個區(qū)間段,分別制定差異化的電壓管控策略,使其與電網(wǎng)電壓分布相適應。當線路過長、配電變壓器具有5個檔時,還可以采用“五段式”調(diào)壓模式,這比“三段式”調(diào)壓更加精細。
此措施主要適用于電壓合格率低、供電線路長的10千伏線路,是供電半徑大的10千伏線路的電壓調(diào)節(jié)措施,也是前三項改進措施的補償調(diào)節(jié)方法。此措施需要對供電線路上所有配電變壓器進行檔位合理調(diào)配,在提高用戶電壓合格率方面,具有效果顯著、立竿見影的特點。具體調(diào)節(jié)措施是根據(jù)配變的檔位數(shù)量及線路長短,將線路分成三段或者五段,按照配變到電源點的距離長短,開展配變檔位正態(tài)分布式調(diào)節(jié)。目前,三檔配變較多,五檔配變較少,而“五段式”調(diào)壓策略原理與“三段式”一樣,所以以下僅詳細介紹“三段式”調(diào)壓策略。
“三段式”調(diào)壓策略具體如下:
首段電壓控制策略:臺區(qū)10千伏側(cè)電壓為10~10.5千伏,建議配變檔位調(diào)整至Ⅰ或Ⅱ檔位,然后再依據(jù)0.4千伏供電半徑長短以及現(xiàn)場實測電壓的反饋,選擇I檔或者II檔。
中段電壓控制策略:臺區(qū)10千伏側(cè)電壓為9.5~10千伏,建議配變檔位調(diào)整至Ⅱ或Ⅲ檔位,然后再依據(jù)0.4千伏供電半徑長短以及現(xiàn)場實測電壓的反饋,選擇Ⅱ或Ⅲ檔。
末端電壓控制策略:臺區(qū)10千伏側(cè)電壓低于9.5千伏,建議配變檔位調(diào)整至Ⅲ檔位。
充分利用供電電壓自動采集、配網(wǎng)管控、OMS、用電信息采集等自動化信息系統(tǒng)中的電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)開展供電電壓統(tǒng)計分析,必要時通過電壓實測等手段,及時準確掌握電壓具體數(shù)據(jù)。在臺區(qū)界面,還可以采取調(diào)整三相負荷平衡、增設或投切無功補償裝置、縮短供電半徑、增加導線截面面積等措施來提高供電質(zhì)量。
供電企業(yè)要提高高山庫區(qū)供電質(zhì)量,不但要保證供電電壓的穩(wěn)定可靠,還要盡可能降低故障停電時間。這就需要采取有效措施清除線路上的故障易發(fā)因素,減少故障停電的次數(shù)。積極運用新技術、新工藝對配電線路進行保護和檢測,對故障點做出及時、精準地判斷,從而盡快排除故障,恢復供電,提高電網(wǎng)的供電可靠性。
本文提出的五項改進措施能有效提高高山庫區(qū)用戶供電質(zhì)量,對高山庫區(qū)周邊工業(yè)和公用事業(yè)用戶的安全生產(chǎn)、經(jīng)濟效益和人民生活有著積極影響。供電服務作為供電企業(yè)的重要組成部分,其服務品質(zhì)影響著企業(yè)的發(fā)展。同時,隨著科技的進步,客戶對供電質(zhì)量、可靠性等供電服務要求越來越高,需求也更加具體。在這種新形勢下,供電企業(yè)需要不斷改進技術和管理手段,促進供電質(zhì)量和服務水平再上新臺階。