对配电变压器经济运行的分析报告

电力系统在发、供、用电过程中，其自身的电能损耗是相当大的。它包含线路损耗和变压器损耗两大部分。其中线路损耗随着1999年至今的农网改造，线损已逐渐降低。而变压器在供用电过程中自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗，且配电变压器运行在电力系统末端，是配电网中的主要设备。其分布面广、数量及总容量都相当的大，所以开展配电变压器运行分析，节电潜力很大。这里我们只对城区配电网络三相负荷不平衡对低压供电系统的影响进行分析。
随着国民经济发展、人民生活水平的日益提高，近两年大量大功率单相家用电器大幅增加，如空调、热水器、取暖器等。这些家电给人们带来舒适、方便、快捷生活的同时也给我们的供电部门低压供电系统的安全、经济运行带来一定的影响。造成原因是由于低压供电系统的三相负荷不平衡。三相负荷不平衡程度由三相电流不平衡度KP表示。一般要求小于15%，而在我对城区配电变压器2001年元月至今的实测中发现三相负荷电流不平衡度平均为41%，最大的甚至达到89%。三相负荷不平衡对低压供电系统的安全、经济运行的影响主要有以下几个方面：
一、 对电能质量的影响
电压合格率是衡量电能质量的主要指标，低压供电系统中三相负荷不平衡对电压合格率的影响较大，在接入大负荷的一相上会产生较高的电压降，而接入轻负荷的一相上将产生较高的对地电压甚至达到危险电压，使电压降大的用户无法正常用电。负荷轻一相上的用户有过电压危险，危害用电设备的安全。规程规定Yyn0接组变压器的二次中性线电流不超过低压绕组额定电流的25%，当中性线电流不超过该值时，中性点位移电压约为相电压的5%左右，对三相电压影响不够显箸、基本可视为对称。
二、 引起中性点电压偏移
低压供电系统中，当三相负荷不对称时在低压绕组內便产生零序电流、零序电流便相应产生零序磁通、零序磁通感应的电动势叠加到各相电压上、导致三相电压的中性点位移。偏移程度随三相负荷不平衡度增加而增大，破坏了供电平衡。由于中性点电位不为零，再加上由于随着接地电阻增大而引起的中性点电位随之升高,影响了该低压供电系统所有接中性线保护设备的用电安全,降低了设备利用率。
在低压供电系统中、三相负荷的不平衡还会降低设备的利用率。特别是配变的利用率。原因是要使设备满负荷运行，大负荷相将出现过载运行，小负荷相将出现轻载运行,这是不允许的.只有降低设备利用率运行。
三、 实例:如南街变 S7—315KVA 额定电流454.7A
A相 B C O
254 128 112 168
不平衡度%=(Izd-Izx)÷Izd×100%=(254-112)÷254×100%=55.9%
则中性点对地电压
U0%=I0％÷300×60%=168÷454.7×100/100÷300×60%=7.4%
依相电压220V计 中性点电位U0=220×7.4%=16.28V
接地电阻R=4欧母 则在中性点与地之间的电能消耗为
I=U0/R=16.28/4=4.07A P=U0×I=16.28×4.07=66.25W
若以城区配电变压器总96台，其中30KVA 6台、50KVA10台、80KVA10台、160KVA11台、180KVA5台、200KVA10台、250KVA8台、315KVA13台、400KVA10台、500KVA1台、630KVA1台。
变压器总容量18465KVA，以配电利用率为平均40%来算：
30KVA Ie=43.3 125KVA Ie=180.43 250KVA Ie=360.87
50KVA Ie=72.17 160KVA Ie=230.96 315KVA Ie=454.7
80KVA Ie=115.48 180KVA Ie=259.8 400KVA Ie=577.4
100KVA Ie=144.35 200KVA Ie=288.7 500KVA Ie=721.75
630KVA Ie=909.4
不平衡率按平均35%算， 100KVA及以下配变接地电阻为10欧母以下, 100KVA以上配变接地电阻为4欧母以下, 因城区配变不平度所产生的损耗是巨大的，对于以生活照明用电为主的地方来说，做好这一项工作既可以产生经济效益，又可以减少由于三相负荷的不平衡产生对用户设备损坏，造成经济赔偿。
针对上面分析的三相负荷不平衡对低压供电系统的影响，在实际工作中可采取以下措施消除或减少三相负荷不平衡带来的影响：
1、加强基础资料管理，减少接火的随意性：
供电企业中低压网络基础资料管理是一项薄弱环节，造成新增用户接火的随意性，是引起三相负荷不平衡的源头，为此要建立建全低压网络特别是公变区的资料管理。同时，在业务扩展流程中要对用户的情况作全面掌握，做到知己知彼，这样在新上用户接火时就有针对性，从源头上降低三相负荷不平衡出的程度。
2、增大中性线的导线截面：
在实际运行 的三相四线制低压供电系统中中性线的导线截面往往小于相线的导线截面，这样在三相负荷不平稳，特别是在最大平衡状态下（如Ia=3I、Ib=Ic=0）。不但增加了线路损耗，有时甚至出现中性线熔断引起用户电气设备烧损的事故，因此严格要求在三相四线中，中性线的导线截面应选择与相线一致，以减少损耗消除断线的事故隐患。另要求配变零位的引下线各接口处均应用铜铝过渡或铝鼻子压接，目的是为了保证接地的可靠性。
3、对进户点处采用重复接地
对由于三相负荷不平衡而引起中性点电位偏移，而使接中性线保护的电气设备达不到保护目的，建议在进户线进户点处采用重复接地的办法，以达到保护目的。
4、做好负荷实测工作，以便及时发现处理出现的严重不平衡情况：
负荷测试是供电部门运行维护必不可少的工作，通过负荷实测不但可以了解网络的运行情况，而且能及时发现运行中出现的各种问题，包括三相负荷不平衡情况，以便采取措施予以解决。
雷志强
2004年11月23日