在我国城乡配电网中,主要采用三相四线制的配电方式,理想情况下,三相负荷为平衡配置变压器对称运行。但实际上由于在用户端存在着大量的冲击负荷,如电弧炉、电焊机、硅整流设备等,其参数并不像电阻性负载设备那样呈线性,而且用电不具同时性,因此配电变压器的三相不平衡运行是不可避免的。
配电变压器在不对称运行时,会产生大量的负序电流和零序电流,这会增加电网的功率损耗,降低变压器的出力,威胁配电网的安全运行,严重影响供电质量。理想的用电设备在实际中并不存在,因此对电网的电能质量的影响也会一直存在。
用电设备对供电质量会有一定的容忍,在较小范围内电能质量波动是不影响设备的正常使用和运行的,但是电能质量波动超过一定的范围则会影响设备正常运行,严重时会损毁用电设备。所以国标GB 50052—95《供配电系统设计规范》、《变压器运行规程》中都规定了配电变压器运行时中线电流不能超过变压器额定电流的25%,三相电流的不平衡度小于15%。
为了解决配网质量的问题,已有多种电能质量调节器,文献[5]采用的统一电能质量调节器系统结构复杂。文献[6]采用DSP分别控制零序补偿器和负序补偿部分,在实际工作环境下测试,但结果不够理想,平均功率因数0.95。文献[7]提出的电能质量调节器仅在15Hz和45Hz频率下进行仿真,未在实际工频下进行实际测试。
本文提出了一种三相四线制的新型综合配网调控装置,分析了其基本工作原理,通过在贵州省安顺市实际应用证明了其电能质量调节的能力。
图1 综合配网调控装置工作原理示意图
图4 装置在新寨的安装
本文提出了一种新的综合配网调控装置,在贵州省安顺市实际使用时设备的运行情况良好、系统稳定可靠,电能质量调整效果显著。本装置使配网的三相不平衡程度降低、功率因数升高,电能质量明显提高;回流到变压器的零序电流减小,保证了设备和电网的安全;同时降低了损耗,在能源方面和经济方面都有显著的优化作用。该综合配网调控装置的安装,可以有效解决变压器三相不平衡运行时造成的电压和电流不平衡、功率因数低和损耗大等电能质量问题。