单三相配变并举实现降损节能

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　　一、实施背景
　　配电系统直接连接供电用户变压器，是用户的直接电源点，该系统的可靠性、电压合格性是用户最关心的，也是用户对可靠性要求最高的电压等级。随着生活质量的提高和社会文明的进步，对供电可靠性要求也逐步提高，在比较分散或较边远的城镇小区居民、农村集中照明区、别墅、市政工程、负荷密度低、郊区及集镇小工业较为发达的地区等诸多地点，均要求可靠供电、电压合格、故障率少等。为提高供电可靠性，满足居民和社会安全可靠供电的要求，我局在总结以往降损节能生产活动经验的基础上，归纳了单、三相配变并举应用方法。经实践证明，单、三相配变并举应用方法是供电企业履行社会责任、响应党中央的节能减排号召的有效保障手段。
　　二、内涵和做法
　　1．专业管理的目标描述
　　1.1专业管理的理念
　　虽然通过近几年城网、农网改造，配电网基础网架结构得到了根本改善，线路的负载能力大大增强，基本上消除了线路卡脖子问题，供电可靠性与电压质量有了很大提高，但少数地区、小区仍然存在配电变压器布点不够合理，供电半径大，线径小，造成线损高，电压降大，电压合格率差，故障率居高不下，居民的用电质量得不到保障等问题。所以10kV及以下配电网的建设与改造工作中应积极推行“小容量、密布点、短距离（近户）、单三相混合供电、电源到家”的配电方式，努力缩短低压配电距离。对于单相负荷相对集中的城市、农村供电区域，如一般居民住宅小区、别墅区、街道居民点等，应结合实际情况，因地制宜地积极推广应用10kV单相变压器。
　　1.2专业管理的范围和目标
　　安装单相变范围：比较分散或较边远的城镇小区居民、农村集中照明区、别墅、市政工程、负荷密度低、郊区及集镇小工业较为发达的地区、窃电现象比较严重的小区。
　　目标：降低变压器和低压线损、提高电压合格率、减少停电时户数、提高供电可靠率、降低噪音、防范窃电和盗窃变压器。
　　1.3专业管理的指标体系及目标值
　　指标体系：降低变压器和低压线损、提高电压合格率、减少停电时户数、提高供电可靠率、降低噪音、防范窃电和盗窃变压器，总体提高企业经济效益和社会效益。
　　指标最佳值：采用单相变压器可以将高压直接引至用户门口，使低压线路的供电半径大大缩短，低压损耗降至最低，同时改善了电压质量，提高了供电可靠率，而且单相变结构上，高压采用二相线电压，低压侧采用单相三线结构，使低压负载平均分配到二相上，负荷平衡时通过零线电流为零。
　　2．专业的主要技术要求
　　2．1专业管理工作的流程图（见图一）
　　
　　图一专业管理工作流程图
　　2.2主要流程说明
　　2．2.1适用范围
　　除供电区中三相用电电器用户、负荷密度大于12MW/km2重负荷供电区域和对供电有特殊要求的专用用户外，10kV及以下中压配电系统均可采用单、三相混合供电模式。单相变压器尤其适用于城乡电网的节能改造和增容，小商业区、城市居民小区、别墅和农村等小于6MW/km2的供电区，中低压配电网的改造和增容应优先考虑采用单相供电技术。
　　2．2.2典型布点
　　2．2.2.1比较分散或较边远的城镇小区居民生活用电。安装在居民楼（或商业楼）用户门宅处，采用一幢楼一台单相变或一个单元一台单相变的方式供电，由开闭所、配电站（或配电室）、环网站以10kV线路直接馈电，或10kV主干线通过分支线“T”接至柱挂式单相变压器。
　　2．2.2.2农村集中照明区。农村的照明用电或两相动力用电，其负荷密度一般小于6MW/km2，且负荷波动也不大，应适当配置小容量单相变压器，10kV线路直接接至柱挂式单相变压器。
　　2．2.2.3别墅。别墅一般在较边远的地区，每幢别墅配置一台柱挂式单相变压器，既能满足容量要求，也能满足电能质量的要求。
　　2．2.2.4市政工程。如大型广告、夜景工程、路灯等不需要三相供电的负荷，采用单相变供电，不但可以降损节能，还可以节约投资。
　　2．2.2.5负荷密度低，负荷点少的地区。国家电力公司《农村电网建设与改造技术原则》指出：负荷密度小、负荷点少和有条件的地区可采用单相变或单、三相变压器混合供电的配电方式。农村零散单相用户就地安装单相变，可解决电压质量低的问题。
　　2．2.2.6窃电现象比较严重的小区。高压电源到家，既可以杜绝低压电线乱拉乱搭的窃电现象，又便于分线、分台变考核线损。
　　2．2.2.7郊区及集镇小工业较为发达的地区，采用单相变、三相变共存的方式，单相变供居民生活用电，三相变工业用电。
　　2．2.3主要设计原则
　　2．2.3.1柱挂式单相变压器，以低压线路（220V）配电进户，应尽量缩短进户线，10kV分支线或从配电站到单相变的长度与低压接户线长度之比为1：（0.9—1.1），接户线长度一般不超过20m。
　　2．2.3.2合理选用柱挂式单相变压器，单相变压器容量与小区（门宅）最大用电功率相匹配，形成小容量、密布点态势。单相变压器容量一般为10～160kVA。
　　2．2.3.3对于电能计量表集中置于居民楼楼道适宜地点的一户一表。10kV单相变压器的容量一般按所供用户平均每户3～4kW考虑，再考虑用户系数。
　　2．2.3.4在设计中要考虑单相容量在三相系统中的平衡，以减少负序电流对系统的影响。
　　2．2.3.5一般城市居民小区可采用柱挂式单相变压器，采用架空绝缘线或电缆进出线方式供电。农村新建或改造的中低压配电网使用10kV变压器时一般应使用柱挂式单相变压器，采用架空绝缘导线进出线方式。
　　2．2.3.610kV单相变压器优先采用“单相三线制”接线方式，即每台单相变压器有极性相反的220V端子各一个和地线端子一个，共三个出线端子。一般安排同一楼房的两组用户分别接正极性和反极性220V火线，地线则共用一根零线。零线和火线应采用相同截面的导线，导线截面应按照《低压配电装置及线路设计规范》要求执行。
　　2．2.3.7安装单相变时，应根据配变容量、数量、T接位置、合理地把单相变分布在三相线路上。同时根据变电站提供的三相负荷规律、有目的地把单相变安装在负荷偏小的相线上。这样，既解决了单相变安装造成的三相不平衡问题、又可以弥补由于三相变负荷不平衡带来的线路三相不平衡，使整条线路更加趋于负荷平衡。[!--empirenews.page--]
　　2．2.4主要设备的技术要求
　　2．2.4.1配变选型应侧重选择采用非晶合金或卷铁芯技术的节能型变压器(11型及以上)，以有效降低小区建设初期配置容量偏大的变压器空载损耗的比重。一般居民住宅小区、别墅区、街道居民点等，应结合实际情况，积极推广应用10kV单相变压器。
　　2．2.4.2单相变压器容量一般为10～160kVA，主要型号指标见表一，主要技术参数见本导则的附录A。单相变压器应采用低压绕组交错连接的方式（见图二），有利于提高变压器的过负荷能力。
　　
　　表一主要型号指标
　　
　　
　　图二低压绕组交错连接接线的单相变原理图
　　2．2.4.3低压侧火线采用两个单极塑壳断路器，零线不进断路器。对改造工程，如原三相塑壳断路器能满足额定电流要求，可直接利用原断路器（三极塑壳断路器的中间极空接，另外二极分别接二根火线）。
　　2．2.5设计时应考虑的主要问题
　　2．2.5.1选用单相变双绕组单相三线供电时，两个火线上的负荷尽可能均匀分配。目的在于使得单相变低压侧中间抽头的零线电流趋于零，使得线损最小。
　　2．2.5.2单相变的高压搭接，应尽量使得变电站10kV线路出口三相电流平衡。如果10kV线路出口三相电流不平衡，会在系统内产生负序电压，使得主变后备复合电压闭锁过电流保护开放其闭锁回路，可能使得保护装置误动。因此，在加挂单相变前应实测变电站10kV线路出口三相电流(可以用最近三个月负荷代表日电流为参照)，本着三相电流平衡准则以确定单相变高压侧搭头位置。
　　2．2.5.3调查分析负荷构成，摸清配电变压器供电范围内是照明用电或三相动力用电。
　　2．2.5.4应进行负荷预测，选取适当容量的配变。配变的容量选用不可太大，应尽量使得低压配网半径最小。
　　2．2.5.5采取环网供电，适当装设分段或联络柱上开关，提高供电可靠性。
　　3．确保流程正常运行的人力资源保证
　　单、三相配变并举实现降损节能的组织架构主要是分级管理，对上负责，对下指导。龙岩电业局成立了以生产副局长为组长、各相关部门一把手为成员的可靠性领导小组，并下设工作小组征集生产技术部，由生产技术部主任担任组长，各相关部门分管生产的副主任及主要专责为工作小组成员。
　　4．评估与改进
　　4.1专业的评估方法
　　运用单、三相配变并举应用方法供电，确实降低了变压器和低压线损、提高电压合格率、减少停电时户数、提高供电可靠率、降低噪音、防范窃电和盗窃变压器的要求。
　　4.2专业存在的问题
　　4.2.1功率较小，接户线不宜延伸过长，供电能力较差。
　　4.2.2不便于发展三相动力用户。
　　4.3今后的改进方向或对策。
　　在确保环保、节能的基础上，研制较大功率的单相变，增加供电半径，以提高供电能力。
　　三、实施效果
　　截止至2010年12月31日，我局范围内运用单、三相配变并举应用方法已安装运行了蒋厝坂新村7台、坪尾#4变台区1台、龙门的南石1台、东肖的联邦5台、适中的营坑1台、邓厝2台、西安村7台、特钢厂生活区3台、葛民路7台等共计260台单相变合计19900kVA装见容量，低压线路的供电半径大大缩短，节能降耗明显,260个台区线损率比原供电方式平均下降了1.56个百分点,线损率均在9%以内,全部达到合格标准，增供电量约632万千瓦时，增加销售收入约322.32万元。同时改善了电压质量，提高了供电可靠率，得到当地居民一致好评。以实际经验检验了单、三相配变并举应用方法供电的可行性，取得了良好的社会效益，提升了国家电网公司的品牌形象。