在我國城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中，主要采用三相四線制的配電方式，理想情況下，三相負(fù)荷為平衡配置變壓器對稱運行。但實際上由于在用戶端存在著大量的沖擊負(fù)荷，如電弧爐、電焊機、硅整流設(shè)備等，其參數(shù)并不像電阻性負(fù)載設(shè)備那樣呈線性，而且用電不具同時性，因此配電變壓器的三相不平衡運行是不可避免的。

配電變壓器在不對稱運行時，會產(chǎn)生大量的負(fù)序電流和零序電流，這會增加電網(wǎng)的功率損耗，降低變壓器的出力，威脅配電網(wǎng)的安全運行，嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。理想的用電設(shè)備在實際中并不存在，因此對電網(wǎng)的電能質(zhì)量的影響也會一直存在。

用電設(shè)備對供電質(zhì)量會有一定的容忍，在較小范圍內(nèi)電能質(zhì)量波動是不影響設(shè)備的正常使用和運行的，但是電能質(zhì)量波動超過一定的范圍則會影響設(shè)備正常運行，嚴(yán)重時會損毀用電設(shè)備。所以國標(biāo)GB 50052—95《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《變壓器運行規(guī)程》中都規(guī)定了配電變壓器運行時中線電流不能超過變壓器額定電流的25%，三相電流的不平衡度小于15%。

為了解決配網(wǎng)質(zhì)量的問題，已有多種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器，文獻(xiàn)[5]采用的統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。文獻(xiàn)[6]采用DSP分別控制零序補償器和負(fù)序補償部分，在實際工作環(huán)境下測試，但結(jié)果不夠理想，平均功率因數(shù)0.95。文獻(xiàn)[7]提出的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器僅在15Hz和45Hz頻率下進(jìn)行仿真，未在實際工頻下進(jìn)行實際測試。

本文提出了一種三相四線制的新型綜合配網(wǎng)調(diào)控裝置，分析了其基本工作原理，通過在貴州省安順市實際應(yīng)用證明了其電能質(zhì)量調(diào)節(jié)的能力。

圖1 綜合配網(wǎng)調(diào)控裝置工作原理示意圖

圖4 裝置在新寨的安裝

結(jié)論

本文提出了一種新的綜合配網(wǎng)調(diào)控裝置，在貴州省安順市實際使用時設(shè)備的運行情況良好、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，電能質(zhì)量調(diào)整效果顯著。本裝置使配網(wǎng)的三相不平衡程度降低、功率因數(shù)升高，電能質(zhì)量明顯提高；回流到變壓器的零序電流減小，保證了設(shè)備和電網(wǎng)的安全；同時降低了損耗，在能源方面和經(jīng)濟方面都有顯著的優(yōu)化作用。該綜合配網(wǎng)調(diào)控裝置的安裝，可以有效解決變壓器三相不平衡運行時造成的電壓和電流不平衡、功率因數(shù)低和損耗大等電能質(zhì)量問題。