大用户配电设备优化配置方案分析

摘要：文章就大用户配电设备配置设计和优化配置的方案进行初步的探讨和分析，以期可以为大用户配电设备优化配置方面的探索提供一定的参考建议和帮助。

关键词：大用户； 配电设备；优化配置

中图分类号：TM64 文献标识码:A

电压和频率的质量优劣常被用作衡量电能质量的关键指标。如果电能的质量存在问题，就会减小设备的功率因数，降低设备的工作效率，增加电损，缩减使用寿命，进而导致用电设备的性能不断恶化，自动控制系统和电子设备装置运行异常。就用电大而言，上述各种问题，会严重影响其企业的经济效益，诸如机械设施的生产效率低下、产品质量差等问题。甚者在电能出现严重质量问题时，将会导致这些用电大户生产处大批量的废品，以及危害到大用户职工的人身安全。

一、大用户配电设备配置设计

1、大用户配电设备配置

电气设备基本配置,因不同的用户用电性质不同而异，要综合考虑大用户的生产过程，日用电量等指标建设用户站。供用电合同中明确规定了必须配备的基本电气设备，但是没有详细规定电压、三相不平衡等电能质量指标。而进行设计优化大用户配电设备配置方案时，必须综合上述各影响因素。用电设备谐波控制和配电站电压无功综合控制是两种最常采用的措施。

2、 配电站电压无功综合控制

现阶段，传统配电站采用按母线电压曲线控制有载开关，按时间段控制无功投切的单一功能控制方式对电压进行无功控制。而综合自动化变电站，普遍采用九区图控制原理，以调节变电站的无功电压。以下是该原理的控制方式和调整策略的简略概述：

运行分区 一次电压越限 无功越线 调整对策

1 越上限 越下限 退电容器进入2区。如无电容器可退，则减小

变化，以二次电压不大于1.05UH为限

2 越上限 合格 减小变化，但应闭锁影响二次电压。

3 越上限 越上限 投电容器进入2区，如无电容器可投，不能增大

变化。进不了2区，可减小变比但不能影响二次电

压合格

4 合格 越上线 投电容器进入9区。

5 越下限 越下限 投电容器进入6区。如无电容器可投，则增大变比

以二次电压不低于如0.95UH为限

6 越下限 合格 增大变比，但应闭锁影响二次网电压。

7 越下限 越下限 退电容器进入6区。如无电容器可退，不能减小变化

进不了6区可增大变比但不能影响2次电压合格。

8 合格 越下限 退电容器进入9区

9 合格 合格 ――――

九域图能够有效指导工作人员如何进行升、降分接头和投、切电容器组等操作控制。但是，就九域图原理而言，是极其复杂的，对于现场工作人员来说是很难掌握的，整体把握起来也存在一定的困难，归结起来有如下阻碍因素：

①九域图的无功电压因季节、高峰、低谷等因素的变化而异，很难进行调整。

②九域图有一些区域，同时对设备的控制起作用时，无法去区分比较哪一区域更有效。

③九域图中的一些区域在未排列两类设备动作的先后顺序时，会对控制结果产生“振荡现象”，因此必须要确定设备运行的先后顺序，然而对于工作人员来说，难度是非常之大的。

④九域图可以无限次的控制设备的运行。然而在实际工作中，要求严格控制每台变压器分接头的动作次数和电容器组的投、切次数。因此，相关工作人员对限值的使用无法准确无误的把握。

二、优化配置

综合以上阐述，现在用户大多采用成套的用户配电自动化系统来优化他们对电能质量的期望。用户配电设备全然进入自动化阶段势在必行。全自动的用户配电系统聚集了最先进的电子网络技术和通讯技术，使广泛应用于电力系统的分散式数字监控保护装置和分散式数字 RTU 装置与微机通讯处理器有机结合，进而推出全新的集防护、测控和数据信息传送功能于一体的全面自动化管理系统。系统可应用在低于35kV电压等级的水电站、变配电站等符合电压限制管理系统，进行全自动控制和实时防护，以实现其观测、监控、防护、记录等功能，能够实现中低压配电站的无人值守和远方控制,并且可与工厂的 EMS 和智能化大楼 BAS 紧密结合。

根据用户的需要，我们可以采用多种优化的配置方案：

1、配置方案一

(1)本方案的通讯层我们采用了通信前置装置，其前台的装置我们可以根据用户的不同需求采取了线路用的10kV或35kV的馈线保护测量控制单元；

进行主变保护时,我们要根据不同的情况来采取变压器差动的主保护或是过流的后备保护,而在必要时我们也可加装相应的本体保护。

(2)380V 的线路和连锁断路器能够根据不同的需要采取测控或是控制装置,而对那些较为特殊的老站点的改造，则可以采用RTU 的集中方式；

首先，在电容器的电容器保护测量控制单元的选择上,我们可以采用实时的自动跟踪补偿控制方式；其次，在选用发电机的保护装置时，我们可以利用馈线的保护测量控制和可切换的互投操作箱来进行。第三，直接连入直流屏和智能电度表。第四，利用非电量转换设备，将保安和火警报警装置接入大用户的配电设备中。最后，利用单网通讯接口，实现通讯层与前台设备间的多种传输方式，传输方式可分为RS232、CANBUS、RS422和光纤方式。

(3)后台系统配置：

第一，用双核P8600(2.4GHz/3M) CPU工控计算机作为监控主站。第二BOX-6116双核P8600(2.4GHz/3M)工控计算机内置有IEC－1131 标准的图形化的可编程逻辑控制功能，在工作站的后台上，我们可以通过组态器对设备的逻辑控制功能进行上装、组态以及下装,并同时进行在线调试。第三，19-22’大屏幕显示器(SAMSUNG Philips) 。第四，惠普 D2568打印机或 惠普2320fxi激光打印机 。第五，Windows NT 5.0操作系统和相应的后台软件。

2、配置方案二

（1）通信前置机，选用双配置，每台通信前置机要分别占用自己的一个通讯口，以便两台通信前置机实现任务调配。通讯正常运行时，由 A 机为主，B 机为副。当 A 机的通讯检测到出错时，此口的控制权便自动由 A 机交到 B 机，装置上的通讯口也由通讯口自动由装置切换到通讯口 B。从而实现了双机通讯自动切换。

（2）后台监控系统，配置两套后台系统，同理其中 A 机为主，B 机为副，前端的数据向上传送为分别传送到 A 机和 B 机，但只有 A 机具有向下遥控和遥调控制机，只有当 A机出现故障、此时，便自动由 B 机接管通讯向下控制权，实现了后台计算机的双机自动切换。

（3）由于使用了双机配置，使系统在装置一个通讯口故障，一根通讯线故障，任一个通讯处理器，以及一个后台出现问题时，系统会自动区分并进行各层的任务切换，真正实现了双网通讯。

总结：

现阶段,采用并联电容器进行补偿无功功率的方式，运行起来简单、经济、方便，而其具有固定的阻抗，因此无法对无功功率实行动态的补偿。电力系统不断发展、更新，因而实现无功功率的动态补偿是实际工作中的必然要求，同步调相机便从而产生。

参考文献

[1]卢慧清.变电站电压无功综合控制的改进[J].闵行供电分公司科技论文集，2007 年 6 月

[2]刘传铨;计及分布式电源的配电网供电可靠性评估[D].上海：上海交通大学,2008年.

[3]王艳松.陈国明.张加胜.张萌萌.基于小生境遗传算法的配电网开关优化配置[J].电工技术学报，2006年05期.

[4]曾德君.配电网新设备新技术问答[M].北京：中国电力出版社，2002年1月1日.