當(dāng)前位置:首頁(yè) > 工業(yè)控制 > 《機(jī)電信息》
[導(dǎo)讀]10 kV配電線路末端低電壓現(xiàn)象是配網(wǎng)運(yùn)行中的常見(jiàn)問(wèn)題 。為解決10 kV配電線路末端低電壓?jiǎn)栴} ,研制了一種移 動(dòng)式10 kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置 。該裝置采集10 kV配電線路的三相線電壓數(shù)據(jù) ,并將所采集的線電壓數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的10 kV電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比 ,計(jì)算出補(bǔ)償電壓的結(jié)果 , 最終依據(jù)補(bǔ)償電壓利用柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電 ,并調(diào)節(jié)補(bǔ)償用降壓變壓器模塊的變比 ,使裝置輸出的電壓與10 kV配電線路的實(shí)際電壓進(jìn)行擬合 ,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)10 kV配電線路電壓水平的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié) ,使10 kV配電線路末端的電壓水平趨近于標(biāo)準(zhǔn)電壓 , 改善10 kV配電線路末端的低電壓?jiǎn)栴}。

0引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國(guó)用電負(fù)荷也在激增。用電負(fù)荷過(guò)大時(shí),極易導(dǎo)致電能質(zhì)量的下降,其中最明顯的電能質(zhì)量問(wèn)題便是低電壓問(wèn)題[1]。10kV 配電線路的末端極其容易出現(xiàn)低電壓?jiǎn)栴},造成配電線路末端低電壓的因素有很多。例如上述用電負(fù)荷激增問(wèn)題導(dǎo)致10 kV配網(wǎng)線路末端出現(xiàn)低電壓;或者由于10 kV配電線路過(guò)長(zhǎng),造成電能傳輸過(guò)程中在配電線路上的熱損耗過(guò)大,導(dǎo)致10 kV配電線路末端出現(xiàn)低電壓;另外,發(fā)電廠或變電站能源供應(yīng)不足時(shí),也會(huì)造成10kV配電線路末端出現(xiàn)低電壓[2—3]。10kV配電線路一旦出現(xiàn)低電壓?jiǎn)栴},將嚴(yán)重影響低電壓區(qū)域內(nèi)電力用戶的正常用電,影響供電的穩(wěn)定性和可靠性,甚至造成用戶的電氣設(shè)備損壞,導(dǎo)致不必要的索賠問(wèn)題。目前,電網(wǎng)解決10 kV配電線路末端低電壓?jiǎn)栴}的主要措施是通過(guò)調(diào)節(jié)變電站主變壓器的檔位以提高10 kV配電線路的整體電壓水平[4],但這種方法會(huì)直接導(dǎo)致10 kV配電線路出線首端的電壓水平偏高,存在極大的供電安全隱患。

為解決10 kV配電線路末端低電壓?jiǎn)栴},研制了一種移動(dòng)式10 kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置。該裝置能采集10 kV配電線路的三相電壓數(shù)據(jù),并將所采集的實(shí)際電壓數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的10 kV電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算出所需補(bǔ)償?shù)碾妷翰ㄐ?最終依據(jù)計(jì)算結(jié)果利用發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電,使所發(fā)電壓與10 kV配電線路的實(shí)際電壓進(jìn)行擬合,從而使10 kV配電線路末端的電壓水平趨近于標(biāo)準(zhǔn)電壓,改善10 kv配電線路末端的低電壓?jiǎn)栴}。

1移動(dòng)式10 kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)

如圖1所示,移動(dòng)式10 kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置由檢測(cè)單元和發(fā)電單元組成。檢測(cè)單元包含啟動(dòng)按鈕、液晶顯示屏、電壓檢測(cè)按鈕、檢測(cè)用降壓變壓器模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、微機(jī)模塊和可充電電源。發(fā)電單元包括發(fā)電機(jī)啟動(dòng)按鈕、關(guān)機(jī)按鈕、電壓進(jìn)線端口、電壓出線端口、柴油發(fā)電機(jī)和補(bǔ)償用降壓變壓器模塊。其中,啟動(dòng)按鈕、液晶顯示屏、電壓檢測(cè)按鈕、發(fā)電機(jī)啟動(dòng)按鈕、關(guān)機(jī)按鈕、電壓進(jìn)線端口和電壓出線端口安裝于裝置表面,檢測(cè)用降壓變壓器模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、微機(jī)模塊、柴油發(fā)電機(jī)、補(bǔ)償用降壓變壓器模塊和可充電電源安裝于裝置內(nèi)部。

移動(dòng)式10kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置的研制

啟動(dòng)按鈕用于啟動(dòng)整個(gè)裝置。液晶顯示屏用于顯示10 kV配電線路的實(shí)際電壓數(shù)據(jù)、發(fā)電機(jī)所發(fā)電能的電壓數(shù)據(jù)(即補(bǔ)償電壓數(shù)據(jù))和補(bǔ)償后的10 kV配電線路電壓數(shù)據(jù)。電壓檢測(cè)按鈕用于開(kāi)啟裝置對(duì)10 kV配電線路電壓進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)電機(jī)啟動(dòng)按鈕用于啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。關(guān)機(jī)按鈕用于關(guān)閉整個(gè)裝置,當(dāng)電壓補(bǔ)償發(fā)生特殊情況時(shí),可通過(guò)該鍵立即停止檢測(cè)單元和發(fā)電單元的運(yùn)行。電壓進(jìn)線端口和電壓出線端口用于連接10 kV配電線路,將裝置所發(fā)電能輸送到10 kV配電線路上進(jìn)行擬合。檢測(cè)用降壓變壓器模塊連接于電壓出線端口處,用于將采集的10 kV配電線路電壓數(shù)據(jù)降壓成標(biāo)準(zhǔn)的5 V電壓,以供檢測(cè)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊是將采集到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號(hào)。微機(jī)模塊是整個(gè)裝置的控制中心,用于處理采集的電壓數(shù)據(jù),并輸出所需補(bǔ)償?shù)碾妷簲?shù)據(jù)。柴油發(fā)電機(jī)用于發(fā)電,所發(fā)電能的電壓等級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)的10 kV電壓,其柴油加油口位于裝置表面。補(bǔ)償用降壓變壓器模塊是根據(jù)微機(jī)模塊輸出的補(bǔ)償電壓數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整其自身檔位,以保證補(bǔ)償后10 kV配電線路的電壓水平達(dá)到10 kV??沙潆婋娫粗饕獮闄z測(cè)單元充當(dāng)電源,并且其可在柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)進(jìn)行充電,以保證檢測(cè)單元的正常工作。

移動(dòng)式10 kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置的電壓進(jìn)線端口和電壓出線端口在與10 kV配電線路進(jìn)行串聯(lián)時(shí)采用六根電纜線路進(jìn)行連接。在裝置與線路的連接和斷開(kāi)這兩個(gè)過(guò)程中均需提前斷開(kāi)距離連接點(diǎn)最近的10 kV分接開(kāi)關(guān),避免電纜靠近10 kV配電線路時(shí)產(chǎn)生電弧,引起不必要的設(shè)備損傷和人身安全問(wèn)題。

2移動(dòng)式10kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置硬件設(shè)計(jì)

移動(dòng)式10 kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置硬件原理圖如圖2所示。

移動(dòng)式10kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置的研制

10 kV配電線路沒(méi)有中性線,所以采集的10 kV 電壓數(shù)據(jù)為線電壓數(shù)據(jù)。采集電壓數(shù)據(jù)時(shí),連續(xù)采集10 ms內(nèi)的模擬電壓數(shù)據(jù),之后間隔10 ms再采集下一組模擬電壓數(shù)據(jù)。移動(dòng)式10 kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置在采集到10 kV電壓數(shù)據(jù)后,經(jīng)檢測(cè)用降壓變壓器模塊進(jìn)行降壓,輸出幅值為5 V的模擬電壓數(shù)據(jù)。模擬電壓數(shù)據(jù)由數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓數(shù)據(jù),并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電壓數(shù)據(jù)輸入微機(jī)模塊進(jìn)行計(jì)算。將模擬電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓數(shù)據(jù)時(shí),從第一個(gè)模擬電壓數(shù)據(jù)開(kāi)始,以1 ms為間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,最終轉(zhuǎn)換成11個(gè)數(shù)字電壓數(shù)據(jù),將這11個(gè)數(shù)字電壓數(shù)據(jù)作為一組完整數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到寄存器中,以供微機(jī)模塊調(diào)用計(jì)算。微機(jī)模塊作為整個(gè)裝置的計(jì)算和控制中心,其接收電壓檢測(cè)按鈕和發(fā)電機(jī)啟動(dòng)按鈕輸入的控制信號(hào)以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸入的數(shù)字電壓數(shù)據(jù),經(jīng)算法處理后向液晶顯示屏、柴油發(fā)電機(jī)和補(bǔ)償用降壓變壓器模塊輸出相應(yīng)的控制信號(hào)或數(shù)據(jù)。

3移動(dòng)式10kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置軟件設(shè)計(jì)

定義detection為電壓檢測(cè)標(biāo)志,當(dāng)電壓檢測(cè)按鈕按下時(shí),微機(jī)模塊將detection設(shè)置為1,即為高電平; start為發(fā)電機(jī)啟動(dòng)標(biāo)志,當(dāng)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)按鈕按下時(shí),微機(jī)模塊將 start 設(shè)置 為 1 ; 只有 按 下關(guān)機(jī)按鈕 ,detection和start才會(huì)歸零變?yōu)榈碗娖?。UAB、UBC、UCA分別為移動(dòng)式10 kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置采集到的10kV配電線路的三相線電壓的有效值,Umax為UAB、UBC、UCA三個(gè)線電壓有效值中的最大值,U補(bǔ)償為液晶顯示屏上顯示的補(bǔ)償電壓的有效值,U補(bǔ)償0為裝置首次對(duì)10 kV配電線路進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電壓有效值,U補(bǔ)償1為裝置已對(duì)10 kV配電線路進(jìn)行首次補(bǔ)償后的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償下的補(bǔ)償電壓有效值,n0為裝置首次對(duì)10 kV配電線路進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償用降壓變壓器模塊的變比,n1為裝置已對(duì)10 kV配電線路進(jìn)行首次補(bǔ)償后的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償下的補(bǔ)償用降壓變壓器模塊的變比。

微機(jī)模塊在處理一組數(shù)字電壓數(shù)據(jù)時(shí),根據(jù)11個(gè)數(shù)字電壓數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的趨勢(shì)擬合成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的余弦波形,并取該波形的幅值計(jì)算其有效值,以此方法分別推算出UAB、UBC、UCA。由于補(bǔ)償電壓與10 kV配電線路電壓的余弦波形頻率相同、相角相同、幅值不同,所以補(bǔ)償電壓與10kV配電線路電壓進(jìn)行擬合時(shí),兩余弦函數(shù)模型的疊加可簡(jiǎn)化為其幅值的疊加,即等同于電壓有效值的疊加?;谏鲜鲈?開(kāi)發(fā)出一套10 kV配電線路低電壓動(dòng)態(tài)補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型。移動(dòng)式10 kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置軟件流程圖如圖3所示。

移動(dòng)式10kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置的研制

首先判斷start是否等于1,start不等于1,則表示此時(shí)裝置并未對(duì)10 kV配電線路進(jìn)行補(bǔ)償。此時(shí)判斷detection是否等于1,當(dāng)detection等于1時(shí),代表電壓檢測(cè)按鈕已按下,此時(shí)微機(jī)模塊開(kāi)始對(duì)采集的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,分別計(jì)算出UAB、UBC、UCA。接著將三個(gè)線電壓有效值中的最大值賦值給Umax,并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的U補(bǔ)償0和n0。U補(bǔ)償0和n0的計(jì)算公式如下式所示:

在計(jì)算出U補(bǔ)償0和n0后,將U補(bǔ)償0賦值給U補(bǔ)償,并在液晶顯示屏上顯示出UAB、UBC、UCA和U補(bǔ)償的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。最后判斷start是否等于1,start等于1則表明發(fā)電機(jī)啟動(dòng)按鈕已按下,此時(shí)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電,并將補(bǔ)償用降壓變壓器模塊的變比調(diào)節(jié)成n0。

若最初判斷的start等于1,則表示裝置已對(duì)10 kV配電線路進(jìn)行補(bǔ)償,此時(shí)對(duì)10 kV配電線路進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。首先微機(jī)模塊分別采集計(jì)算出UAB、UBC、UCA,并將這三個(gè)線電壓有效值中的最大值賦值給Umax,液晶 顯示屏上更新顯示出UAB、UBC和UCA的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。接著判斷Umax是否大于11 kV,Umax不大于11 kV,則表示補(bǔ)償后的10 kV配電線路電壓值在安全運(yùn)行范圍內(nèi),無(wú)須對(duì)補(bǔ)償電壓做出調(diào)整;Umax大于11 kV,則表示補(bǔ)償后的10 kV配電線路電壓值超出安全運(yùn)行范圍,需要對(duì)補(bǔ)償電壓做出調(diào)整。Umax大于11 kV時(shí),微機(jī)模塊重新計(jì)算對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電壓U補(bǔ)償1和補(bǔ)償用降壓變壓器模塊的變比n1,U補(bǔ)償1和n1的計(jì)算公式如下式所示:

U補(bǔ)償1和n1計(jì)算完成之后,運(yùn)用有載調(diào)壓技術(shù)將補(bǔ)償用降壓變壓器模塊的變比調(diào)節(jié)成n1,以此將10 kV 配電線路的電壓有效值重新調(diào)節(jié)成10kV。最后將U補(bǔ)償1賦值給U補(bǔ)償,并在液晶顯示屏上更新顯示U補(bǔ)償的數(shù)據(jù)。

4結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)式10 kV配電線路低電壓補(bǔ)償裝置通過(guò)采集10 kV配電線路三個(gè)線電壓有效值中的最大值Umax,并將Umax與標(biāo)準(zhǔn)的10 kV電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算出補(bǔ)償電壓有效值,最終依據(jù)計(jì)算結(jié)果利用柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電,并調(diào)節(jié)補(bǔ)償用降壓變壓器模塊的變比,使裝置輸出的電壓與10 kV配電線路的實(shí)際電壓進(jìn)行擬合,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)10 kV配電線路電壓水平的動(dòng)態(tài)調(diào)整,使10 kV配電線路末端的電壓水平趨近于標(biāo)準(zhǔn)電壓,改善10 kV配電線路末端的低電壓?jiǎn)栴}。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王永鐸.10kV配電網(wǎng)線路的建設(shè)與改造分析[J].中國(guó)外資,2013(22):283.

[2]宋強(qiáng).基于大數(shù)據(jù)分析的配電網(wǎng)低電壓變化態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2024,43(3):96-98.

[3]都興雙,李洪春,楊家輝,等.三相三柱鐵心變壓器低電壓阻抗相 間差異原 因研究 [J].變壓器 ,2024,61 (2):58-62.

[4]張海彬.10kV配電線路低電壓問(wèn)題及處理措施[J].電工技術(shù),2017(8):73-74.

2024年第16期第2篇

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開(kāi)發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開(kāi)幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉