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HR-WJ4.2.3-07r配变三相不平衡调节装置(换相开关)技术方案

一、前言

1.1 项目背景

三相不平衡是指在电力系统中三相电流(或电压)幅值不一致,且幅值差超过规定范围。在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中:由于用电户多为单相负荷或单相与三相负荷混用,并且负荷大小不同和用电时间的不同。所以,电网中三相间的不平衡电流是客观存在的,并且这种用电不平衡状况无规律性,也无法事先预知,导致低压供电系统三相负载的长期性不平衡。对于三相不平衡,电力部门没有有效的解决办法。

国家电网公司企业标准(Q/GDW519-2010)配电网运行规程8.7.4条中规定:变压器的三相负荷应力求平衡,不平衡度不应大于15%,只带少量单相负荷的三相变压器,中性线电流不应超过额定电流的25%,不符合上述规定时,应及时调整负荷;不平衡度宜按:(最大电流-最小电流)/最大电流×100%的方式计算。

1.2 三相不平衡对系统造成的危害

三相负荷不平衡对电力系统的影响主要包括以下几个方面:

● 增加线损:配电变压器三相负荷不平衡时,线损增加表现在两部分:一是增加配电变压器损耗。二是增加线路损耗。

● 降低变压器的利用率,威胁安全运行:配电变压器的额定容量是按每相绕组设计的,当配电变压器在三相负荷不平衡状态下运行时,变压器负荷高的那相时常出现故障,如缺相、接点过热、个别密封胶垫劣化等。同时,配电变压器在三相负荷不平衡状态下运行,在低压侧产生零序电流。对于Y,yn0接线的配电变压器来说,变压器高压侧无中性线,高压侧不可能有零序电流,低压侧零序电流产生的零序磁通不能抵消。所以,零序磁通只能由配电变压器的油箱壁及钢铁构件中通过,磁滞和涡流在钢铁构件内发热,造成配电变压器散热条件降低,温升增高,严重时损坏变压器绝缘,烧损配电变压器。

● 对用电设备的影响:当配电变压器三相负荷不平衡运行时,中性点将产生位移,偏移严重时单相电压可能升高到线电压。如果线路接地保护不好,中性线电流产生的电压严重危及人身安全。同时电流不平衡会造成单相设备不能正常用电,或过电压烧损用户设备。

● 变压器三相负荷不平衡对系统电压的影响:变压器在三相负荷不平衡运行时,由于变压器绕组压降不同,出口电压不均衡,用户端电压更是三相偏差较大,电压质量得不到保障。

1.3目前的解决办法

● 人工方式:主要是定期对三相不平衡电流测试,按季度考核变压器三相负荷不平衡度的情况。 负荷每月至少进行一次测量,特殊情况下(如高峰负荷期间,负荷变化较大时等)可增加测量次数,对配电变压器负荷状况做到心中有数,之后根据数据进行人工调整。工作繁琐,操作复杂,耗费大量的人力物力,不能实时调节。

● 自动方式:配变三相换相开关装置安装在台站220V配电变压器输出端,通过电压传感器、电流传感器实时测量三相电压和所在相电流,同时根据预先设定好的切换条件(过压、欠压、过流等)监视当前相的运行状况,出现满足切换条件的情况,立即自动切换至其它相。该方式自动切换的时间大于200ms,切换期间会有停电现象,影响用户正常用电,切换为手动方式操作时,不允许带负荷切换,实际应用局限性非常大。

● 静止型动态无功补偿装置SVG:采用可关断电力电子器件(IGBT)组成自换相桥式电路,经过电抗器并联在电网上,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧电流。此方式不能做到负荷真正平衡,设备自身功耗大,增大线损。

1.4本装置(系统)的社会和经济效益分析

1.4.1社会效益分析

本公司研发制造的YN-100系列三相不平衡调节装置(系统)是针对线路运行时的实际情况,通过实际采集各个分支上的负荷,经过综合分析和处理后,通过换相的方式来实现三相负荷的平均分配和使用。不存在电容补偿式平衡的过补或欠补问题,并且开关投切时间小于20ms。换相过程中对电器和设备的正常运行不存在任何影响。

提高供电可靠性和供电质量,最大限度保障人民群众生产、生活的用电需求,提高用户满意度;

提高设备安全运行水平,减少人身安全事故和电气设备事故;减少用户纠纷,保障社会和谐;

提高设备维护水平和劳动效率,减少人员维护工作量;

智能化在线监测,使用电管理智能化、远程化,提高智能化台区配电水平。

1.4.2经济效益分析

举例:假如台区变压器容量为315KVA,供电半径最长500m,台区户数200户,ABC三相每相100A。一年总用电量为220*100*3*24*365=580000KWh

总电费为580000*0.5=290000元

每户平均年用电费为290000/200=1450元,月均电费120元

线损17%,则一年线损290000*17%=49300元

(1)当不平衡度为75%,且三相电流分别为4I,I,I,则三相总线损为:

如果调平衡则每相电流为2I,则三相总线损为

比平衡之前降低线损  27-12=15 15/27=55% 

相比之前节省费用  49300*55%=27115元

(2)当不平衡度为25%,且三相电流分别为4I/3,I,I,则三相总线损为:

如果调平衡则每相电流为I,三相总线损为

比平衡之前降低线损

相比之前一年节省费用  49300*16%=7888元

结论:

将75%不平衡度的变压器通过本装置(系统)的运行将不平衡度降为25%以后,

可省线损(55-16)%=39%

一年的费用可节省49300*39%=19227元

二、装置(系统)的组成与工作原理

2.1产品综述

YN-100配电变压器(以下简称配变)三相自动调平衡装置(系统)用于交流380V/220V三相电不停电带负荷自动智能切换,能很好地解决目前现有产品的不足。针对三相交流电在传输中产生的损耗,本装置通过高精度AD采集芯片实时采集每相的电压、电流等参数,根据需要通过智能化逻辑判断自动选择并控制单相用户的供电相,自动调整三相负荷的不平衡。降低电能在传输过程中的损耗,最大化的提高电能利用率的同时增强了电网供电的可靠性。

             

2.2装置(系统)配置表

配套装置组成

单位

对应型号

数量

备注

1

主站

软件

YNV1.1

1

主站(可选)

计算机

 

1

2

开关控制装置

YN-100/S

若干

每台开关控制装置可至少带10台换相开关装置

3

换相开关装置

YN-100/K

若干

每台变压器出现侧可安装1台

2.3装置(系统)遵循的行业或国家标准

GB/T 14537-1993 量度继电器和保护换相开关的冲击和碰撞试验

GB/T 11287-2000 量度继电器和保护换相开关

GB/T 14598.13-2008 电气继电器

GB/T 7261-2016 继电保护和安全自动装置基本试验方法

GB/T 2423.1-2001 电工电子产品环境试验和低温性能试验

GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验和高温性能试验

GB/T 2423.3-2006 电工电子产品环境试验和湿热性能试验

IEC 61000-4-18:2006+A1:2010阻尼振荡波抗挠度试验

GB/T 17626.2-2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验

GB/T 17626.3-2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T 17626.4-2008 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗干扰度

GB/T 17626.5-2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗干扰度检验

GB/T 17626.6-2008 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗干扰度检验

GB 17799.4-2012 电磁兼容 通用标准 工业环境中的发射

GB 4208-2008 外壳防护等级

Q/GDW376.1-2009 电力用户用电信息采集系统通信协议

DL/T645-2007 多功能电能表通信规约

DL/T686-1999 电力网电能损耗计算导则

国家电网生(2004)203号 《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》

Q/CPYNE 0004-2016 YN-100燕能电气三相不平衡调节装置企业标准

2.4装置(系统)组成与工作原理

本装置(系统)由主站、开关控制装置和换相开关装置三部分组成。

开关控制装置安装在变压器出口处,换相开关装置安装在邻近的电杆上。换相开关装置通过射频或载波的方式与开关控制装置通信,开关控制装置通过GPRS与主站通信。

开关控制装置可实时采集三相电压、电流等基本数据,将采集到的数据经过GPRS传输至主站后台;换相开关装置将检测到的信号通过载波或射频传输至开关控制装置,并由开关控制装置转发至主站系统。主站通过对开关控制装置和换相开关装置发送的数据进行分析,当检测到三相不平衡后,主站发出指令给开关控制装置,再通过开关控制装置发出相关指令给低压线路上的换相开关装置,切换到对应相,实现三相负荷的自动平衡。

换相开关装置中的换相开关瞬间切换采用可控硅,切换后靠继电器保持,实现带负载切换,且切换时间小于20ms。

2.4.1换相开关装置

换相开关装置安装在变压器输出端的塔杆上,通过电压传感器、电流传感器实时测量三相电压、当前所在相电流,计算出有功功率、无功功率、功率因数、当前相位、换相动作次数,定时通过射频或载波等方式将相关信息上报给开关控制装置。装置可实现不停电瞬间的切换,切换后靠继电器保持,实现带负载切换,切换时间小于20ms,用户几乎不会有感觉;也通过可手动遥控的方式实现现场的带负荷不停电切换。

◎ 可实时监测变压器的电压、当前相电流、有功功率和无功功率等,掌握配变的运行情况

◎ 无线传输:调平(换相)装置和开关控制装置之间采用射频或载波方式通信,集中器和主站之间采用GPRS方式通信,实现数据实时掌握

◎ 自动切换开关:不停电带负荷情况下,三相负荷不平衡可以实现自动和手动切换(国内首创)

◎ 功能扩展:可以根据用户的要求进一步监控配变的运行情况,可以远程操作变压器的停电送电等等。

电气参数

额定电压

AC150V-250V

额定电流

120A

设备功率

<1W

额定频率

50Hz

绝缘电阻

>100MΩ

进线方式

3P+N

出线方式

P+N

性能参数

换相切换时间

<20ms

换相切换次数

>10万次

电流/电压采样精度

0.5%

Zigbee通讯距离

≤1500米

Zigbee频率

2.4GHz

使用环境

安装场所

户外

安装方式

柱上/壁挂

环境温度

-40℃ -70℃

装置结构

壳体结构

不锈钢喷塑

壳体尺寸

400*570*150mm

装置重量

11kg

防护等级

IP45

2.4.2开关控制装置

控制装置安装在配变台区,主要实现对变压器所有分支(含每相)数据的采集。同时根据预先设定好的切换条件(过压、欠压、过流等)监视当前相的运行状况,出现满足切换条件的情况,同时根据设定可以自动切换至其它相,也可以上报后。

◆ 数据采集:实时监测三相电的电压、电流、有功、无功、频率、功率因数等运行参数。

◆ 状态监测汇报:能够监测调平装置实时状态,并及时向主站发送告警信息。可定时上报,可突发情况立即上报,也可主站轮询;

◆ 数据通信

主站通信:GPRS;

换相开关装置通信:zigbee2.4G;

◆ GPRS通信设备

无线模块和天线安装在终端机壳内,且有外引天线的位置

有防止无线通信模块死机的断电自复位功能

数据接口波特率可设

支持UDP、 TCP ,TCP 断链数据不丢失

支持发送数据帧控制

发送缓冲区大小可设(10K以下)

智能尝试间隔

支持永远在线:设备加电自动上线、掉电自动重拨、线路保持

支持休眠中数据触发上线、数据端口触发上线

支持定时上线

支持短信及振铃唤醒

◆ 就地参数设置及对时功能

开关控制装置带有液晶显示、按键输入功能,可在现场设置各类参数

◆ 自诊断、自恢复功能

内置看门狗功能,因外界干扰、程序死循环等问题造成系统死机的可自动重启系统

内置电源监控电路,当系统供电异常时自动复位,防止出现异常操作或死机等情况

◆ 远程维护:

可对换相开关装置进行远程参数维护

开关控制装置不仅能与配网主站系统、远程维护与升级系统进行通信,还可与未来备用配网主站系统实现通信

在远程维护过程中,当出现异常时,可保证调平装置可以自动自主的恢复到正常运行,并可预备接受再次的远程维护与升级

可通过远程维护查看通信终端的当前运行软件的版本信息

在使用远程维护功能对调平装置进行维护时,不影响其他配电终端与主站的正常通信

电气参数

工作电压范围

AC150V-250V

设备功率

<5W

额定频率

50Hz

绝缘电阻

>100MΩ

进线方式

3P+N

Zigbee通讯距离

≤1500米

Zigbee频率

2.4GHz

主站通讯

GPRS

使用环境

安装场所

户外

安装方式

柱上/壁挂

环境温度

-40℃-70℃

装置结构

壳体结构

不锈钢喷塑

壳体尺寸(高宽深)

400*350*150mm

装置重量

5kg

防护等级

IP45

2.5装置(系统)技术参数

◆ 额定工作电压:220V

◆ 工作电压范围:AC150V-250V

◆ 电压测量精度:220V±2V

◆ 工作电流范围:0-120A

◆ 电流测量精度:100A±1.5A

◆ 额定频率:50Hz

◆ 换相时间:≤20ms

◆ 调节后不平衡度:≤15%

◆ 接线方式:三相四线制

◆ 工作环境温度:-40℃-70℃

◆ 机械寿命:10万次以上

◆ 防护等级:IP45

2.6装置(系统)功能特点

◆ 三相不平衡自动调节,实现负荷平均分配

◆ 保护功能:

短路保护:装置在发生短路时,能自动切断电源

断电闭锁:装置内部发生故障或者换相时间过长导致负载断电,能自动固定在某一相位上闭锁输出回路,确保线路正常供电

欠压保护:当线路电压低于338V时,装置能自动固定在某一相位上闭锁输出回路,确保线路正常供电

过流保护:装置负载电流≥90A时,能自动固定在某一相位上闭锁输出回路,保证设备安全工作

◆ 实时检测,达到不平衡度阈值自动动作,可动态实现负荷平衡

◆ 实时采集变压器三相电流、电压、功率等数据

◆ 换相动作时间小于20ms,自动切换,不影响对用户的正常供电

◆ 装置免维护,节约人工成本

2.7主站软硬件

2.7.1主站硬件基本配置与要求

1、主站硬件要求

◎ 主机或服务器:

◎ 显示设备:

◎ 稳压电源:

2、主站软件要求

◎ web server 模式

◎ 数据库采用Microsoft SQL server2005

◎ 服务器操作系统选用window 2003 Server

◎ window .net frame4.0 浏览器为IE8.0 及以上。

◎ 采用vs2010 开发平台,采用C++和C#在.net4.0 框架进行开发

2.7.2主站软件介绍

三相不平衡是指三相电流(或电压)幅值不一致,且幅值差超过规定范围,当幅值超过一定阀值如25%(可手工设置阀值)时系统认定为配变发生了三相不平衡。在本系统中又分为瞬时三相不平衡和持续三相不平衡。系统在计算三相不平衡度时要考虑到同时刻的负载率情况,因为当配变负载过小时不需要考虑其三相不平衡度。系统目前默认当配变同期负载率小于15%时不考虑三相不平衡(可手动设置阀值)。

主站软件通过接收调平装置和开关控制装置的数据,进行综合处理和分析,并结合处理的结果实现对调平装置的开关切换控制。系统接入A、B、C三相电,用户供电选择其中一相。根据指令切换工作相别,比如,原来使用A相供电、接收到切换B相指令后,切换到B相;或接收到C相指令后,由A相切换到C相。当检测到所工作的相别电压异常后,自动切换到正常的相。比如:原来在A相,检测到A相电压低于180V或A相失电,那么自动切换到B相;依次类推。输出信号:当前工作相别;A、B、C三相电压;负荷电流;有功功率等。

2.7.3主站实现功能

主站服务端软件由WCF服务和Web Server服务两部分组成,其中WCF服务负责集中器和换向器设备与用户端的通信;Web Server服务用来展示系统功能。

Web Server所实现功能如下:

1、瞬时三相不平衡情况统计分析

瞬时三相不平衡就是配变在某一刻发生了三相不平衡。举例如下,点击荫营供电公司对应的瞬时三相不平衡字段:

进入荫营供电公司瞬时三相不平衡配变统计页面,统计了这些配变发生瞬时三相不平衡的次数、发生瞬时过电压的次数、发生瞬时过负荷的次数和发生功率因数越限的次数。如下:

用户单击每个配变的瞬时不平衡次数还可以链接到该台配变发生的每一次瞬时三相不平衡情况。页面内容与展示功能同瞬时电压越限与瞬时过负荷页面基本一致。

2、持续三相不平衡情况统计分析

持续三相不平衡就是配变在一个连续的时间段内一直处于三相不平衡状态。持续三相不平衡更能体现配变的三相不平衡情况。举例如下,点击荫营供电公司对应的持续三相不平衡字段:

进入荫营供电公司持续三相不平衡详细列表,页面如下:

列表展示了荫营供电公司下发生持续三相不平衡的所有配变的详细情况,包括每台三相不平衡配变的基础信息、三相不平衡持续时间、三相不平衡发生次数、三相不平衡开始时间、结束时间以及三相不平衡期间的平均三相不平衡度。在持续三相不平衡分析详细列表页面可进一步扩展查看针对某一单台配变详细分析功能、针对某一配变的三相不平衡分析和针对某一配变的电压、电流对比曲线。

3、高峰时段三相不平衡统计分析

高峰时段三相不平衡分析的数据只是一天之内的两个用电高峰时段,中午8点至11点和晚上18点至23点。高峰时段三相不平衡分析功能需从系统业务导航功能菜单进入,举例如下,点击三相不平衡菜单下高峰时段子菜单,进入高峰时段三相不平衡分析页面:

该列表展示了每天的高峰时段发生三相不平衡的所有配变的详细情况,包括三相不平衡配变的基础信息、三相不平衡持续时间、发生次数、开始时间、结束时间以及不平衡期间的平均三相不平衡度。

4、全时段三相不平衡统计分析

全时段三相不平衡就是分析一天24小时所有的数据。全时段三相不平衡页面可以通过配变预警分析页面的持续三相不平衡台数进入,也可以通过系统业务导航菜单直接进入三相不平衡界面,如下为全时段三相不平衡分析页面:

该列表展示了每天发生三相不平衡情况所有配变,包括每台三相不平衡配变的基础信息、三相不平衡持续时间、发生次数,开始时间、结束时间以及不平衡期间的平均三相不平衡度。

5、台区数据实时监测

台区数据实时监测是通过集中器设备实时采集台区低压侧的三相电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率等指标数据以及换相器上的负荷数据、相别信息等,集中器通过GPRS通信传输到主站,经系统分析处理通过页面监测、图形监测等手段展示给用户。通过该功能,可实时监测台区的运行状况是否良好,并可手动调节台区用户端所装的各个换相开关。

台区数据实时监测有页面监测和图形监测

(1)   页面监测如下:

在本监测页面,用户可以查看任意装了集中器和换相开关的台区的实时数据信息,系统默认每隔15分钟返回一次监测数据,同时用户还可以随时任意召唤集中器数据和每一个换相开关的数据。通过监测台区三相负荷数据,用户可自行判断该台区三相是否平衡,并可任意切换每一个换相开关所属相别以达到台区三相平衡的目的。同时,在本功能页面,当台区某一项负荷达到过载负荷值时,系统会限制用户再将其他换相开关切换到该相别,以达到防治配变发生单相过负荷而稍后变压器。

(2)   图形监测如下:

台区的图形监测页面即用示意图的形式展示配变、集中器、线路以及各换相开关的相对物理位置信息和各设备的实时数据信息,同时可在图形页面进行召唤和切换开关的操作。图形监测页面的优点就是用户通过示意图可以直观看到各个换相开关所在的相对位置以及所处相别信息,在需要手动切换某一开关相别以使配变达到三相负荷平衡时可以快速判断该选择哪一个开关进行切换。

6、开关实时监测

换相开关除具备切换相别功能外,还能采集开关安装所在支线负荷相的的负荷电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率等指标数据以及换相开关上的其他信息。换相开关通过载波或无线电将采集信息传输到台区集中器,并由集中器通过GPRS通信传输到主站,经系统分析处理展示给用户。通过该功能,可实时监测每一个换相开关的运行状态,并可手动控制各换相开关。

页面监测如下:

在本监测页面,用户可以查看任意换相开关的实时数据信息,系统默认每隔15分钟返回一次监测数据,同时用户还可以随时任意召唤换相开关的数据以及手动调节开关所处相别。开关每次进行换相动作时,系统会记录动作次数。

7、指标数据展示

指标数据是指集中器采集到的台区低压侧的三相电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率和换相开关采集到的用户端的负荷电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率等,系统提供数据列表和曲线图两种方式展示各项指标数据。

列表展示数据举例如下:

在本页面,用户可以查看任意集中器或换相开关采集到的每一项历史指标数据,方便用户查看设备历史运行情况。该列表下每一项指标数据都可以通过曲线图的方式来展示,例如下面是某一监测台区集中器采集到的台区低压侧三相电流曲线图:

曲线图方式展示指标数据,可以更直观的体现出数据在指定时间段内的运行情况,如该三相电流曲线图可以直观看出该监测台区在哪个时间段负荷较高或不平衡。

8、设备应用效果展示

设备应用效果展示是指安装了调平衡装置的台区与未装调平衡装置台区的三相负荷情况进行对比,或者是某一台区安装调平衡装置之前与安装调平衡装置之后三相负荷情况对比,通过平衡情况的对比,可以直观看出调平衡设备效果明显。如下图为河拱西变台安装了调平衡装置前后三相负荷电流曲线对比图,可以看出,安装调平衡设备后,三相电流曲线明显平衡了许多。

9、自动调平衡功能

自动调平衡功能是本软件最重要的功能,是指主站软件接收集中器和换相装置实时传回的采集数据,并经过计算判断出当前台区是否处于三相负荷不平衡状态,如果台区处于三相不平衡状态,进一步统计各换相装置所处相别和负荷,经过系统计算模型的复杂计算,判断该由哪一个换相装置进行调相,以得出最合理的调相方案,并自动进行调节,以达到台区三相平衡的目的。

10、设备自检与远程参数设置

换相装置具有自检功能,并实时传送自检信息到系统主站,当换相装置出现故障时,主站接收到自检信息并解析后传到页面,用户可以在页面看到设备到底发生了什么故障,从而及早制定维修或更换方案。系统还提供远程参数设置功能,用户可通过系统软件远程对换相装置进行锁定、解锁、修改CT变比、过流值等远程参数设置。

三、安装与维护

3.1安装地点选择

1)白天变压器出口ABC三相电流之和大于50A(严格),变压器低压线路末端到用户处相电压不低于160V;

2)本三相不平衡治理系统只针对单相用户,且变压器低压侧用户中单相用户超过50%;

3)对于杆式变压器,开关控制装置可以采用柱上安装。对于厢式变压器,开关控制装置可采取壁挂或内置式安装,内置安装时需保证有足够的安装空间和固定方式(400*300*160mm);

4)无论变压器低压侧出线为架空线或集束线缆,皆能明确分清ABC三相及零线;

5)装置下面或者周围有存在树木、杂草应及时砍除,保证足够的安全距离;

6)对就位的换相装置,应有防砸及防碰撞措施;

3.2安装方案制定的基本原则

1)采集局方调度后台数据。包括台区三相电流各时间段数据,台区用户月、日电量采集数据,变压器台区低压侧线路及用户表箱分布图;

2) 确定安装台区的线路走向,并明确分清ABC及零线;

3)根据台区三相电流采集的数据,大致分配换相开关装置所带负荷在安装前的相位。比如某一相电流特别大,如A相电流比B相、C相大,则选择接入换相开关的表箱安装前接在A相的就相应多选择些,安装前接在B相、C相的表箱就相应少选择一些;

4)换相开关出线一般接到用户的表箱上,可根据表箱里的电表数初步判断负荷大小,建议一个换相开关带6-10块电表;

5)换相开关需要和开关控制装置通信,换相开关应选择尽量在同一平面上安装,设备间通信应尽量减少中间障碍物;安装后,存在换相开关仍未通讯上的情况,须增加无线通讯中继路由模块。

6)开关控制装置一般安装在变压器处;

下图为台区换相开关安装点分布示意图

3.3安装

3.3.1外形和结构尺寸

3.3.2安装

1) 换相开关壁挂式安装

依据装置的固定孔尺寸,先在指定墙体位置用冲击钻打孔,并加栽 2个膨胀螺丝(直径12mm长度100mm),并将装置牢固锁紧在墙壁上。

2)换相开关柱上安装

选定安装高度,依据我方提供的抱箍和固定螺栓直接固定在电杆上。


3)开关控制装置安装于变压器处的电杆上

4)电流互感器安装

电流互感器一般安装在变压器低压出口至出现分支前,在变压器低压端出线附近,可直接套到导线或者铜条上。由于电流互感器安装注意事项较多,在电流互感器连接线处统一描述。


3.4连接

3.4.1换相开关装置的连接

换相开关装置与外部连接的线为6根线,其中进线4根,出线2根。6根连接线一端分别与进线架空线A相、架空线B相、架空线C相、架空线零线、表箱火线表和箱零线相连,另一端连接运行线路。

1

2

3

4

5

6

进线A相

进线B相

进线C相

进线零线

出线火线

出线零线

3.4.2开关控制装置连接

开关控制装置连接分为电流互感器连接和开关控制装置自身连接两个部分。

       

u  电流互感器连接

       

a)  如上图所示,电流互感器红色面朝上,左边为S1点,右边为S2点,在黑色塑料上有标注。从配件箱中取出电流互感器连接线,将棕色线与电流互感器左边S1点连接,蓝色线与右边S2点连接。

b)   接完电流互感器连接线后拧图中红框处螺丝,使电流互感器完全分开,把电流互感器套入电线内在拧紧螺丝,使电流互感器完全闭合。安装时必须确保工作面(P1)朝向电源侧(变压器)。

c)   电流互感器安装连接完成后套上硅胶护套,护套用扎带扎紧。

u 开关控制装置连接

a)   如图所示开关控制装置总共接入10根线,从左至右依次为:电压零线、A相电流互感器S1点、A相、A相电流互感器S2点、B相电流互感器S1点、B相、B相电流互感器S2点、C相电流互感器S1点、C相、C相电流互感器S2点。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

UN

IA-S1

UA

IA-S2

IB-S1

UB

IB-S2

IC-S1

UC

IC-S2


    


如上图所示,在开关控制装置接线端子与连接线连接,其连接线分为1根四芯电压连接线和3根2芯电流互感器连接线组成。电流互感器连接线一端已经与电流互感器连接,在开关控制装置接线端子中,把棕色线分别对应到各相S1点,蓝色线对应各相S2点。

四、系统(装置)实施方案

4.1系统(装置)实施需要了解的线路参数

1、系统运行条件

1.1安装点所在台区一次负荷状况(如果为多个台区,请提供相应台区的负荷状况列表)

可另外提供数据

1.2安装点所在台区分支线负荷状况(如果为多个台区,请提供相应台区对应分支的负荷状况列表)

可另外提供数据

1.3安装点台区主变有否安装电流互感器(□有,变比           □无)

序号

台区名称\编号及容量

电流互感器(有无)

变比

备注

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

4

 

 

 

 

5

 

 

 

 

6

 

 

 

 

7

 

 

 

 


1.4你希望理想的负荷不平衡度控制在多大范围内  □15%   □25%   □其它   

    1.5安装点分布   □户内(电表箱附近)  □户外(电杆)  □户内、户外混合

    1.6安装点台区是否包含三相电用户    □是    有       户     □否

2、安装点所在台区线路图提供(可另附)

 

 

 

3、提供方案(产品)组成

3.1换相开关装置(每个台区10台以上)

必备选择

3.2开关控制装置(每个台区1台)

必备选择

3.3主站(含软硬件)

可选

□ 无需主站软硬件;

□ 需要主站软硬件,主站软硬件及GPRS运行费用由  □厂家   □用户  承担;

4、其它客户认为有必要陈述的内容

 

 

 


4.2 具体实施方案

4.2.1基于用户提供线路的数据分析

XX供电局台区变压器容量315KVA,台区用户252个,线路分支有三个,安装换相开关装置前三相不平衡度达百分之六,七十。通过对XX供电局台区的线路图和变压器运行数据的综合分析与计算,并进行实地考察,提出了解决方案:

1>在变压器出线端安装开关控制装置一台,实时采集变压器的各相运行数据,并根据三相负荷不平衡情况实时调整开关所在相位;

2>根据台变数据和实地考察分析,通过用电户1个月内的用电量情况计算每户的平均负荷,再根据用电户所属表箱信息统计出每个表箱的平均负荷,排除负荷过大或过小的表箱(如负荷电流小于3A,或者大于50A则不考虑安装换相开关)。该台区B相负荷较大,所以在B相多分配开关,以便将B相负荷通过切换到其他相平衡掉。换相开关具体安装位置如下图,共在分支以及主干线上装了12台开关。

4.2.2基于用户提供图纸的可能性方案

乐安台区系统安装整体示意图

经纬套台区系统安装整体示意图

天宝台区系统安装整体示意图


烟草公司台区系统安装整体示意图

乐安中心台区系统安装整体示意图


乐安中医院台区系统安装整体示意图

备注:以上是初步实施方案,具体安装位置,根据现场实际情况再做调整。

4.2.3安装点汇总

序号

变压器编号(控制装置安装位置与数量)

换相开关装置安装位置(杆号)

安装数量

备注

1

001变压器(安装主控器1台)

见示意图

1台

 

见示意图

1台

 

见示意图

1台

 

见示意图

1台

 

见示意图

1台

 

 

 

见示意图

1台

 

 

 

见示意图

1台

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

合计:安装主控器数量1台,分控器数量7台

4.2.4安装注意事项

◆ 安装点位置选择

◎ 装置外壳紧贴电线杆,垂直摆放,用抱箍从后方穿入外壳两侧的固定孔内,拧入螺母并拧紧,保证整台设备不会下滑。

◎ 安装位置偏低或者存在其他安全隐患的,应书面上报县公司分管领导或电力部门处理、建议,或采取其他相应措施;

◆ 安装操作

◎ 装置上方作业时,操作人员不得瞪踩,并带工具带,以防工具材料掉入砸坏、砸伤设备。

◎ 连接完成所有连线后,仔细检查所有线缆是否有表皮破损、线缆绝缘部分要保证完好,如有破损需及时处理。

◎ 安装完成好检查施工现场是否有遗留工具、杂物,防止掉入开关控制装置内部造成短路、触电等事故。

◎ 装置在完成安装、连线后,门应加锁,未经安装单位许可,闲杂人员不得随意开启。

◎ 装置要保持清洁干净,油漆面无碰撞损伤。

◎ 非专业维护人员禁止触碰开关控制装置及其附属设备,防止发生触电事故。

◎ 安装时必须停电!

4.2.5装置(系统)安装后实现的功能

4.2.5.1主站监控换相开关数据及动作

三相不平衡自动换相系统可通过主站实时监控换相开关装置,实时监测各台区基础数据,并进行分析,还可以根据需要对换相开关装置发出命令,切换当前工作相,实现负荷调平功能。

4.2.5.2实时数据在线监测

开关控制装置实时采集台区电流、电压、功率等数据信息并实时回传至服务器主站,主站分析解析后通过系统展示给用户。系统展示给用户的实时数据内容如下图:

4.2.5.3台区负荷平衡情况统计

系统通过分析开关控制装置实时回传的三相电流等数据,在台区安装开关控制装置时开始统计台区每一天的负荷平衡情况,开关控制装置运行一段时间后,系统得出该台区是否发生三相不平衡的结论,如果该台区确实存在三相不平衡的情况,则需该台区需加装换相开关。安装一定数量的换相开关后,换相开关根据台区不平衡情况自动换相保证台区处于三相平衡状态。开关控制装置继续采集实时数据并传回主站,系统统按三相负荷不平衡的严重程度给予分段统计。

通过主站软件可以看到台区三相各基础数据及三相不平衡度。下图为安装换相开关后台区数据,可以看到三相不平衡度明显降低。

通过不平衡情况统计分析页面,还可以看出,换相开关安装前后台区的三相不平衡时长情况对比,如下图可以看出,安装开关后,台区负荷平衡时长明显增加,不平衡时长明显减少。

还可以看到三相电流曲线图,

同时,可通过选择对比日期查看开关安装前后任意两天的负荷情况对比环形图,如下:

4.2.5.4台区换相开关数据统计

换相开关装置采集三相电压以及负荷电流上传至开关控制装置然后传到后台主站。换相开关装置根据台区负荷平衡情况由控制装置发命令实现开关自动换相,开关每换一次相,主站都会详细记录并统计。通过系统用户可以看到台区下所装的所有开关,每一个开关的采集数据,以及总的换相次数,以及从任意一相切换到其他相别的换相次数。

下图为该台区所有开关数据查询图,在此可以查看该台区所有安装开关的实时数据和历史数据:


可以查看具体某个开关的各种数据如下:

各个开关的换相记录:

各个开关的换相次数统计如下图:

换相次数还可以柱状图展示:

开关在各相时长统计:


4.2.5.5台区低压线路图

本主站提供直观的开关安装线路图,用户可以直观的看到开关安装位置,并可以查询每个开关实时电压电流等数据,还可以实现召唤数据,手动换相等功能。该窗口可以实现平滑的放大、缩小,方便用户查看台区及每一个开关安装点的实时数据。

4.3运行维护

4.3.1装置维护

◆ 定期对运行的装置进行清理,并对设备自身及其连接线进行检查。发现安全隐患,须及时处理;

◆ 设备运行异常、或不工作时,须及时联系我方人员,不得对设备擅自进行拆装;

4.3.2主站运行

1)实时数据在线监测

开关控制装置实时采集台区电流、电压等数据信息并实时回传至服务器主站,主站分析解析后通过系统展示给用户。系统展示给用户的实时数据内容如下图:

2)开关换相次数统计

换相开关由开关控制装置控制根据台区负荷平衡情况实现自动换相,开关每换一次相,主站都会详细记录并统计。通过系统用户可以看到台区下每一个开关总的换相次数,以及从任意一相切换到其他相别的换相次数。系统展示给用户的换相次数统计如下图:

开关换相次数统计柱状图如下:

除了统计每一个开关的换相次数外,用户还可以看到开关每一次的换相记录,如下图:

3)台区负荷平衡情况统计

系统通过分析开关控制装置实时回传的三相电流等数据,在台区安装开关控制装置时开始统计台区每一天的负荷平衡情况,开关控制装置运行一段时间后,系统得出该台区是否发生三相不平衡的结论,如果该台区确实存在三相不平衡的情况,则需该台区需加装换相开关。安装一定数量的换相开关后,换相开关根据台区不平衡情况自动换相保证台区处于三相平衡状态。开关控制装置继续采集实时数据并传回主站,系统统按三相负荷不平衡的严重程度给予分段统计。通过不平衡情况统计分析页面,可以看出,换相开关安装前后台区的三相不平衡情况对比,如下图可以看出,安装开关后,台区负荷平衡时长明显增加,不平衡时长明显减少。

同时,可通过选择对比日期查看开关安装前后任意两天的负荷情况对比环形图,如下:

4)台区低压线路图

系统提供展示台区低压线路图,可直观体现台区下各个换相开关的安装位置。

(功能扩展版本可实现:可实现平滑的放大、缩小,展示台区及每一个开关安装点的实时数据,并实现召唤数据,手动换相等功能。)


4.3.3主站维护注意事项

◆ 主站电脑和服务器须专门用于本系统的安装及运行,不得另行安装其它监测软件;

◆ 主站电脑常态下为系统运行监测状态,任何人不得随意关闭该平台;

◆ 查看数据或维护时,必须严格按照我方提供的说明书操作,不得随意点击或修改其中的配置;

◆ 软件运行异常时,须及时联系我方技术或商务人员,不得随意自行更改;

◆ 须定期对主站电脑和服务器进行清理,保持工作环境的卫生;

◆ 程序升级:本部分仅限于厂家技术人员操作,严禁自行对设备固有设置和程序进行操作和更改!

4.4故障处理

4.5 XX供电局安装本装置(系统)后预期的效益分析

XX供电所六石台区安装换相开关后三相不平衡度明显降低,减少了末端低电压情况,降低了线路损耗,增加了变压器寿命,有效的保护了用户的用电设备,相比无功补偿方式采用电能损耗的方式实现平衡,本换相开关采用物理分配实现三相平衡,可谓治标又治本,有效的节约电能,是节约能源的长久之计。

五、售后服务和技术支持

我公司负责现场的系统及内部调试,免费进行安装指导和使用培训。

5.1提供实时的技术支持

公司对系统软件的使用操作、运行维护提供免费培训,其中包括视频培训或现场培训。

公司对硬件设备提供3年保修、终身维护。

公司将确保所供硬件设备的完整性和可用性,保证硬件设备在安装调试后能够正常投入运行。并承诺

对所提供的硬件设备不满足要求负全部责任。

提供终身软件版本的升级,并将最新的版本升级信息及时告知用户。

向客户提供全天候电话技术咨询。

5.2提供及时的故障处理及应急策略

全天候的实施故障响应措施。在接到客户故障请求后,电话实时响应, 12小时内提出维修措施,24小时内售后工程师赶到现场,如无特殊故障,48小时内处理并解决问题。

如果属于设备无法修复或无法及时处理的特殊故障,我公司将提供备用设备替换。

六、关联图纸

6.1外形图纸

6.2安装图

6.3台区安装点分布图

6.4换相开关一次接线图

6.5控制装置一次和二次接线图

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