王光猛 陈京齐 乔振家
（国网山东禹城市供电公司）
摘要：本文通过低压调压器的分析对比，详细介绍了新型低压线路调压器的功能、原理，及其在低电压治理中的应用和节能效果，为相关技术人员提供了一个进行低电压治理的有效途径。
关键词：低电压治理；低压线路调压器；应用
一、小功率家用稳压器
随着电功率家用电器的应用和普及，居民用电功率明显提高，低压供电线路的供电能力明显下降，线路末端“低电压”现象非常突出，造成部分家用电器无法正常使用。为此，出现了继电器式小功率的家用稳压器，针对单台家电设备进行稳压供电，以维持该设备的正常运行。
小功率家用稳压器的工作原理如图1所示。
该稳压器是利用继电器分接自耦变压器的不同抽头进行调压的。其功率约为1kW左右，该稳压器结构简单，造价低廉，但其每一次继电器动作换挡调压时，都会造成一个电压瞬时中断，同时在继电器触点上还会产生火花干扰。若继电器触头质量稍次，极易引起烧毁事故。
二、大功率家用稳压器
由于小功率家用稳压器只能针对单台家电设备（如冰箱）进行电压调节，为使一个家庭中的其它电气设备也能正常使用，同时又能克服调压过程的瞬时断电缺点，出现了较大功率的碳刷式家用稳压器，其工作原理如图2所示。
该稳压器是通过碳刷在线圈上滑动接触，来改变自耦变压器抽头进行调压的。其功率约为3kW～10kW，该稳压器避免了继电器调压方式的电压瞬时中断现象。但碳刷在不断的移动中会慢慢磨损变薄，脱落的碳粉会影响绝缘，当碳刷接触不良时会产生火花，严重时会出现短路故障。碳刷的机械运动响应较慢，负荷突变时，可能导致电压瞬间的突升与突降，这将间接影响用户电器的使用寿命。
三、新型低压线路调压器
由于上述两类家用稳压器，主要应用于居民家庭内部，其数量庞大、隐患明显、又无专业人员维护，因此造成电气故障频发、存在严重的电气安全隐患。为此，由某公司，利用先进的现代科学技术，推出了新型低压线路调压器（如图3）。
该调压器串联在低压供电线路中，根据具体用户的负荷功率，可同时为数户、十数户、甚至数十户的居民提供稳定的工作电压，由专业的人员进行安装和运维，不但有效解决了线路末端的“低电压”问题，同时杜绝了用户的电气安全隐患，提高了低压线路的电压合格率，实现了低压配网的经济运行。
3.1该新型低压线路调压器的工作原理
该调压器按“补偿原理”设计，将其串联在低压供电线路中，其输入电压Ui为线路的自然电压，其输出电压U0为叠加了补偿电压ΔU之后的较高电压，ΔU经微机控制器计算后，指令调压器动态调节，闭环控制，使调压器的输出电压合格。
该调压器并联了无功自动补偿智能电容器，可按无功模式或电压模式自动调节电容器容量，在调压的同时，有效降低了线路无功损耗和线路无功压降，抑制了调压器前端的电压跌落。
3.2新型低压线路调压器的工作过程
（1）以输出电压U0为控制目标。
（2）当用户侧电压U0低于国标规定的下限值198V时，控制器自动逐级升压到目标值。
（3）当输入电压Ui在国标允许的电压偏差范围以内（198V~235.4V）时，调压器自动旁路运行，以降低线路损耗，提高调压器的使用寿命。
（4）当线路无功功率波动时，智能电容器（无功模式）自动增减相应的电容器组，使线损和线路无功压降最小。
（5）当调压后，用户负荷功率增大，调压器前端电压跌落时，智能电容器（电压模式）自动投入相应的电容器组，利用电容器的稳压特性，提升调压器前端的电压水平。
（6）当线路电压合格时，或调压器自身异常保护时，自动切换到旁路运行模式并报警。
3.3新型低压线路调压器的特点
该调压器功率大、能耗低、保护完善、运行安全、同时具有稳压和降低线损的双重功能。
（1）一台智能调压器可同时为十几户甚至几十户居民集中供电，安装、调试、维护均很方便。
（2）调压方式为补偿式，依据线路电压的实时参数，分三级自动调压。
（3）调压器自身功率＜3%额定功率，功耗低，且具有旁路运行功能。
（4）可加装GPRS无线通信功能，便于供电公司对电压质量的管控。
（5）不锈钢箱体、IP33防护等级，满足户外运行环境要求。
（6）该调压器由生产厂家提供免费技术服务，解除用户一切后顾之忧。
3.4新型低压线路调压器现场运行的电压效果曲线（如图5）
3.5新型低压线路调压器的应用节能效果
配电网的输电线路损耗为：p=i2r
新型低压线路调压器的调压范围为：30％
若：用户负荷为P，线路末端调压前的自然电压为180V，其线路电流为：
I前=P/180
则：调压后的电压可提升到：180×（1+30%）=234V，其线路电流降为：
I后=P/234
可见，I前/I后=1.3，I后=I前/1.3=0.77I前
即：线路电压经调压器提升了30％后，线路电流降低了23％。
若：I前=100A，则：I后=77A
调压前后的线路损耗分别为：P前=1002r，P后=772r
则：P后/P前=772r/1002r=0.59
即：线路电压经调压器提升了30％后，线路损耗降低了39％。
可见，调压器将末端电压提升后，其线路损耗得到了大幅的下降，节能效果非常明显。
结语
终上所述，新型低压线路调压器，具有明显的调压效果，运行安全可靠，安装维护方便，采集和显示数据完整，调压范围宽，自动化程度高，技术先进，结构合理，在满足“低电压治理”的前提下，能够显著降低线路损耗，具有明显的推广应用价值。
参考文献：
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[2]徐建峰，董杰，李艳朵，郭滨钊.浅谈低电压治理措施[J].电子技术与软件工程.2014（02）
[3]张绍华.浅谈低压线路故障的维护与维修[J].科技创业家.2014（07）
论文作者:王光猛,陈京齐,乔振家
论文发表刊物:《电力设备》2015年4期供稿
论文发表时间:2015/12/3
标签：调压器论文; 电压论文; 线路论文; 低压论文; 稳压器论文; 功率论文; 电容器论文; 《电力设备》2015年4期供稿论文;