電力系統電壓無功設備的運行管理

摘要：電壓無功設備的管理是電力系統正常運行的基礎，在管理過程中，要運用現代的科學技術保證地區無功電壓的自動控制。本文從電力系統電壓無功設備的運行管理的角度出發，對影響電壓質量的主要原因進行了深入分析，并從無功設備的運行、維護等方面提出了改善電壓質量的可行性措施。

關鍵詞:電力系統 無功電壓 設備管理 電壓監測

1 電壓質量標準和影響電壓質量的主要因素

1.1 電壓質量的標準

我國《供電營業規劃》中對電力系統正常狀態下，供電頻率的允許偏差進行了明確的規定：“電網裝機容量在300萬千瓦及以上的，為±0.2HZ；電網裝機容量在300萬千瓦以下的，為±0.5HZ。所以，在電力系統非正常狀態下，供電頻率的偏差最好不要超過±0.1HZ?！盵1]這些明文規定的東西，給電壓質量的監測提供了可靠的標準，促進了電壓質量的標準化和規范化。

1.2 影響電壓偏差的主要原因

電網在運行過程中，各種各樣的外界因素會對電壓造成干擾，其原因主要包括以下幾方面內容：當電網運行過程中運行方式發生改變時，功率的分布也會受到影響而發生改變，電網抗阻也發生改變，造成電壓出現升高或降低的不穩定情況；外界環境因素也會對電壓造成影響。比如嚴寒酷暑，都會對電壓造成影響，造成高負荷狀態下電壓偏低；用電單位采用“死補”來安裝無功補償電容器，遇到用電高峰期就會造成電壓的不斷變動。綜上所述，我們可以看到，無功電能對供電電壓偏差的影響非常大，應引起我們的極大重視。

2 加強無功設備管理，提高電壓質量

電壓調整是電力系統中一項十分復雜而又長遠的問題，需要在很多方面加大管理力度。在實踐的不斷檢驗中，我國總結出了無功優化補償的方式來提高供電用電系統設備的功率因數，利用這種方法減少無功損耗，從而提高了電壓質量。

2.1 嚴格控制電容器的運行電壓、溫度和電流

以電介質為工作媒介的電容器的設計一般是按照變電站現場的使用條件在切實可行的基礎上尋求利益最大化，經濟實惠的一種方案。在額定電壓下，其介質中的電場強度非常高，所以在運行中應嚴格控制電容器的電壓數值。

從電容器的無功功率公式Q=ωU2我們可以看到，Q與U2成正比關系，所以如果運行電壓超過額定值就會造成電容器超過負荷，這樣電容器在運行中電壓比額定值偏低，就降低了無功出力。所以在電容器運行的過程中，一定要做到對電容器運行電壓的密切監視，如果超過正常的電壓水平就要立即推出電容器的應用。當然，在選擇安裝電容器組的時候，還要多方面采取措施，避免電容器出現過電壓運行，所以在電容器選擇上就要考慮到系統運行電壓水平，這樣才能選擇適用的額定電壓的電容器。另外，在電容器的選擇上還要選擇電容值差別小的串聯在同一個相上，這樣就能減少電容器長時間處于過電壓的狀態。

國家規定標準電容器必須在有效值為額定電流1.3倍的穩定電流下才能正常運行。電容器與變壓器和發電機等其它部分的電氣設備非常不同，它通常情況下都是處在超負荷的狀態，而電容器也不能從這種變化中受到益處。另外，電容器的絕緣介質是在較高場強下運行的。長時間在高溫度和高場強下運行，就會對電容器造成損害。

2.2 做好電容器的巡視檢查工作

電容器在運行過程中會出現故障造成不能正常使用，所以工作人員要對電容器組進行定期巡視和檢查，如果遇到出現問題的電容器組的時候應立即退出運行，避免事故的發生。

電容器的檢查工作應從以下方面著手：①監測電容器的外殼部分是否出現滲漏現象。②有時候外殼會出現鼓肚子情況，這就要及時檢測，看外殼的膨脹量是否超出了正常熱脹冷縮的彈性限度。③有些室外電容器組在使用時沒有涂上冷梓，對于這些要認真檢查看外殼的油漆是否出現脫落或生銹解決，如果出現上述狀況，要及時涂上冷梓進行解決。④監測套管是否完整清潔，上面是否存在裂紋和漏電的情況。⑤由于電容器回路中任何位置的連接處出現問題都會引起電容器溫度過高或者場強過高而出現損壞，嚴重的情況會對整個設備運行造成威脅，所以要定期檢查引線的鏈接位置是否出現松動、斷線或者脫落的現象，有效避免事故的發生。⑥如果是在室內運行的電容器組，要定期檢查通風設施的運行情況。⑦加強對電容器配套設施的檢查，這些配套設備主要包括斷路器、互感器、隔離開關、繼電器和信號裝置等。[2]

在運行的電容器中，我們經常會看到滲漏油、鼓肚子和熔絲熔斷等現象發生，所以電容器的巡視檢查工作顯得格外重要。

2.3 進行10kV電壓的檢測管理、保證電壓合格率、提高電能質量

①10KV線路的自動無功補償裝置的控制系統可以分為兩個部分，一個是智能控制器，另一個是微機。一般情況下，無功補償裝置安裝在10KV線路的超負荷區段，這樣能夠保證10KV線路無功功率的自動攻擊，進一步提高線路首端功率因數、降低線路損耗。而且隨著線路末端電壓的改善，該裝置對提高線路輸送有功功率的能力也有著促進作用。[3]另外，控制器可以有效采集電流，對電容器組也是一種保護。

②正確監測電壓，保證電壓合格率。變電站電壓的無功綜合控制方式、方法有很多，按照母線電壓和無功功率的運行情況對電壓和無功功率進行綜合控制，綜合利用又在調節變壓器分接開關和投切并聯電容器組兩種手段將母線電壓控制在他們各自的允許范圍之內。如果電壓超過允許的偏差范圍，就要采取相應措施調節電壓。當母線電壓地獄規定下限時，首先要投入電容器，如果不能達到一定效果就調整變壓器分接位置，同樣如果母線電壓高于上限，應先調整變壓器分接頭位置，如若不行就停運電容器。

在正確對電壓進行監測時，要選擇適當的監測裝置，這是電壓監測工作取得成功的關鍵因素。電壓監測裝置主要包括傳感器、同軸電纜和前置電路等。在裝置運行的過程中，傳感器會將系統中出現的過電壓信號傳送給同軸電纜，然后由同軸電纜傳遞給接口卡。用這種方法，工作人員可以將監測電壓得到的信息進行搜集，然后研究分析各種數據。[4]

對電壓的有效監測能夠確保電壓的合格率，切實提高電能的質量。

3 調整電壓的主要方法

3.1 電容器組自動投切裝置的正確采用

在電容器組使用中，大多數人根據負荷功率因數的變化采取手動投切補償電容器裝置來將功率因數調整到規定的數值。手動的最大缺陷就是補償很不穩定，不是不夠就是欠缺，不能帶來較好的投切效果，甚至會對電容器的使用壽命造成威脅。而采用無功補償自動投切電容裝置就可以彌補這一缺陷，在擴大了電源的感性負載能力的同時，大大降低了對無功功率的需求，提高了整個系統的功率因數。[5]

3.2 主變分接頭調壓

當前，各地出現了許多以電網為對象的電壓無功自動控制系統AVC，這種系統通過調度自動化的系統對各節點遙測、遙信等實時數據實施有效采集，并進行數據分析和計算。根據分析的結果可以進行在線電壓無功優化控制，最終達到主變分接開關調節次數最少、電容器投切最合理的效果，不斷提高電壓合格率和減少輸電網損率。最終，該系統能形成統一的控制指令，實現對電壓無功優化自動閉環控制。

4 結語

電力系統中電壓無功設備的運行管理是電網技術管理的核心內容，管理的好壞直接關系到經濟的發展和人們生活質量的提高。因此，供電部門在日常的工作中要加強無功管理，努力提高工供電質量，實現電網電壓無功的最優化運行。

參考文獻：

[1]王密濤.加強無功管理提高電壓質量的探討[J].科技資訊.2010年34期.

[2]張明新，孫大光.并聯電容器的運行維護[J].科技創新導報.2007年第32期.

[3]夏春水.10KV線路自動無功補償控制系統的設計與實現[D].蘭州大學.2007，（08）.

[4]席世友.10KV配電網過電壓在線監測裝置的研制及其應用[D].重慶大學.2004，（04）.