配網電壓波動及抑制措施

袁露 高博

(國網安陽供電公司,河南安陽 455000)

配網電壓波動及抑制措施

袁露 高博

(國網安陽供電公司,河南安陽 455000)

電壓波動作為衡量電能質量的重要問題之一,引起電力用戶和電力企業的高度重視。隨著國家經濟的迅猛發展,電能作為一種清潔能源被廣泛應用在各行各業。電力企業不僅要向用戶能提供充足的電能,而且還要確保高質量的電能。特別是與現代工業和電子設備的企業,對電能的質量提出了更高的要求。提供高質量的電能已經成為衡量電力企業運行與管理水平的重要標志,控制和改善電能質量成為電力企業自身可持續發展的必要條件。

電能質量 電壓波動

1 電壓波動產生的原因

當配電網系統中發生短路故障、雷擊、斷路器操作、變壓器、電容器組的投切以及所帶感應電機的啟動等事件時,均會產生電壓波動。其中,短路故障、雷擊和所帶感應電機的啟動是引起配電網中電壓波動的最主要原因。其中短路故障引起的電壓波動最為嚴重,也是靈敏設備誤動作的主要原因。當短路故障發生后,短路點附近節點電壓下降,電壓波動產生;隨著故障的消失,短路點附近電壓恢復正常,電壓波動結束,因此,電壓波動的時間由故障切除的時間決定。短路故障引起的電壓波動可以分為兩類:對稱電壓波動和不對稱電壓波動。配電系統中的多數故障為單相接地故障,雖然不發生開關跳閘,但是會引起系統三相電壓不平衡,因此單相接地故障時產生電壓波動的主要原因。

2 電壓波動范圍

根據國家《供用電規則》規定,受電端的電壓波動幅度:35kV及以下供電和對電壓質量由特殊要求的用戶為額定電壓的正負5%,10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶為額定電壓的正負7%,低壓照明用戶為額定電壓的正5%--負10%。

3 電壓波動的危害

對于當今供電企業來說,只有提供可靠穩定的供電質量才能贏得用戶認可,才能不斷地擴大經營。然而,配電網中不斷出現的電壓波動嚴重影響了用戶信心。在社會生產領域,高科技孕育大量電子企業,其生產往往伴隨著大量精密電子控制系統的廣泛應用,參與生產的控制裝置等對電壓波動十分敏感。電壓波動對一些設備產生影響,在現代工業中,廣泛應用著這些設備,任一設備的作業中斷都將可能導致整個流水線、甚至全廠作業的中斷,造成的損失非常的巨大。在安陽配電網供電范圍內,峨眉變擔負著高新技術開發區幾個重要的專線用戶供電任務,這個用戶主要涉及光伏產業、機床工業、數碼產業、制藥產業、食品工業,其中光伏產業和數碼產業對系統電壓要求極高,同一站內其他間隔線路發生跳閘或系統出現電壓不平衡現象,他們的設備就會做出相應的反應,甚至影響正常的生產,造成用戶的經濟損失。當前個人計算機的應用廣泛,當電壓降至額定值的60%以及下時,可能造成其程序的紊亂及數據丟失。這也就是一些重要的計算機設備配備不停電電源的原因。

4 電壓波動的抑制措施

(1)由于電壓波動和短時中斷的成因比較復雜,而且有很多是不可控的,因此從成因上阻止難度很大。但是換個角度考慮,電壓波動之所以危害大,是因為用電設備對其太過敏感,提高其抗干擾能力就可以讓用戶損失降到最小,甚至可以完全避免由于電壓波動和短時中斷所帶來的損失。

(2)配網電壓無功控制。1)當前配電網自動化以及智能化的程度與輸電網相比,差距較大,同時監測點以及可控點比較少。因此,對配電網實施電壓無功控制主要有以下幾個問題:配網點對面廣,負荷類型比較多,對于可以利用的數據比較少,當系統執行命令后,因為不同電壓等級以及區域電網設備的聯系的關系,很容易出現顧此失彼的問題;還有一些設備的運行狀態不佳,主要是滋生的不可控制性以及不能夠滿足相關的動作條件,因此,只能通過相鄰電網的設備來改善其運行狀態。2)配電網電壓無功控制系統應遵循以下原則:①堅持自下而上控制,自上而下判斷原則。②電壓控制遵循自上而下,電壓判斷遵循自下而上

(3)電壓波動主要由系統故障和干擾引起,對不同用戶造成的危害程度和其用電設備對電壓的敏感度有關。因此,要減少電壓波動的影響,需要供電企業、設備廠家及用戶等各方的合作,才能共同解決。目前、對與電力企業來講,減少配電網的故障是抑制電壓波動的主要措施。供電企業要從檢查事故的一般起因著手,例如動物接觸帶電體、污閃、架空線碰觸樹木及雷擊等,采取相應措施,比如增加線路清掃、安裝線路避雷器、線路重載時增加測溫及巡視等減少或杜絕這類事故的發生。另外,降低設備對電壓波動的敏感度也是有效地手段,用戶可在設備訂貨合同上向制造商明確這方面的技術要求,使設備具備一定的抗電壓波動能力。如果電壓波動是由于用戶大電動機啟動引起的,應改進啟動方式。對于必須使用高敏感度設備的用戶,目前供電企業對此類用戶為消除電壓波動的影響,一般采取讓對電能要求高的用戶,提供其供電等級或專線電纜供電的方式并加裝補償裝置。一般用戶可采用穩壓變壓器、電磁合成器等較便宜的設備,減少電壓波動造成的停產事故。由于用戶在承受多次電壓波動的同時,也要承受為數相對較少的斷電事故,對供電電壓波動敏感的用戶可采用比較昂貴的不間斷電源系統(UPS)、固態切換斷路器(SSTS)或動態電壓恢復器(DVR)等敏感、快速的電壓波動補償裝置。還可以考慮采用高壓雙電源,當一路電源不滿足用戶靈敏度的要求,可以切換至另一路繼續供電,但是,作為供電企業還要保證這兩路電源出自不同的變電站,已保證電源質量,減少用戶損失。

5 結語

隨著電力市場的開放,供用電雙方要簽訂合同,在合同中必定有電能質量條款。因此,電壓波動作為最嚴重的電能質量問題之一,是一個值得深入研究合探討的問題。目前,電壓波動與相關的電能質量問題是新技術的研究課題,至今還沒有一個關于電壓波動的專用標準,但是電壓波動問題卻越來越突顯在供電企業面前。

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