影響電能質量的因素及改善措施

李洪越

摘 要：我國電力行業不斷發展，用戶與電力企業之間的矛盾不再是電能數量，而是電能質量。對電能質量實現準確全面地進行分析，進而采取合理措施實現電能質量的改善和治理已顯得十分必要。本文綜述了電能質量的衡量指標，對電能質量的影響因素進行了分析，進而提出了電能質量的改善措施，旨在為研究電能質量的提高提供一些參考。

關鍵詞：電能質量；因素；改善措施；

中圖分類號：TM60 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-06-00-01

電能是一切行業中的基本能源，用電企業從供電企業所獲得的電能的質量直接決定著企業的生存發展。隨著微電子與電力電子技術的不斷發展，對電能質量的要求也越來越高。通常電能質量分為電流質量、電壓質量、供電質量和用電質量。以電力電子裝置為代表的一些沖擊性、非線性負荷的廣泛使用，使得電網受到諧波的污染越來越嚴重，很多電壓瞬變現象頻繁出現；另外，由于很多基于計算機以及微處理控制器等精密儀器于設備的廣泛使用，用戶對電能質量有了越來越高的要求。

一、電能質量標準

（一）電力系統頻率偏差標準。我國電力系統采用的是頻率為50Hz的電流，所以制造用電設備時也都是按照50Hz的額定頻率標準進行制造的。電力系統頻率偏差標準（GB/T15945—2008）對電力系統中頻率偏差的限值做了明確規定。電力系統頻率偏差的范圍是50±0.2Hz。用戶沖擊負荷組成的系統頻率變動一般不超過±0.2Hz；當系統容量較小時，偏差值可以放寬到±0.5Hz。

（二）供電電壓偏差標準。一般情況下，額定電壓上下的7%范圍的偏差值都是可以的。供電電壓偏差標準（GB/T12325—2003）規定，高于35kV的供電電壓的電壓偏差值不超過10%；低于20kV的三相供電電壓的電壓偏差不超過7%；220V的單相供電電壓的電壓偏差在-10%～+7%范圍內波動。

（三）三相電壓不平衡標準。三相電壓不平衡標準（GB/T15543—2008）規定了在系統正常運行時可以存在三相電壓的不平衡情況，并對三相電壓的不平衡度的限值做了規定，即負序電壓不平衡度小于2%，短時小于4%。

（四）電壓波動和閃變標準。電壓波動和閃變標準（GB/T12325—2003）對電壓閃變于波動的允許值做了限定。例如當供電電壓大于110kV時，閃變限值為0.8；當供電電壓小于或者等于110kV時，閃變限值為1。

二、影響電壓質量的因素

（一）電網架構仍然不完善。改革開放以來，我國經濟發展十分迅速，導致出現了很多地區經濟發展不平衡的情況，特別是對于新興的工業區，由于這些工業區是是剛剛興起的，短時間內的用電量劇增，造成線路過負荷的現象出現。

（二）系統本身接有整流器、電弧爐、單相負荷、大功率電動機等干擾性負荷。這些負荷會對電網產生的負面影響有無功沖擊、諧波、負序等，并且這些負面影響還可以經過公共連接點影響其他終端用戶。

（三）季節對電力供應的影響較大。電力負荷會隨用戶生產流程與晝夜、季節的變化而改變。用電負荷越低電壓越高，用電負荷越高電壓越低，導致不同季節、不同時間中用電量峰谷負荷的懸殊，從而引起電壓波動較大，不能夠提供穩定的運行電壓。

（四）設備問題。配網380/220V線路、10kV線路以及運行時間長、配電設備數量巨大的線路設備數量很多，要對改造量殘舊設備與線路需要按輕重緩急按計劃分年分批進行，在一定程度上阻礙了電壓質量的提高。

（五）干擾系統，造成斷電或電壓變動的因素很多，如雷電、樹枝影響、外力破壞、電容器投切、配電設備故障、線路切換等，這些因素甚至會對相鄰線路造成影響，造成有害影響的蔓延。

三、提高電能質量的有效措施

（一）加強對農網的改造。農村電網用電具有一定的特殊性，造成其配變負荷與高低壓線路較重，進而降低了電壓的合格率。配電網架差，自然能耗高，負荷率低。配變布點少，配電設備老化，供電半徑長且線徑小。降低線損是供電企業提高經濟效益最直接也是最根本的手段。

（二）降低電壓閃變與波動的技術措施。1、在電源側解決的技術措施。在用戶業務增容與擴充時，對于大容量設備的相關的啟動方案與供電電壓等級應當合理選擇，如經過計算選擇高一級或高兩級的電壓為電弧爐、軋鋼機等具有大的波動負荷與沖擊負荷的設備供電。2、在用戶側解決的技術措施。對于用戶的特殊要求，應將電壓水平維持在一個可控制的范圍之內，要求其在敏感負荷點安裝可控硅控制補償器（TSC）與不間斷供電電源（UPS）來平滑電壓波形。隨時利用動態電壓恢復裝置（DVR）檢測電源狀況，并為使電壓維持在一個滿足正常工作的合格水平，應依照設定的電壓曲線進行動態調整。

（三）解決三相不平衡問題的措施。由于電網不合理的負荷配置，用戶受單相或兩相負荷的影響，這些都會導致三相電壓不平衡。而對于單相負荷，供電部門可以通過適當改變負荷，來解決電網的三相電壓的平衡問題；又如鐵路部門的使用兩相負荷電力機車，因為其負荷比較大，產生的負序電壓以及負序電流會引起公用電網的三相電壓嚴重不平衡。

（四）電網電壓的二次調整。對電網電壓進行二次調整的方式有助于穩定供電電壓，更好地滿足用戶的要求。這種調整方式的優點是可以按照穩定電網供電電壓的要求，充分合理等分配無功補償裝置的無功容量，維持供電區電壓水平基本恒定。

（五）針對外部因素采取的措施：首先是降低裝置對電能質量問題的敏感性，主要是安裝補償裝置在用戶側的關鍵負荷或者敏感負荷處，對單個負荷這種方法會有明顯與直接的效果，但是因為補償裝置的容量和價格的限制，也限制了其應用范圍。

隨著電力電子與信息技術在社會各個領域的應用越來越廣泛，用電設備不斷增多，新型的用電設備也對電能質量提出了新的要求，一些新型電力負荷對電能質量有了越來越高的要求，用戶和電力企業都非常關心的問題就是電能質量。這樣確保電能質量對用電單位與供電單位提出了新的要求。本文通過對產生電能質量問題的多種因素進行分析，對電能質量的分析方法進行了總結，對怎樣提高電能質量，提出了一些建設性意見。針對電能質量問題，我們要及時發現問題，隨時檢測電能質量，用科學的方法解決問題，這將是今后解決電能質量問題的最根本途徑。

參考文獻：

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