配網(wǎng)電能質(zhì)量的測試過程探究

張如昕,黃雪莜,陳申宇

（廣州供電局有限公司荔灣供電局，510150）

配網(wǎng)電能質(zhì)量的測試過程探究

張如昕,黃雪莜,陳申宇

（廣州供電局有限公司荔灣供電局，510150）

配電網(wǎng)由于供電線路長，且供電網(wǎng)絡中即存在三相生產(chǎn)用電，也有單相生活負載，導致供電的質(zhì)量非常差，從而產(chǎn)生不利的后果。因此配網(wǎng)電能質(zhì)量的測試就顯得非常重要。筆者根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗，主要探析配網(wǎng)電能質(zhì)量的測試過程，供大家參考和借鑒。

配網(wǎng)電能質(zhì)量；測試過程

0 引言

三相不對稱運行時，接線方式配電變壓器采用三鐵心結(jié)構(gòu)，其一次側(cè)無零序電流，二次側(cè)有零序電流，因此二次側(cè)的電流全是勵磁電流，產(chǎn)生的零序磁通不能在鐵心閉合，需通過油箱壁閉合，從而在鐵箱等附件中發(fā)熱產(chǎn)生鐵損，導致局部發(fā)熱嚴重，大大增加了變壓器的損耗，降低了變壓器的使用壽命。

1 供電質(zhì)量差會造成的問題

當配電網(wǎng)供電質(zhì)量差時，會存在以下問題：無功電流在電網(wǎng)中的流動會導致線路損耗增大；無功電流在供電線路上產(chǎn)生的無功電壓降，導致用戶側(cè)電壓跌落嚴重致使用電設備的實際輸出功率大大降低； 無功電流增加了配電變壓器的無功容量，致使配電變壓器的有功輸出容量降低，即降低配電變壓器的利用率；諧波污染則會致使配電變壓器的損耗和供電線路的附加損耗增大，同時影響繼電保護裝置和電能計量裝置的正常使用；三相不平衡產(chǎn)生零序電流，增加中性線線路損耗，中性線產(chǎn)生壓降，從而導致中性點漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化，負載重的一相電壓降低，而負載輕的一相電壓升高，影響用電設備的安全運行； 三相不平衡致使配電變壓器出力減少，配變的最大允許出力要受到每相額定容量的限制，當配電變壓器處于三相負載不平衡工況下運行，負載輕的一相就有富余容量，從而使配電變壓器的出力減少；三相不平衡致使配電變壓器鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。(高壓側(cè)沒有零序電流)這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構(gòu)件作為通道通過，而鋼構(gòu)件的導磁率較低，零序電流通過鋼構(gòu)件時，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。配電變壓器的繞組絕緣因過熱而加快老化，導致設備壽命降低。

2 傳統(tǒng)補償情況的缺點

傳統(tǒng)的補償方式采用電容器作為補償元件，存在以下缺點：容量固定，對于動態(tài)變化的無功功率經(jīng)常過補償或者欠補償；投入時的過電流很大，退出后放電時間很長，對開關(guān)、變壓器等設備影響很大；無功出力隨電壓降低而減少，對維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定起不到支撐作用；容易與變壓器繞組的漏電抗串聯(lián)后對諧波造成諧振，造成電容器和變壓器損壞；電容器補償裝置的功能單一，對于諧波和三相不平衡無能為力，且對諧波有放大作用。

3 SVG 的技術(shù)優(yōu)勢

作為動態(tài)無功補償裝置的類型之一,SVG的控制不論是從大的控制策略的選擇來講, 還是從其外閉環(huán)反饋控制量和調(diào)節(jié)器的選取來說，它具有如下優(yōu)勢：快速無功補償。配網(wǎng)連續(xù)動態(tài)無功發(fā)生器可以快速吸收或者釋放連續(xù)的無功功率，響應速度是毫秒級的，使得電網(wǎng)功率因數(shù)接近于1；調(diào)節(jié)三相不平衡。配電網(wǎng)內(nèi)，三相不平衡會導致線損大，變壓器損耗增大，個別相過載，產(chǎn)生三次諧波并且反應到高壓側(cè)，使高壓側(cè)產(chǎn)生損耗。配網(wǎng)連續(xù)動態(tài)無功發(fā)生器可以轉(zhuǎn)移三相有功功率，使三相有功電流平均分配，無功電流平衡；補償諧波電流。兼具有源濾波器的功能，可以補償較低次數(shù)諧波電流，使得電源側(cè)電流諧波含量降低，提高電能質(zhì)量；降低線路損耗。該裝置不僅可以應用在感性負荷場合，還可以應用在容性負荷的場合，可以提高補償效果，降低線路損耗。

4 配網(wǎng)電能質(zhì)量測試過程

此次測試點臺區(qū)變壓器容量500KVA，低壓側(cè)輸出線電壓為400V，其主要負荷為居民用電。根據(jù)現(xiàn)場配電人員反饋，該變壓器三相不平衡的情況比較嚴重。針對以上情況測試人員分別針對SVG投入前和投入后做了24小時數(shù)據(jù)的監(jiān)測。對400V公共連接點PCC進行電能質(zhì)量監(jiān)測，根據(jù)測試數(shù)據(jù)，進行仿真和分析，根據(jù)SVG投入前后的數(shù)據(jù)對比，給出三相不平衡現(xiàn)象的治理效果。利用9624PQA-查看軟件作為仿真軟件。測試儀器采用日置3198電能質(zhì)量分析儀，該儀器具有以下特點：監(jiān)測及記錄電力質(zhì)量，當問題出現(xiàn)時分析它產(chǎn)生的原因；電力質(zhì)量故障診斷功能最全面的儀器；測量功率因數(shù)，突升，突降，閃變 ；諧波分析到50次；高頻瞬態(tài)測量 ；檢測及波形顯示 ；4電流通道及4電壓通道；（1）通過LAN調(diào)制解調(diào)器進行遠程控制和數(shù)據(jù)收集 ，保證測量精度符合電能質(zhì)量的相關(guān)標準。

5 SVG投入前后的數(shù)據(jù)情況

SVG投入前后會產(chǎn)生一些數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)可以判斷三相電流和功率的平衡情況，以下具體分析。

（1）三相電流不平衡度對比分析 。 SVG投入前，三相電流不平衡度在A點和B點時刻電流不平衡度較大，平均值分別為46.61%和28.52%，根據(jù)記錄時間可知，A點時刻為7月26日晚18點58分，B點時刻為7月27日上午10點55分，可判定電流不平衡較大的情況發(fā)生在7月26日15點到晚上21點和為7月27日上午10點到下午13點這兩個階段，也是居民用電高峰期。SVG投入后，A點時刻為7月23日晚18點58分，B點時刻為7月24日上午10點55分，電流不平衡度分別降到了1.01%和1.34%，通過電壓電流波形圖可知三相電流基本平衡，對比SVG投入前可知，在SVG投入后三相電流不平衡的問題得到了很好的解決，達到了理想的治理效果。

（2）三相有功功率數(shù)據(jù)分析。SVG投入前，A點時刻的三相有功分別為：12.22kW，11.20kW，42.56kW；B點時刻的三相有功分別為：10.74kW，10.99kW，23.47kW；根據(jù)數(shù)據(jù)可知三相的有功功率存在嚴重的不平衡現(xiàn)象。在SVG投入使用后，A點時刻的三相有功分別為：31.77kW，31.04kW，31.28kW；B點時刻的三相有功分別為：18.70kW，18.07kW，18.37kW；根據(jù)數(shù)據(jù)可知SVG投入使用后三相的有功功率基本平衡。

6 三相不平衡的危害

三相不平衡對電能質(zhì)量會產(chǎn)生影響。當三相負載不對稱運行時，變壓器二次側(cè)的三相電流不對稱，導致中性線出現(xiàn)零序電流，零序電流所感應出的電動勢使二次側(cè)電壓不對稱，出現(xiàn)中性點位移，進而導致線路壓降和功率損失就會大大增加。接在重負荷相的單相設備易出現(xiàn)電壓偏低，電燈不亮、電器效能降低、小水泵易燒毀等問題。而接在輕負荷相的單相用戶易出現(xiàn)電壓偏高，可能造成電器絕緣擊穿、縮短電器使用壽命或損壞電器。對動力設備來說，三相電壓不平衡，會引起電機過熱現(xiàn)象。

三相不平衡對配電變壓器會產(chǎn)生影響。三相不對稱運行時，接線方式配電變壓器采用三鐵心結(jié)構(gòu)，其一次側(cè)無零序電流，二次側(cè)有零序電流，因此二次側(cè)的電流全是勵磁電流，產(chǎn)生的零序磁通不能在鐵心閉合，需通過郵箱壁閉合，從而在鐵箱等附件中發(fā)熱產(chǎn)生鐵損，導致局部發(fā)熱嚴重，大大增加了變壓器的損耗，降低了變壓器的使用壽命。

7 總結(jié)

綜上所述，配網(wǎng)電能質(zhì)量的測試一項復雜的工程，要求技術(shù)人員根據(jù)相關(guān)標準和流程操作，保證測試質(zhì)量具有較高的準確率。同時技術(shù)人員在運用配網(wǎng)電能過程中也應該揚長避短，保證能夠及時，高效供電。希望通過本文的研究對配電網(wǎng)電能質(zhì)量測試水平的提高有所幫助。

[1]陳寧.配網(wǎng)自動化及其重構(gòu)應用研究[D].鄭州大學,2015.

[2]高曉芝.微網(wǎng)控制策略與電能質(zhì)量改善研究[D].天津大學,2012.

Research on testing process of power quality of distribution network

Zhang Ruxin，Huang Xuexiao，Chen Shenyu
（Liwan Power Supply of Guangzhou Power Supply Co. Ltd.510150）

due to the long power supply line, and there is a three-phase power supply network, there is a single life load, resulting in the quality of the power supply is very poor, resulting in adverse consequences. So it is very important to test the power quality of distribution network. According to relevant working experience, the author mainly analysis the testing process of power quality of distribution network, which can be used for reference and reference.

distribution network power quality; testing process

項目：“本論文來源為低壓配電網(wǎng)三相智能調(diào)荷開關(guān)的研究與應用項目”