電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的方式與措施

系統(tǒng)電壓是電能質(zhì)量的首要指標(biāo)，其過高或過低對電網(wǎng)及用戶均有危害。隨著發(fā)展，電力用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高。本文從系統(tǒng)電壓調(diào)整的必要性、措施及分時段的調(diào)整的方法幾個方面進(jìn)行論述，以便能更好地服務(wù)社會。

【關(guān)鍵詞】電壓調(diào)整 電力系統(tǒng) 電能質(zhì)量

1 電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的必要性

電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。電壓偏移過大，就會直接影響工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量，會對電力設(shè)備造成損壞，嚴(yán)重會引起系統(tǒng)的"電壓崩潰”，引發(fā)大范圍停電的嚴(yán)重后果。

1.1 系統(tǒng)電壓偏高

1.1.1 系統(tǒng)電壓偏高的原因

伴隨著電網(wǎng)的發(fā)展，超高壓電網(wǎng)中大容量機(jī)組的直接并入，和超高壓線路的投入，其充電功率大，致使超高壓電網(wǎng)內(nèi)無功增大，導(dǎo)致主網(wǎng)系統(tǒng)電壓升高。

1.1.2 電壓過高構(gòu)成的危害

將促使接入電網(wǎng)的電氣設(shè)備絕緣老化速度加快，減少使用壽命。當(dāng)電壓過高時會造成變壓器、電動機(jī)等鐵芯過飽和，鐵損增大，溫度上升，降低壽命；也會影響產(chǎn)品質(zhì)量，致使生產(chǎn)出不合格產(chǎn)品等。

1.2 系統(tǒng)電壓偏低

1.2.1 系統(tǒng)電壓偏低的原因

由于早期設(shè)計的供電及配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不盡合理，尤其是一部分線路送電距離較長，供電的半徑較大，導(dǎo)線截面積較小，增大了線路電壓損耗。系統(tǒng)無功補(bǔ)償設(shè)備投入不足是系統(tǒng)電壓水平降低的根本原因。變壓器超負(fù)荷運行也會引起電壓下降。不合理地擺放變壓器分接頭位置、不合理的電網(wǎng)結(jié)線，負(fù)荷的功率因數(shù)低，運行方式改變及異常方式等，均能引起電網(wǎng)電壓下降。

1.2.2 系統(tǒng)電壓偏低的危害

對發(fā)電機(jī)可能引起定子電流增大。對異步電動機(jī)引起溫升增加，降低效率，縮短壽命。會導(dǎo)致照明亮度不足等。會導(dǎo)致冶金等行業(yè)產(chǎn)品不合格。系統(tǒng)的電壓過低還可能造成系統(tǒng)振蕩、解列以至于大范圍停電，直接影響人們的生活和社會安全。

2 系統(tǒng)調(diào)整電壓的方式與措施

2.1 系統(tǒng)調(diào)整電壓的方式

2.1.1 順調(diào)壓方式

所謂順調(diào)壓方式是指在高峰負(fù)荷時允許系統(tǒng)中樞點電壓稍有降低，在低谷負(fù)荷時允許系統(tǒng)中樞點的電壓稍有升高。與逆調(diào)壓相對，在供電線路較短、負(fù)荷較穩(wěn)定的中樞點可以采用順調(diào)壓方式。通常順調(diào)壓允許系統(tǒng)負(fù)荷高峰時中樞點電壓最低降低2.5%倍的額定電壓，在低谷負(fù)荷時電壓最高升高不超過7.5%的額定電壓。

2.1.2 逆調(diào)壓方式

指系統(tǒng)在高峰負(fù)荷時通過將增大中樞點電壓的方式去彌補(bǔ)甚至抵消電壓損耗；系統(tǒng)在低谷負(fù)荷時通過將中樞點電壓降低的方式去補(bǔ)償電壓損耗的減少。在系統(tǒng)采用逆調(diào)壓時，高峰負(fù)荷時可將中樞點電壓提高5%倍的額定電壓，低谷負(fù)荷時將其降至額定電壓值。

2.1.3 恒調(diào)壓方式

就是指在任何負(fù)荷下都保持不變的電壓中樞點的電壓。

2.2 系統(tǒng)調(diào)整電壓的措施

2.2.1 通過改變發(fā)電機(jī)端電壓來調(diào)整系統(tǒng)電壓

在各類調(diào)整電壓的方法中，通過發(fā)電機(jī)來調(diào)整電壓壓是最為直接、最為經(jīng)濟(jì)的方法，因為這種方法不需要額外的投資，所以它應(yīng)該優(yōu)先考慮。在發(fā)電機(jī)須經(jīng)過多級變壓器升壓向遠(yuǎn)方供電的時，僅僅依賴發(fā)電機(jī)調(diào)整電壓根本不能保證這部分用戶的電壓，必須采用與其他調(diào)整電壓方式一同調(diào)節(jié)電壓。

2.2.2 通過改變變壓器變比來調(diào)整系統(tǒng)電壓

是通過選擇變壓器高壓側(cè)的不同的分接頭，就是改變變壓器變比去實現(xiàn)調(diào)壓。在系統(tǒng)無功充足時，采用有載變壓器調(diào)整電壓方便、有效。在系統(tǒng)無功功率不足時，必須補(bǔ)償無功功率，若此時改變變壓器分接頭進(jìn)行升壓，會導(dǎo)致系統(tǒng)的“電壓崩潰”。

2.2.3 通過無功補(bǔ)償調(diào)壓

當(dāng)系統(tǒng)的無功功率缺乏時，需要考慮補(bǔ)償無功進(jìn)行調(diào)壓。補(bǔ)償方式有兩種：串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償。串聯(lián)補(bǔ)償方式就是指通過串聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償，但是電容器的串聯(lián)補(bǔ)償由于設(shè)計和運行等多方面的原因，應(yīng)用的很少。并聯(lián)補(bǔ)償包括并聯(lián)電容器、調(diào)相機(jī)和靜止補(bǔ)償器。并聯(lián)電容器的優(yōu)點：電容器可以根據(jù)需要分組連接，分散安裝，就地補(bǔ)償，降低線路功率損耗和電壓損耗；投切方便、投資較少，因此，并聯(lián)電容器在電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。并聯(lián)電容器的缺點：電容器不能吸收無功去實現(xiàn)降低電壓。調(diào)相機(jī)的優(yōu)點：調(diào)相機(jī)的調(diào)整電壓是通過改變其勵磁電流的大小來改變感性無功功率輸出或吸收的。在較大負(fù)載時，可以輸出無功功率，在負(fù)載小的時可以吸收無功功率。調(diào)相機(jī)的缺點：調(diào)相機(jī)有較大的有功功率損耗、維護(hù)量較大。靜止補(bǔ)償器是將可控的電抗器和電容器并聯(lián)使用的一種能控的動態(tài)無功補(bǔ)償裝置，根據(jù)無功負(fù)荷的變化對無功功率的輸出進(jìn)行調(diào)整，來維持母線電壓的穩(wěn)定。

2.2.4 適當(dāng)增大導(dǎo)線半徑

大部分老城網(wǎng)的都是因為導(dǎo)線半徑小電阻大而導(dǎo)致電網(wǎng)電壓損耗太大。因此，增加供電線路線的半徑是重要的改造內(nèi)容。

2.2.5 組合調(diào)壓

就是將幾種調(diào)壓方法組合起來使用。不同的調(diào)壓方法都有各自的優(yōu)缺點，應(yīng)綜合使用各種調(diào)壓方法，取長補(bǔ)短，以使得調(diào)壓效果最好。

選擇調(diào)壓方法的原則：首先考慮發(fā)電機(jī)調(diào)壓。當(dāng)無功充足時，優(yōu)先考慮改變變壓器變比進(jìn)行調(diào)壓。當(dāng)無功不足時，考慮采用無功補(bǔ)償設(shè)備。為能合理的選擇調(diào)壓方法，要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。所選方法不單在技術(shù)層面上有優(yōu)勢，能滿足調(diào)整電壓的要求，更要滿足最佳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案就是折舊維修費用、投資回收費用和電能損耗費用三個指標(biāo)相加最小的方案。

3 不同時段系統(tǒng)電壓調(diào)整

3.1 系統(tǒng)日常的電壓調(diào)整

當(dāng)系統(tǒng)電壓較低時，應(yīng)該優(yōu)先考慮提高電壓最低地區(qū)的發(fā)電廠的輸出電壓，然后按照電壓從低到高的順序投入無功補(bǔ)償裝置，再按照從配電網(wǎng)到主網(wǎng)的順序逐漸調(diào)整。當(dāng)系統(tǒng)電壓較高，與之前的相反，應(yīng)該優(yōu)先考慮的是降低主電網(wǎng)電廠及中樞點的電壓，然后減少該地區(qū)發(fā)電廠的無功功率，如果系統(tǒng)的電壓仍就偏高，則按從高電壓到低電壓等級的順序去切除無功補(bǔ)償設(shè)備。

3.2 節(jié)假日時的系統(tǒng)電壓調(diào)整

在節(jié)假日時候系統(tǒng)的電壓普遍是偏高的，電壓普遍升高的原因是系統(tǒng)的用電負(fù)荷減少，個別地區(qū)的系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降很有可能是發(fā)電機(jī)事故或電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線跳閘造成的。調(diào)度人員應(yīng)做好有功功率和無功功率的分區(qū)平衡工作，未雨綢繆，事先做好事故處理預(yù)案，改變運行方式，將部分負(fù)荷倒出，以維持電網(wǎng)的有功和無功的平衡。

4 結(jié)束語

電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電壓合格對社會生產(chǎn)和人民生活有著十分重要意義。所以通過選擇更為合理的電壓調(diào)整方法來保證系統(tǒng)電壓合格是電力部門的一項重要任務(wù)。

作者簡介

魏大慶（1981-），男，遼寧省鐵嶺市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為國網(wǎng)鐵嶺供電公司工程師、高級技師。國網(wǎng)鐵嶺供電公司，電網(wǎng)調(diào)度。

作者單位

國網(wǎng)鐵嶺供電公司 遼寧省鐵嶺市 112000