淺談提高10?kV配電網(wǎng)電能質(zhì)量的措施

杜潤均

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會各個行業(yè)對電力的需求與日俱增，分配點多、涉及范圍廣泛是目前配電網(wǎng)的主要特征，現(xiàn)階段，我國大力提倡實現(xiàn)能源節(jié)能環(huán)保，對于配電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)合理的分配，探討如何有效降低電力企業(yè)配電線路線損的技術(shù)也越來越受到重視。因為供電公司向客戶提供電能主要是經(jīng)過配電網(wǎng)去實現(xiàn)的。所以，配電網(wǎng)電阻、電氣設(shè)備的運行情況、工作人員的綜合素質(zhì)、配電網(wǎng)線路的管理、使用人員的行為等因素都會影響到配電網(wǎng)的電能損耗，因此，管理人員必須從配電網(wǎng)實際作用情況著手，經(jīng)過改進(jìn)線路以及配電網(wǎng)運行設(shè)備，強(qiáng)化配電網(wǎng)內(nèi)部、外部的管理，這樣才能有效促進(jìn)配電網(wǎng)電能質(zhì)量的科學(xué)控制。

關(guān)鍵詞：10 kV配電網(wǎng) 電能質(zhì)量 提升措施 原因分析

中圖分類號：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0029-02

電能質(zhì)量主要指的是電力企業(yè)提供給客戶電能的品質(zhì)。一般來講，就是電力企業(yè)配電網(wǎng)能夠進(jìn)行良好的供電，這主要包含供電質(zhì)量以及客戶的用電質(zhì)量；對于電力企業(yè)來講，電能出現(xiàn)的質(zhì)量問題主要是導(dǎo)致客戶設(shè)備不能正常工作的電壓偏移、電壓波動或者是諧波污染的情況，即電力企業(yè)配電網(wǎng)中電壓和波形出現(xiàn)質(zhì)量問題。

1 10 kV配電網(wǎng)電能質(zhì)量影響原因分析

1.1 諧波

在10 kV配電網(wǎng)中，諧波分量主要是由部分電力設(shè)備以及負(fù)荷的非線性特性所導(dǎo)致的。當(dāng)非線性負(fù)荷兩端受到電網(wǎng)正弦基波電壓影響的時候，就會使負(fù)荷所吸收的電流以及施加的電壓波形沒有辦法保持一致，這樣就可能會出現(xiàn)畸變電流，對電力設(shè)備造成一定影響。以變壓器為例，當(dāng)受到諧波分量影響的時候，變壓器會出現(xiàn)集膚效應(yīng)或者是鄰近效應(yīng)，這樣就會使繞組出現(xiàn)附加的鐵消耗或者是同消耗，容易使變壓器出現(xiàn)絕緣老化的現(xiàn)象，降低變壓器的使用壽命，加之，出現(xiàn)多次諧波電壓或者電流時，上述問題就會在電網(wǎng)中不斷累積，增加配電線路損耗情況，使電力設(shè)備過熱，這樣就會增加電能成本以及電費支出。

1.2 電壓偏差

電力配電系統(tǒng)無功功率不管是存在電壓欠缺情況還是多余的情況都會使配電系統(tǒng)的電壓產(chǎn)生偏移。如果電壓產(chǎn)生偏移的時間長，就會給電力系統(tǒng)的運行帶來不利影響，還會導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的使用效率降低、破壞電力設(shè)備的絕緣性能、降低電動機(jī)轉(zhuǎn)矩、導(dǎo)致照明設(shè)備出現(xiàn)問題、產(chǎn)生多次的諧波電流以及降低電容的無功率輸出等一系列問題，這樣非常不利于電力系統(tǒng)的運行。

1.3 電網(wǎng)頻率偏移

在電力系統(tǒng)運行過程中，頻率偏移是對電力運行質(zhì)量管理的一項重要指標(biāo)，是系統(tǒng)出現(xiàn)基本波頻率偏移額定頻率的程度。會發(fā)生這樣的情況主要是因為發(fā)電機(jī)有效功率負(fù)荷與有功出力兩者之間出現(xiàn)不平衡情況引起的，如果電力系統(tǒng)在頻率方面出現(xiàn)問題就會對電廠日常生產(chǎn)以及用戶的日常生活帶來不利影響。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）電力系統(tǒng)出現(xiàn)頻率方面的問題就會使汽輪機(jī)的葉片出現(xiàn)更大幅度震動，降低機(jī)械設(shè)備的使用壽命。（2）在使用濾波器出現(xiàn)諧波電流的時候，會導(dǎo)致電容無功功率出點變化。（3）因為電動機(jī)轉(zhuǎn)速降低的時候會對電廠的出力帶來一定影響，所以頻率下降產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。（4）將對電力系統(tǒng)中部分測控設(shè)備的生產(chǎn)運營帶來一定影響，這樣就不能保證電網(wǎng)過程中的正常運行。（5）對于電動機(jī)的輸出功率以及轉(zhuǎn)速都會帶來一定影響，影響機(jī)械的正常運行。（6）對于變壓器激磁電流以及異步電機(jī)進(jìn)行增加，在增加配電網(wǎng)無功功率的情況下，也會對配電網(wǎng)的電壓帶來一定影響。

2 提高10 kV配電網(wǎng)電能質(zhì)量相關(guān)策略分析

在電力配電網(wǎng)運行過程中，配電系統(tǒng)的電壓受到無功功率的影響非常大，無功功率不足的時候，會導(dǎo)致電網(wǎng)配電電壓降低，但是當(dāng)無功功率過剩的時候，配電網(wǎng)的電壓最會升高。所以，保證以及維護(hù)電力配電網(wǎng)系統(tǒng)電壓質(zhì)量最主要方式就是保證無功功率的平衡。無功補償應(yīng)該按照配電電壓的整體和分級就地平衡的原則進(jìn)行配置。將降低電線損耗和調(diào)壓互相結(jié)合在一起，主要以降低配電線路損耗為主；當(dāng)分散補償與集中補償相結(jié)合時，主要以分散補償為主，這樣能夠有效提升配電網(wǎng)電壓的質(zhì)量。

2.1 抑制諧波

結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)條件，針對諧波電流的抑制主要是采用預(yù)防性措施以及補償性措施兩種方式進(jìn)行的。其中，預(yù)防性措施主要是指：經(jīng)過增加整流器的脈動數(shù)量或者是采用可以控制的整流器來限制整流器的諧波；在電力設(shè)備制造以及配置過程中，可以通過改善施工工藝以及操作技術(shù)已達(dá)到降低諧波的目的。而補償性措施主要指的是改變饋線參數(shù)以及采用濾波器等方式。在實際應(yīng)用過程中，諧波的控制主要是采用這兩種方式進(jìn)行的，通常情況下都能得到良好改善效果。

2.2 電壓偏差控制

供配電系統(tǒng)在正常運行過程中，因為線路損耗或者是無功功率不平衡，實際的電壓與標(biāo)準(zhǔn)電壓之間就會存在一定的誤差。依照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電壓允許的偏差指的是電力系統(tǒng)中實際電壓偏離標(biāo)準(zhǔn)額定電壓值的百分比，并且強(qiáng)制要求對電壓進(jìn)行如下考核：（1）對于35 kV及以上的電壓，正負(fù)偏差的正負(fù)絕對值之和小于10%。（2）10 kV及以下電壓正負(fù)偏差的正負(fù)絕對值之和小于7%。（3）對于居民使用的單項220 V電壓，電壓偏差值應(yīng)該保持在-10%～7%之間。對于出現(xiàn)的電壓偏差問題，可以采用以下兩種方法進(jìn)行控制：一種是經(jīng)過降低電力系統(tǒng)的等效阻抗，對變壓器的分節(jié)頭進(jìn)行控制即對變壓器進(jìn)行控制，有效控制電壓降落的幅度，保證電力線路處在良好的高電壓水平。合理設(shè)計電力網(wǎng)絡(luò)的拓補圖，保證電力網(wǎng)絡(luò)三相電壓之間的平衡。另外一種方法就是在供配電系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置容抗器等無功補償?shù)难b置，在長距離輸電線路上采用電纜，用來補償無功功率。增加配電網(wǎng)導(dǎo)線的橫斷面積，減小電力線路阻抗的方式也可以有效降低電力線路的損耗情況，這樣可以有效保證電力線路的電壓水平。

2.3 無功補償

為了能夠最大限度提升電力配電系統(tǒng)的運行效率、提升電網(wǎng)的質(zhì)量并且有效降低電力線路線損的比例，電容補償裝置的設(shè)置是目前最有效的方式。以此為據(jù)，按照實際電壓的情況以及電壓功率因數(shù)據(jù)設(shè)置電容器組，有效保證電壓的平穩(wěn)，提升電力系統(tǒng)的運行效率。配電變壓器就地補償以及配電壓線路分散補償相結(jié)合的實際應(yīng)用中表現(xiàn)較為良好，對于提升電力系統(tǒng)的運行以及電能的質(zhì)量有著非常重要的意義，值得廣泛應(yīng)用。

2.4 無功分區(qū)分壓就地平衡

想要保證整個電力系統(tǒng)電壓的水平，就必須要有足夠的無功補償裝置，實現(xiàn)無功分區(qū)分壓就地平衡，這樣就需要有足夠的無功調(diào)節(jié)能力，在允許的電壓偏差范圍以內(nèi)，使用無功補償以及調(diào)節(jié)電容器相結(jié)合的方式，在出現(xiàn)低谷負(fù)荷的時候能夠有效降低電壓運行以及在高峰負(fù)荷的時候?qū)^高電壓運行的逆調(diào)壓進(jìn)行控制。

2.5 構(gòu)建電能質(zhì)量協(xié)調(diào)系統(tǒng)

在對電能質(zhì)量進(jìn)行控制的過程中，可以使用很多方法對其進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是這些方法只能進(jìn)行獨立的調(diào)節(jié)，并且電壓調(diào)節(jié)的結(jié)果還會相互影響，為了能夠有效提升電能質(zhì)量，就必須協(xié)調(diào)各種調(diào)節(jié)設(shè)備，讓各種調(diào)節(jié)設(shè)備能夠發(fā)揮協(xié)同的作用，這樣就需要建立一個完善的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電能質(zhì)量協(xié)調(diào)系統(tǒng)可以采用集中控制或者是分級控制的方式進(jìn)行建設(shè)。集中控制主要是將大量的實時數(shù)據(jù)傳遞到集中控制中心，將各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理；分級控制主要是將信息控制在一個相對較小的范圍以內(nèi)，通過上級對下級進(jìn)行協(xié)調(diào)。同時，電能質(zhì)量協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)該被視為電力系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)可以單獨成立，但是不能成為信息的孤島。經(jīng)過電能質(zhì)量協(xié)調(diào)系統(tǒng)可以對全網(wǎng)的電能質(zhì)量進(jìn)行每時每刻的監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析，依照數(shù)據(jù)分析的結(jié)果對相關(guān)設(shè)備行為進(jìn)行協(xié)調(diào)，這樣可以保證電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的要求。

2.6 多措并舉，多種技術(shù)手段相結(jié)合

（1）對于具有可行性改造或者短期內(nèi)沒有辦法實現(xiàn)改造的末端電壓較差的超半徑電力線路，可以在電力線路的中后段位設(shè)置饋線自動調(diào)壓設(shè)備，這樣可以有效改善末端供電用戶的電壓穩(wěn)定問題。（2）結(jié)合配電系統(tǒng)電壓負(fù)荷的實際情況，合理規(guī)劃配電變電源布點，降低供電半徑，有效解決電容過小的問題。（3）按照季節(jié)性時間滾動的規(guī)則對電力系統(tǒng)臺區(qū)進(jìn)行綜合分析，掌握電壓周期變化的規(guī)律，并按照這個規(guī)律制定相應(yīng)的電壓調(diào)節(jié)、電容調(diào)節(jié)的計劃，保證配變以及用戶負(fù)荷能夠處在最好的狀態(tài)下工作。（4）按照分級治理的方式，進(jìn)行“電網(wǎng)、變電站、電力線路、臺區(qū)”四級聯(lián)調(diào)的電壓指標(biāo)進(jìn)行合理的治理，防止出現(xiàn)單層級的脫軌管理控制，電壓指標(biāo)質(zhì)量需要從電力系統(tǒng)最上層逐步向下級進(jìn)行治理。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力企業(yè)電能管理體制也得到了有效改進(jìn)，電力市場的競爭越來越激烈，各個供電企業(yè)與更加重視企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效率是否能夠得到有效提升，而管理控制好配電網(wǎng)電能質(zhì)量可以有效提升供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率，所以提升10 kV配電網(wǎng)電能質(zhì)量與城市正常供電系統(tǒng)存在非常密切的關(guān)聯(lián)，應(yīng)該受到高度重視。根據(jù)電網(wǎng)實際的運行情況，采用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行管理，能夠有效提升電能質(zhì)量，保證各級之間的相互協(xié)調(diào)合作，有效提升電網(wǎng)運行的效率。

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