淺析電能質量治理與節能降耗的相互關系

沈嘉

摘要：電能是一種實用，清潔并且經濟的能源，有效的提高電能質量對穩定電氣設備的運行以及提高國民經濟都有著非常重要的意義，同時電能質量治理還和節能降耗有著非常緊密的聯系。本文主要分析了電能質量治理與節能降耗的相互關系，并且就如何更好的質量電能質量給出了幾點建議。

關鍵詞；電能質量質量；節能降耗；相互關系

中圖分類號：TM71 1文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）01-160-02

前言

電能質量和企業生產，日常生活，電力系統的正常運行以及節能降耗都有著非常緊密的聯系，現階段伴隨著電網規模的增大以及人們用電量的不斷增多，電能的質量問題便成了人們關注的重點問題，因此需要人們增加對電能質量治理以及節能降耗的重視。電能質量治理與節能降耗的相互關系

1.1節能降耗和電壓之間的關系

電壓質量的一個明顯的特征就是電壓偏差，即系統額定電壓同實際電壓之間形成的偏差。電壓偏差不僅僅會影響著例如電力電容器，電壓器，異步電動機等用電設備的具體節能降耗效果，同時還會對整個電網的運行帶來一定的影響。

其一，異步電動機受電壓的一些影響。異步電動機會產生的損耗主要分為可變損耗以及空載損耗這兩個部分，其中空載損耗和電壓的平方形成一種正比例關系，而可變損耗則和電壓的平方形成一種反比例關系。因此可以證明，異步電動機產生的損耗不僅僅和電壓有關，還和可變損耗以及空載損耗的實際比例有關。當遇到供電電壓相對比較低的情況，負荷就會較大，尤其是在滿載運行時，負荷就會更大，這樣就會導致異步電動機中的定子電流也跟著增大，這樣不論是轉子繞組還是定子繞組，造成的損耗都會增大，從而使電動機的實際功率損耗得到增加。當遇到三項電壓出現不平衡情況時，異步電動機就會產生不平衡電流，從而使負序分量產生，在負序分量的作用下形成負序磁場導致損耗增加。

其二，電力電容器受電壓的影響。電力電容器一般情況下為并聯電容器，它提供的無功功率數值同電壓的平方形成一種正比例關系，同并聯的電容器容抗形成一種反比例關系。當遇到電壓發生下降的情況時，由電容器提供的無功功率就會快速降低，這樣整個系統的損耗就會大幅度增大。如果遇到電壓過高的情況，電容器的實際使用壽命將無法得到保障。

其三，輸電線路的實際損耗受到電壓的影響。在保持輸出功率不發生改變的情況下時，輸電線路的電流數值會和正在運行的電壓形成一種發比例的關系。電網在處于低壓運行的狀態時，線路中的電流就會增大。而變壓器繞組以及線路的有功損耗又和電流的平方形成一種正比例的關系，所以在處于低壓運行時，不論是電網的無功功率還是有功功率損耗都會得到大幅度增加，從而使供電成本增加。

1.2節能損耗同無功之間的關系

電網中存在的電力負荷，例如變壓器，電動機，這些大部分都屬于感性負荷，在實際的運行過程中這些設備都需要一定的無功功率的提供，在進行無功補償之后，無功功率就會減少，無功功率的減少就會使電能損耗得到減少，從而達到節能減耗的效果。

其一，線路損耗受無功的影響。很多的感性負載會存在于線路的負載中，如果要輸送相同數量的有功功率，負載電流數值提升，線路損耗就會增加，因此如果想要有效的減低線路中的損耗，就需要將線路中的負載電流減少。

其二，異步電動機的實際損耗受到線路損耗的影響。異步電動機在運行過程中需要無功的多少主要由各轉子以及定子之間的氣隙來決定的。因為異步電動機在運行中消耗的無功功率是，異步電動機在有一定負載之下消耗的無功功率和空載下消耗的無功功率的總和，所以如果想要有效的減低異步電動機的損耗，就需要對異步電動機進行一定的無功補償。

1.3節能降耗和諧波之間的相互關系

其一，電力電壓器受到諧波的影響。電力電壓器在實際的運行中，其一，諧波電流的產生會導致變壓器產生的銅耗增加，銅耗增加就會導致噪聲過大，局部過熱，一些繞組會出現發熱等現象。其二，諧波電壓會形成附加損耗，這些附加損耗會導致變壓器的渦流以及磁滯出現的損耗增加，這樣絕緣材料需要承擔的實際電氣應力就會隨之增加，從而導致絕緣的介質會增大以及絕緣局部會形成防電。如果繞組是以三角形的形狀連接而成的，諧波會在繞組內產生環流，從而導致繞組的溫度快速升高，損耗急速增大。

其二，電力電纜形成損耗受到諧波的影響。諧波的作用會導致發生泄漏的電流升上，這樣就會導致干式電纜的一些局部地區放電得到快速增加，溫度也會提升，這樣電纜所產生的輸電損耗以及介質損耗都會得到增大。另外，諧波還會對電纜周圍分布的電容產生影響，從而使諧波電流增大，這樣在系統處在負荷的低谷時，系統電壓會得到上升，諧波電壓也會跟著上升，從而導致電纜產生的損耗增加。

2.電能質量治理的建議

2.1有效的使電壓質量提高，控制電壓偏差

有效提升電壓質量的方法有很多，例如，其一，可以對電網的供電電壓進行有效的調整，具體的做法可以有，①將有載變壓器的分接開關的等級進行有效的調整，從而有效的控制各級母線之間的偏差。②還可以對無功功率進行調整，即可以投切并聯電抗器，并聯電容器，靜止補償器以及調整發電機等。③可以將網路參數進行改變，如可以停或者投并列的變壓器，或者進行串聯電容器的裝設。④可以對電網的具體運行方式進行合理的改變，從而使無功功率和有功功率之間實現重新分配。

其二，對供電電壓的等級進行合理的選擇。在進行電網供電規劃工作時，需要結合供電距離以及用電的負荷大小等一些情況來對供電電壓進行合理的選擇，從而起到節能降耗的作用。如果在其他條件都不發生改變的情況下，適當提高供電電壓的等級，就會起到降低損耗的作用。例如，如果將35kv的供電電壓提升到110kv，那么供電的電流數值就會減少三倍，則供電線路的損耗數值就會降低9倍。

2.2合理進行無功補償

就地無功補償的方式有三種，具體是指跟蹤無功補償，隨機無功補償以及隨器無功補償，其中進行隨機無功補償的方法為，用電動機和低壓電容器進行并聯，然后在借助保護，控制裝置與電動機，同時進行投切。進行隨器無功補償的具體做法為，以低壓保險為通道，在變電變壓器的二次側用低壓電容器進行連接，這樣可以有效的補償配電電壓器運行時的空載無功。

2.3對諧波進行治理和抑制

其一，可以采用有效縮減電源間和用電設備之間距離的方法來對諧波進行治理，即要將系統的阻抗降低，，采取的具體做法是將供電電壓等級以及供電電源容量提升，從而使那些非線性的用電設備抵抗諧波干擾的能力得到提升。然而這種抑制諧波的方法投資成本相對比較大，需要對電網發展進行統一整體的規劃。其二，可以采取將諧波進行有效隔離的方法。因為諧波的產生不僅會對本級電網產生影響，同時還會在變壓器的作用下對其他級的網造成一定的影響。因此可以采取將發生的九次，三次零序分量諧波同上級網隔開的方式，從而減少諧波對其他級的網造成的影響，這也是治理諧波的一個有效方法。其三，可以采用安裝濾波器的方法。不論采用分散處理的方法還是集中處理的方法，濾波器的安裝對有效防止諧波的影響都有一定的作用。濾波器分為無緣=源濾波器和有源濾波器這兩大類。其中無源濾波器通過的是L，C串聯或者并聯的方式，這樣可以在產生諧波的同時產生諧振，同和諧振形成串聯時，電壓很小，因此諧波分量也很小，從而起到治理諧波的目的。

結語：

綜上所述，電能質量治理和節能降耗之間有著非常緊密的聯系，有效的提高電能質量對節能降耗有非常大的促進意義，因此需要我們加強對電能的質量管理，采取有效措施提升電能質量，從而實現節能降耗，促進電力發展。