供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量問題及其改善措施

文/李國(guó)民

供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量問題及其改善措施

文/李國(guó)民

在供配電系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)諧波、供電頻率誤差、電壓波動(dòng)所造成的閃變等等一些問題，這些都會(huì)降低電能質(zhì)量，對(duì)電力設(shè)備的使用壽命有巨大的損害。本文闡明了供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量問題、電能質(zhì)量的好差標(biāo)準(zhǔn)及電能質(zhì)量問題的改善方法與措施方案。

電能質(zhì)量 供電與配電系統(tǒng) 改善電能質(zhì)量

1 供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量好差的評(píng)判方法

對(duì)于電能質(zhì)量好差評(píng)價(jià)的著重點(diǎn)不一樣，所以電能質(zhì)量的評(píng)判有著很多的不同。通常來(lái)說(shuō)，電力公司都以電能質(zhì)量的電能轉(zhuǎn)化效率和電能的穩(wěn)定性來(lái)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，用數(shù)字記錄呈現(xiàn)給我們看。站在供配電系統(tǒng)制造廠家的角度來(lái)看，廠家以設(shè)備能否正常運(yùn)行、順利的供電來(lái)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而不同型號(hào)的供配電設(shè)備正常供電所顯示數(shù)據(jù)不同，正常供電表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象也不一樣，所以各個(gè)型號(hào)的供配電設(shè)備對(duì)于電能質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。但站在我們使用者的角度來(lái)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)則變成了供配電設(shè)備能否正常工作，是否能給我們的生活工作穩(wěn)定持續(xù)的供電。真正來(lái)說(shuō)供配電設(shè)備所發(fā)生的全部問題，我們統(tǒng)稱為電能質(zhì)量問題，它的本質(zhì)問題是因?yàn)殡妷旱牟环€(wěn)定導(dǎo)致了電能質(zhì)量出現(xiàn)問題，從而無(wú)法正常工作，和設(shè)備的正常狀態(tài)不一樣，真正的評(píng)價(jià)電能質(zhì)量的好差要看供電電壓、供電頻率，供電波形的質(zhì)量好差。

2 評(píng)價(jià)供配電系統(tǒng)的好差的標(biāo)準(zhǔn)

站在不同方面看電能質(zhì)量問題，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)因?yàn)橹攸c(diǎn)的不同而不一樣，而因?yàn)楝F(xiàn)在隨著我們對(duì)電力的運(yùn)用不斷深入，對(duì)于電能質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也在變多，現(xiàn)在主流的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有以下幾個(gè)：供電電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓是否不同、電壓波動(dòng)造成的閃變現(xiàn)象、諧波、電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的的基波頻率與標(biāo)稱頻率不一致。

一個(gè)地區(qū)的供電電網(wǎng)與供配電系統(tǒng)工作方式改變產(chǎn)生電壓變化,導(dǎo)致供配電系統(tǒng)其他節(jié)點(diǎn)的電壓也發(fā)生偏差。一個(gè)地區(qū)供電網(wǎng)的實(shí)際電壓和系統(tǒng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓相互之間的電壓差值稱為電壓偏差。產(chǎn)生電壓偏差的原因是電力使用者對(duì)電力使用程度的變化或電力系統(tǒng)供電形式的變化，導(dǎo)致了電壓偏差的產(chǎn)生。當(dāng)電壓變動(dòng)和電路路線的變動(dòng)過(guò)于頻繁，變化速度達(dá)到超過(guò)0.2%的情況，我們這個(gè)現(xiàn)象稱之為電壓波動(dòng)，而電壓不斷波動(dòng)，使得對(duì)燈泡的供電功率忽大忽小，所造成的燈光一閃一閃的現(xiàn)象就是我們感受到的閃變。

諧波是指對(duì)周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解所得到的大于基波頻率整數(shù)倍的各次分量，通常稱為高次諧波，而基波是指其頻率與工頻（國(guó)家電網(wǎng)的額定頻率50Hz）相同的分量。這個(gè)會(huì)影響配電系統(tǒng)的穩(wěn)定。

當(dāng)供配電系統(tǒng)的實(shí)際頻率和標(biāo)準(zhǔn)頻率不一致時(shí)稱它為頻率偏差；全國(guó)電網(wǎng)對(duì)于供配電系統(tǒng)的供電頻率都是相同的標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)因?yàn)槿魏我蛩囟兓渌麌?guó)家對(duì)這個(gè)頻率數(shù)值的變化程度都有規(guī)定。頻率偏差表現(xiàn)出的是電力系統(tǒng)實(shí)際基波頻率偏離標(biāo)稱頻率的程度；全網(wǎng)對(duì)頻率質(zhì)量的要求是相同的,不會(huì)因?yàn)橛脩舳淖儯總€(gè)國(guó)建對(duì)該項(xiàng)偏差標(biāo)準(zhǔn)都有相關(guān)的規(guī)定；由于負(fù)荷的不均衡才會(huì)引起頻率偏差，如圖1所示。

圖1

3 電能質(zhì)量好壞與供配電系統(tǒng)的關(guān)系

在電力能源中電能質(zhì)量是非常重要的。如果電能質(zhì)量較差將導(dǎo)致電網(wǎng)供電出現(xiàn)不穩(wěn)定，使供配電系統(tǒng)設(shè)備安全、線路壽命、企業(yè)工廠的產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)得不到保障，還會(huì)造成用電量加大最主要的是會(huì)對(duì)人身安全造成威脅。導(dǎo)致電能質(zhì)量變化的原因?yàn)楣╇婋妷号c系統(tǒng)標(biāo)稱電壓是否不同、電壓波動(dòng)造成的閃變現(xiàn)象、電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的的基波頻率與標(biāo)稱頻率不一致。我們要在供配電系統(tǒng)不斷運(yùn)行的同時(shí)對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行完善和優(yōu)化,保證電能質(zhì)量。

4 解決配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量

供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因有：實(shí)際供電電壓與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電壓不同、不停波動(dòng)的電壓造成的閃變現(xiàn)象、三相系統(tǒng)的電壓對(duì)稱程度、電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的的基波頻率與標(biāo)稱頻率不一致，不同的產(chǎn)生因素要用不同的措施來(lái)改善，以下幾個(gè)方面是非常重要的：改善供電電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓不一致的方法是在當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)處實(shí)施無(wú)功功率補(bǔ)償和盡快的讓無(wú)功功率補(bǔ)償容量與需求量相統(tǒng)一。實(shí)際操作是在當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)處電容器裝置并聯(lián)安裝，并進(jìn)行分組；將同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整；進(jìn)行改善時(shí)我們可以用有載調(diào)壓變壓器，這個(gè)辦法是最省錢的；選擇變壓器的電壓分接頭時(shí)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)；對(duì)供配電系統(tǒng)阻抗進(jìn)行調(diào)整。

以下方法可以減少閃變和電壓的波動(dòng)：使用單獨(dú)回路對(duì)供電回路進(jìn)行供電,劇烈負(fù)載變化的電氣設(shè)備要用專門的線路進(jìn)行獨(dú)立供電以及對(duì)功率大電器設(shè)備用獨(dú)立的的變壓器進(jìn)行供電,用來(lái)放置這些電氣設(shè)備對(duì)別的線路供電造成損害；對(duì)公共用的供電線路的配電線路的阻抗進(jìn)行調(diào)整；調(diào)整對(duì)供電設(shè)備的電壓,這樣會(huì)讓電網(wǎng)電壓波動(dòng)的程度變小，能達(dá)到非常優(yōu)秀的效果。我們要從供配電系統(tǒng)中的高次諧波的多方面去思考方法減少諧波的影響，比如提升諧波的抗性對(duì)于供電系統(tǒng)，擴(kuò)大供配電系統(tǒng)的容量,放低系統(tǒng)發(fā)出的諧波電壓，對(duì)于放射諧波的源頭用單獨(dú)的高功率線路供電，降低諧波的影響；提高供電、用電設(shè)備對(duì)于諧波的抗性，而供配電系統(tǒng)中的供電、用電設(shè)備抵抗諧波干擾的那個(gè)值要比供配電系統(tǒng)額度的抵抗諧波影響的值更大；減少諧波的出現(xiàn)；可以在諧波發(fā)射源周圍布置儀器，盡可能的把諧波吸收。

而對(duì)于電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的的基波頻率與標(biāo)稱頻率不一致這個(gè)問題，我們的解決和改善的方法有:確保供配電系統(tǒng)供電系統(tǒng)的供電頻率和國(guó)家規(guī)定額度一致；調(diào)整供配電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的頻率；我們應(yīng)該選擇使供電系統(tǒng)傳輸環(huán)節(jié)和耗電環(huán)節(jié)的各種設(shè)備在運(yùn)行中所能承受的頻率偏差符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電力系統(tǒng)及設(shè)備,這些設(shè)備要能抗運(yùn)行中頻率擾動(dòng)（偏差），供配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行是非常重要的。

5 總結(jié)

影響供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量因素很多，本文闡述的只是這些方面中的一部分。供電電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓是否不同、電壓波動(dòng)造成的閃變現(xiàn)象、諧波、電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的的基波頻率與標(biāo)稱頻率不一致這四個(gè)原因則是所有影響因素中最重要的幾個(gè)，只要我們針對(duì)這幾方面提出解決方案，供配電設(shè)備的電能質(zhì)量問題就大部分能得到解決改善。

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[3]劉介才.供配電技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005(06):41-43

作者單位中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院有限公司 河南省洛陽(yáng)市 471000