港口供配電系統(tǒng)電壓閃變和治理方法

湯鵬飛

摘要：本文以某港口供配電系統(tǒng)為對象，對其電壓閃變問題及原因展開深入研究與剖析，并提出了具體的治理對策，望能經(jīng)此研究，為此領(lǐng)域發(fā)展有所借鑒。

關(guān)鍵詞：港口；供配電系統(tǒng)；電壓閃變

針對電氣化港口而言，其乃是世界范圍內(nèi)一種十分重要的交通運輸樞紐，與之配套電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性與可靠性，無論是對港口生產(chǎn)效率方面，還是對區(qū)域電網(wǎng)安全上，均發(fā)揮著舉足輕重的作用。但從根本上來講，港口電力負荷存在著突出的不對稱、非線性等特征，因而使其經(jīng)常會出現(xiàn)各種電能質(zhì)量問題，比如閃變、電壓波動以及諧波污染等。這不僅會較大程度降低整個牽引供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，而且還會對整個電力系統(tǒng)的經(jīng)濟、安全運行造成嚴重影響。所以，需切實、積極采取各種行之有效的補償措施，治理港口電能質(zhì)量，提供更加穩(wěn)定、高質(zhì)量的供電系統(tǒng)。

1.港口供配電系統(tǒng)概述

所謂電力系統(tǒng)，從根本上來講，就是由電力網(wǎng)變電站、發(fā)電廠及用戶所構(gòu)成的龐大系統(tǒng)。通常情況下，港口所接受的電能，均有附近地區(qū)電網(wǎng)提供，結(jié)合實際需要，降低相應(yīng)電壓，然后在向各個用電場所進行合理化分配。由于港口普遍面積大，用電設(shè)施多，因而在用電負荷上，也比較零散，其中，以220～380V區(qū)間內(nèi)的低壓設(shè)備居多，且還有著并不大的容量。而針對各超大型港口而言，對于其作業(yè)區(qū)，通常所接入的是高壓電能（110kV），而對于那些低壓設(shè)備而言，則需要通過降壓，然后方能使用。而針對港口用電負荷等級來講，可以根據(jù)實際情況，將其分為Ⅲ級，或者是Ⅱ級。針對那些在世界范圍內(nèi)比較知名的港口，多為Ⅱ級負荷，而那些中小型港口，則多為Ⅲ級負荷，上述分級并不是一成不變的，而是相對的，多與港口所在地區(qū)的實際供應(yīng)電情況及港口性質(zhì)、規(guī)模等相關(guān)，因此，需要將多種因素考慮在內(nèi)，依據(jù)實際情況及條件來予以確定。

2.某電壓閃變事件分析

2.1電壓閃變事件概述

某港口內(nèi)的兩座降壓站同時停止運行并接受檢修。針對這兩座降壓站而言，其均為典型的1#主變帶所有負荷，而對于其中的A降壓站而言，其所帶負荷是中141冠甲饋線，而B降壓站為東甲饋線。針對辦公樓的燈光而言，經(jīng)常會產(chǎn)生閃爍狀況，而在兩降壓站1#主變10kV進線側(cè)，經(jīng)系統(tǒng)化檢測，均測出電壓振蕩。

2.2閃變源頭分析

針對辦公樓燈光所出現(xiàn)的非正常性閃爍情況，在兩大降壓站1#主變進線側(cè)，均能夠檢測出比較強烈的電壓波動情況，對此，就兩站的有功、無功功率及母線電壓等，展開系統(tǒng)化檢測與分析，從中找出引起電壓閃變的主要原因。針對LNG6.3kVI段相對應(yīng)的電壓而言，其在沒有發(fā)生閃變前及發(fā)生之后的功率、電壓，均比較穩(wěn)定，所以，針對此情況，僅對10kVI段母線所對應(yīng)的功率波曲線進行了分析，同時還分析了其電壓曲線。經(jīng)分析得知，當出現(xiàn)電壓閃變狀況時，A降壓站在無功變化范圍的區(qū)間值為-4.876～4.896Mvar，而在具體的有功變化方面，區(qū)間值為-2.923～5.699MW，除此之外，在電壓波波動的具體范圍方面，則為5.222～6.258kV，無論是有、無功，還是電壓波動主頻率，都是12Hz。另外，分別于電壓閃變之前及發(fā)生后，針對兩站的10kV進線位置處，開展了針對性、系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)實時監(jiān)測，由最終所得結(jié)果顯示，當發(fā)生電壓閃變時，兩站的相無功變化區(qū)間為-0.1～0.5Mvar，而在具體的有功變化范圍方面，則為1.24～1.89MW，電壓波動范圍最大為5.62～5.89kV。其有、無功的頻率均為12Hz。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，繪制錄波數(shù)據(jù)變化曲線，經(jīng)估算得知，無功、有功功率的變化區(qū)間分別為-4.176～6.196Mvar、0.425～9.699MW。而通過曲線所得結(jié)論可知，電壓閃變主要是由10kVI段電壓出現(xiàn)相應(yīng)波動所致。

3.某供配電系統(tǒng)所存在的突出問題及處理對策

3.1主要問題分析

依據(jù)上述分析結(jié)論，得知該供配電系統(tǒng)所存在的突出問題為電壓不穩(wěn)定。在整個港口供配電系統(tǒng)當中，發(fā)生電壓閃變，最主要的原因為10kVI段出現(xiàn)異常的12Hz功率振蕩，受此影響，針對10kVI段母線而言，其電壓所存在一定程度的電壓波動（17.8%），而對于110kVI段的母線電壓而言，其12Hz電壓波動在主頻中的占比為5%，另外，此母線在出現(xiàn)電壓波動的情況下，還通過一定方式，向另外降壓站的母線傳遞，借助于LNG1#變，向LNG6kV I段母線進行傳遞，使得整個港區(qū)的電壓，均呈現(xiàn)不同程度的閃變與波動。

3.2解決方案

（1）于中低壓側(cè)，也就是分別在6、10kV母線上，均設(shè)置SVG，或者是SVC，除此之外，還需兼顧動態(tài)無功補償極易諧波補償。針對此種動態(tài)化的無功補償而言，其能夠?qū)β室驍?shù)進行有效控制，使之維持在1。針對該港口閃變時電壓的波動情況，以及其所存在的較大的無功變化幅度值，為了能夠更加全面、快速的對無功補償進行響應(yīng)，需對SVG進行有效設(shè)置，使之在總體無功補償中的占比>50%。（2）對6、10kV各個段所自帶的負荷進行合理配置，當10kV進線受電端的功率因數(shù)始終維持在1時，那么可以將功率設(shè)定為0～50MVA內(nèi)。而由最終整體處理結(jié)果得知，設(shè)定110kV進線受電段的功率，使之因數(shù)維持在1，并將功率控制在0`50MVA內(nèi)，往往能夠大幅降低電壓閃變情況及波動程度。

4.結(jié)語

綜上，伴隨港口規(guī)模的擴大及新能源的應(yīng)用，港口供配電系統(tǒng)在實際運作中可能會出現(xiàn)一些問題，而電壓閃變便為其中之一，為了能夠?qū)⒋藛栴}有效解決掉，需要對其出現(xiàn)的原因展開深入分析，制定行之有效的治理措施，最終將之消除掉。

參考文獻：

[1]肖淑玲.天津港北疆供電系統(tǒng)電壓波動與閃變異常分析及采取的相應(yīng)對策[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2005（2）：26-27.

[2]高忠升，孫彥偉，李勇.供電系統(tǒng)電壓瞬時降低原因分析及解決方法[J].山東冶金，2007（s2）：89-90.

[3]張新松，郭曉麗，堵俊.負荷阻抗分析在閃變源識別中的應(yīng)用[J]. 電力系統(tǒng)及其自動化學報，2009，21（3）：58-62.