電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的提高方法

國(guó)網(wǎng)銀川供電公司 胡 偉

日常生活電和水的使用是不可缺少的。電在生活中發(fā)揮著如此重要的角色，所以怎樣提高用電質(zhì)量是一個(gè)都需重視的問(wèn)題。想要提高電能的質(zhì)量和發(fā)電效率，最直接的就是完善發(fā)電途徑。

1 影響電能質(zhì)量的因素

1.1 電能質(zhì)量的定義

電能相比于其他商品是極為特別的，從專業(yè)角度來(lái)講，不同方面對(duì)電能質(zhì)量的定義也不同。如在IEC中對(duì)電能質(zhì)量這樣定義：供電設(shè)備能夠連續(xù)運(yùn)行，保證用戶電力的正常使用；電氣與電子工程師對(duì)于電能質(zhì)量的定義是：如果能夠給一些特殊電器提供電力，而且這些設(shè)備還能夠平穩(wěn)的運(yùn)行和工作，那么電能質(zhì)量是達(dá)標(biāo)的。從上述來(lái)看，電能質(zhì)量的定義不是僅從一個(gè)方面來(lái)單獨(dú)定義，而是結(jié)合不同情景及使用來(lái)進(jìn)行定義的。總的來(lái)說(shuō)，電能質(zhì)量就是電力在電網(wǎng)中的平穩(wěn)傳遞、保證用戶及其設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.2 電能質(zhì)量問(wèn)題的分類

根據(jù)電能質(zhì)量的不同性質(zhì)和出現(xiàn)問(wèn)題的不同類別來(lái)進(jìn)行分類。如果按照電能的時(shí)域性分類，它呈現(xiàn)出的問(wèn)題主要可分為兩大類別：一個(gè)質(zhì)量問(wèn)題叫做穩(wěn)態(tài)電能，穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題是在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都能把電壓和電流的變動(dòng)系統(tǒng)地顯示出來(lái)。這類電能質(zhì)量問(wèn)題主要是電流的波動(dòng)和電壓不平衡的問(wèn)題；另一個(gè)電能問(wèn)題是暫態(tài)電能，暫態(tài)電能的質(zhì)量問(wèn)題所存在的時(shí)間較為短暫，但它的電壓變動(dòng)和起伏波動(dòng)大，這類電能質(zhì)量問(wèn)題主要存在于電壓方面，例如電壓突高突低、電壓不能持續(xù)輸送、電壓不穩(wěn)定等問(wèn)題。在這些問(wèn)題當(dāng)中，電壓突然降低和連續(xù)中斷、不能持續(xù)供電最為嚴(yán)重。

如果按照供電質(zhì)量來(lái)分類，主要存在的是電流問(wèn)題和電壓?jiǎn)栴}。電壓質(zhì)量上的問(wèn)題主要有：實(shí)際電壓和理想電壓之間差距過(guò)大、電壓的突然變動(dòng)、電壓的波動(dòng)和電壓的不正常、無(wú)規(guī)律的變動(dòng)；電流質(zhì)量上主要存在的問(wèn)題包括電流平穩(wěn)性較差、不能持續(xù)供電等問(wèn)題。

1.3 影響電能質(zhì)量的因素

有許多因素都能對(duì)電能的質(zhì)量造成不利影響，其中最主要、影響最大的因素主要包括以下方面。

電壓偏差。就是實(shí)際電壓和理想電壓的差距過(guò)大，兩者之間相差的百分比。電壓偏差的計(jì)算方法是兩者之間的差值比上理想電壓結(jié)果的百分比。由于電壓在運(yùn)輸過(guò)程中做了無(wú)功負(fù)荷，導(dǎo)致了電力系統(tǒng)中的電力運(yùn)行方式偏離原定路線，所以導(dǎo)致了這種現(xiàn)象的發(fā)生。一旦電壓偏差出現(xiàn)，會(huì)對(duì)電力用戶所使用的大多數(shù)電器設(shè)備造成一定程度上的損耗，從而使電器的使用時(shí)間大大減少，一般受影響最大的是照明設(shè)備、發(fā)光燈具和各種類型的電動(dòng)機(jī)。

電壓閃變與波動(dòng)。電壓的波動(dòng)主要是平均電壓在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的連續(xù)起伏的水平，而電壓閃變是由于電壓的不規(guī)律起伏從而造成了照明燈具的忽暗忽明，對(duì)人產(chǎn)生了一定的影響，這種現(xiàn)象就稱為電壓閃變。電壓波動(dòng)的現(xiàn)象可獨(dú)立發(fā)生，而電壓閃變多數(shù)都是由于電壓波動(dòng)造成的。一般情況下，很多有著敏感電壓變化的機(jī)器最容易由于電壓的不規(guī)律起伏而造成一定程度的損害，例如像計(jì)算機(jī)這種對(duì)電壓的要求較高的設(shè)備。如頻繁地出現(xiàn)電壓閃變，不僅會(huì)對(duì)照明工具造成一定的損害，還能對(duì)用戶的身體健康和眼睛產(chǎn)生不利影響。

電壓驟降與中斷。電壓驟降主要是電壓在極短時(shí)間內(nèi)飛速下降到一定數(shù)值并快速地回復(fù)到原來(lái)電壓的一種問(wèn)題，電壓中斷就是電壓在平穩(wěn)運(yùn)行過(guò)程中突然中斷并跳閘，這種現(xiàn)象造成的后果十分嚴(yán)重，用戶在電器使用過(guò)程中如果出現(xiàn)電壓中斷現(xiàn)象，很可能會(huì)造成計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)丟失、電器的損害等，而出現(xiàn)這種現(xiàn)象多數(shù)是由于多個(gè)大型設(shè)備的全壓進(jìn)行而造成的。

頻率偏差。和電壓偏差大致相同，即同樣是實(shí)際與理想的差距過(guò)大，從而造成了一定的影響。造成這種故障的原因主要是電壓在輸送過(guò)程中各方面的不平衡所造成的，這種故障會(huì)對(duì)設(shè)備造成重大影響，其主要是大型設(shè)備。許多大型電力方面的事故造成，都是由于發(fā)生了頻率的偏差。

2 電能質(zhì)量的改善方法

隨著用電用戶的越來(lái)越多，電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題也相應(yīng)增加、存在問(wèn)題的復(fù)雜程度也大大提高。由于電是一種特殊的商品，所以在對(duì)用戶的提供與服務(wù)方面一定要重視起來(lái)，將電能質(zhì)量提高起來(lái)。

2.1 電壓波動(dòng)與閃變的治理

對(duì)電壓的不規(guī)律起伏和電壓閃變的問(wèn)題，改善方法包括用戶在使用電器時(shí)對(duì)其進(jìn)行一定的優(yōu)化和改善。除用戶方面外、電力公司是主要方面，其可以優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)，提高電網(wǎng)所提供的電能質(zhì)量來(lái)減少供電過(guò)程中所存在的問(wèn)題。提高電網(wǎng)供電能力的方法主要有：將電壓質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，提高整體電壓的質(zhì)量等級(jí)；搭建更多敏感電器及大型高壓電器的特殊供電輸送線路；對(duì)高壓電器采用分壓、降壓。除上述治理的技術(shù)方法外，還可增設(shè)相關(guān)設(shè)備來(lái)對(duì)電壓進(jìn)行治理。例如采用由晶閘管所組成的補(bǔ)償器，可在電壓電流驟降時(shí)進(jìn)行切斷。

2.2 中樞調(diào)壓

其實(shí)想要對(duì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的電能和電壓進(jìn)行優(yōu)化，最主要的還是要采取整體調(diào)壓，利用好各種調(diào)壓方法，來(lái)確保用戶在使用過(guò)程中的電能質(zhì)量能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)甚至超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但從整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)看，其整體還是比較繁雜的。如果想要對(duì)用戶的每一個(gè)用電設(shè)備都進(jìn)行一一的監(jiān)控和調(diào)整，不僅工作效率極低、工作量過(guò)大，而且基本實(shí)現(xiàn)不了。每一個(gè)區(qū)域的電力系統(tǒng)都有屬于自己的電力中樞點(diǎn)，可以對(duì)中樞點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)壓，這樣能監(jiān)控該區(qū)域的平均電力情況，還能及時(shí)做出調(diào)整，對(duì)用戶的用電也能有一個(gè)更好的服務(wù)。

2.3 諧波治理

如果想要大大降低電網(wǎng)中所存在的電能問(wèn)題、提高電能質(zhì)量，對(duì)諧波的治理可以有效地對(duì)其進(jìn)行控制。一般諧波的治理大多都是從專業(yè)技術(shù)方面進(jìn)行的。如想對(duì)諧波進(jìn)行有效的治理就要解決其問(wèn)題的源頭，進(jìn)行有效的控制。其主要解決方法包括無(wú)源濾波法和有源濾波法，這兩種方法可有效減少諧波電壓的驟增。無(wú)源濾波法是采用抵御式的一種治理方法，主要是抵御起伏差異較大的諧波電壓，從而對(duì)設(shè)備進(jìn)行一定程度上的保護(hù)；有源濾波法相對(duì)于無(wú)源濾波法采用的是主動(dòng)出擊的方式，主要是在電器中出現(xiàn)諧波電壓做無(wú)功負(fù)荷和諧波電流產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)進(jìn)行及時(shí)切斷的方法，在治理諧波時(shí)普遍用的是有源濾波法，其對(duì)諧波的消除效果也比較明顯。

2.4 電壓中斷和驟降的補(bǔ)救措施

電壓在進(jìn)行中斷時(shí)可安裝相關(guān)設(shè)備來(lái)進(jìn)行供電，其原理就是進(jìn)行電能的儲(chǔ)存，在需要時(shí)再進(jìn)行使用。一般來(lái)講，這種儲(chǔ)能式的設(shè)備在斷電時(shí)可以提供一定時(shí)間的電壓，其時(shí)長(zhǎng)主要是由儲(chǔ)能裝置所能容納的多少來(lái)決定的。但該種設(shè)備一般所需費(fèi)用相對(duì)較高，且其價(jià)格隨著容納空間的增加而升高，所以只有在所需電壓不大的重要設(shè)備上才會(huì)使用。如果需要迅速進(jìn)行電力補(bǔ)償，還可采取動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器，該種調(diào)節(jié)器能給予設(shè)備穩(wěn)定的電壓和電流，使設(shè)備遇到電壓中斷而導(dǎo)致的電壓驟降時(shí)不受到影響。

一般來(lái)講，想要提高電能質(zhì)量就要進(jìn)行綜合考量，將各種治理方法綜合運(yùn)用，根據(jù)電能問(wèn)題的不同特點(diǎn)，結(jié)合不同方法能更改好地解決問(wèn)題。例如想要同時(shí)解決諧波電壓的不平衡波動(dòng)和電壓做無(wú)功負(fù)荷的問(wèn)題，可使用APF的方法；在電流電壓輸送過(guò)程中出現(xiàn)不平穩(wěn)的起伏問(wèn)題時(shí)，可使用相關(guān)調(diào)控設(shè)備來(lái)進(jìn)行對(duì)電壓和電流的控制。將多種方法組合起來(lái)，可以同時(shí)解決電能輸送中的不同問(wèn)題。

綜上，由于科技的飛速發(fā)展，許多高科技設(shè)備也應(yīng)運(yùn)而生，所以對(duì)電力的要求也越來(lái)越高，解決好電能質(zhì)量問(wèn)題的同時(shí)，也能夠推動(dòng)社會(huì)的科技發(fā)展。由于電能質(zhì)量所包含的內(nèi)容太多，而每一項(xiàng)都是不可忽視的內(nèi)容，所以在進(jìn)行電能質(zhì)量的提高和完善過(guò)程中一定要警惕起來(lái)，找到其中所存在的問(wèn)題對(duì)癥下藥，早日使我國(guó)的電力發(fā)展更上一個(gè)臺(tái)階。