用户设备运行状态对配电网电压质量的影响

熊壮

摘要：随着社会的不断进步，我国的电力供电体系不断完善，在这个过程中配电网电压状况始终是评价电力系统供电质量的重要因素。在现实生活中，保持配电网电压的良好质量是非常必要的，为了保证对用户的良好电能质量的提供，必须做好电压质量影响因素的分析。文章分析了用户设备运行状态对配电网电压质量的影响。

关键词：用户设备；运行状态；配电网；电压质量；功率因素；设备老化 文献标识码：A

中图分类号：TM712 文章编号：1009-2374（2015）14-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.069

关于电能质量国家标准定义的指标有电压偏差、频率偏差、谐波、三相电压不平衡度、电压波动和闪变及过电压，其中涉及到电压的指标很多，因此提高配电网电压质量是一项很重要的工作。为了给用户提供更为优质的电能，供电企业根据国家标准采取了多项措施，如严格执行《功率因素调整电费办法》，通过力调电费鼓励用户提高功率因素；运用需求侧管理的方法错峰填谷，提高能源效率；按节能减排文件精神对高电压专变用户无功补偿改造；对需要监控的线路安装电压记录仪等。本文仅从对用户设备的运行状态，分析影响配电网电压质量的几个问题，希望对配电网的电压质量管理有所帮助。

在配电网电压质量管理过程中，供电电压指标始终是衡量供电质量的重要方面，影响供电电压指标的重要因素之一，就是用电设备系统电压。我们先来分析用户用电设备供电电压的选择，主要取决于地区电网的电压、设备容量大小及其输送电能的距离等方面的因素，这里涉及到供电容量、输送距离、供电电压等级等的关系，从而进行最有效的供电电压的选择，使满足实际工作的要求。为什么要进行供电电压选择因素的分析呢？这是因为用电设备系统电压与供电电压有着千丝万缕的关系，在下文中将会详细阐述。

1 用电设备系统电压间接影响到配电网电压质量

为了提升配电电压质量，供电系统需要进行额定电压的保持，从而保证供电系统向用户的合理供电，这就需要进行用户端子处电压变动幅度的控制。针对那些标准高压电力用户及其低压电力用户，需要进行额定电压的控制，即按照电压变动幅度公式进行分析，进行供电的额定电压控制。在上述应用环节中，电压偏差允许值扮演着重要地位，其涉及到用电设备端子处电压偏差允许值及其供电电压允许偏差，电压偏差计算式如下：

电压偏差（%）=（实际电压-额定电压）/额定电压×100%

用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的，在一定的额定电压控制下，用户设备会取得良好的效益，当用电设备端子处电压出现偏差，就会导致其额定值的偏离，从而影响到用户的实际工作。系统运作中，如果电压关系不协调就会影响到配电网的送电质量，特别是用户设备的运作环境问题，如配电网中气体放电灯、整流器、电弧设备、旋转电机、电容器及感应加热器等用电设备导致产生谐波后，导致变压器产生附加损耗，使其在温度较高的状态中持续运作，设备热老化的加速，会间接影响到配电网的电压质量。

2 常见用户类型及其配电网电压质量的影响关系

第一，基建用户冲击负荷多，谐波含量大，基建用电属于临时用电，此类用户的负荷特性是冲击负荷重、含大量非对称负荷、甚至非线性阻抗特性的用电设备，导致无功无法就地平衡，电压偏差过大，不平衡度高，时有电压波动，对配电网的经济、稳定运行构成了影响。笔者曾对某市政基建项目进行波形检测，电压波形图显示含有大量的高次谐波，对电网的电压质量及安全运行造成了极大的安全隐患。普遍认为临时用电时间不长疏忽了对基建用电用户的管理，实际上有些市政项目、大型新建住宅配套项目、大型工业园项目等持续时间往往有三年甚至更长，因此对该类用户的电压管控需要加强。

第二，大工业用户设备运行方式不合理，经电量分析发现，新装投运初期、待拆迁或改制企业负荷极小，变压器处于接近空载状态，私营企业大工业用户为节约成本，往往让变压器处于接近满载的极限运行状态，这两种运行方式对配电网的电压质量都有较大影响，笔者曾对某私营企业大工业用户一台500kVA接近满载变压器按规范要求进行改造后，在满载的运行状态下还是会出现达不到要求的情况，用户反映负荷较大时无功装置动作频繁，电容器经常烧损，投、切电容器是电压有波动。因此指导此类用户办理暂停、减容、销户、增容等业务减少配电网电压损耗，对避免配电网电压波动是很有效的。

第三，大工业钢铁用户电压监控待完善，钢铁企业中提升机、高炉卷扬机，各种轧钢机以及工业企业大量使用的各类吊车、起重机等的拖动电机，工作运转时间与停转或空转时间交相更替，属于反复短时工作制的用电设备。其负荷经常性变化，是供电系统的波动性负荷，在起始熔炼期间，由于受炉内原料堆积不均匀及熔融差别等因素的影响，每相负荷波动很大，以引起大的电网电压波动与闪变。笔者曾对某钢厂的无功设备进行过研究，笔者尝试了调整厂区接线方式、增加无功设备、调整电容器投切方式等常规方法，虽然电压质量有所改善，但电压质量没有根本性的提高。因此，为确保配电网电压稳定，此类用户的无功改造需专业部室给予技术支撑。

第四，需加强对分布式电源用户对电压质量的管理，大电网与分布式发电，尤其是可再生能源形式的分布式发电相结合，是21世纪电力工业的重要发展方向之一。在配电网中，多数工业、商业用户和城市居民负荷具有很大的随机波动性，各种不确定因素所引起的负荷变化给配电网的规划设计和运行带来了巨大的难度和挑战。另外，随着用户对供电质量和安全可靠性要求的提高，配电网的供电质量问题也严重影响着重要用户的供电安全。尤其是可再生能源形式的分布式电源，发电量通常并不稳定，甚至在一些情况下会出现频繁启停，在这种情况下分布式电源将会对配电网其他用户的供电电压造成冲击。因此，注入功率的变化、所并入系统的短路容量及分布式电源的功率因数都对配电网的电压质量造成影响，但这些问题现在还没有积累丰富的运行经验，如何处理也需要不断实践。

3 用户设备合理应用有利于提升配电网的电压质量

用户设备运行状态对配电网电压质量的影响还是很大的，除在投入电网时按国家法律法规、行业规范、公司规章严格验收外，搜集相关负荷资料，对已投运的设备进行定期、全面的用电检查是很有必要的。对改造难度大、技术复杂、新设备性能不清等问题还需多与用户及专业部室进行沟通，找到合理的解决方案。

这就需要进行用户用电设备的合理应用，做好电压偏移的预防工作，将用户系统内部供电电压控制在有效的额定电压内，做好电压运行分析工作，进行负荷分布情况的调整，避免出现变压器的满载情况，保证用户设备各线路的负荷平衡。同时针对用户的实际情况进行变压器分接开关位置的优化，降低供配电系统阻抗，规范有序地进行无功补偿，合理配置分布式电源等方法进行配电网电压的控制。

4 结语

随着我国市场经济体系的健全，用户对于电能质量的要求越来越高，包括对配电网电压的质量要求，对供电可靠性的要求，要满足社会对于配电网工作的要求，必须要分析好用户设备运行状态与配电网电压质量的关系问题，从而更好地实现电网智能化工作的开展，满足现代社会的经济发展、生活工作发展等的需要。

参考文献

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[3] 钟金，郑睿敏，杨卫红，吴复立.建设信息时代的智能电网[J].电网技术，2009，（13）.

（责任编辑：蒋建华）