改善配网电压质量的探讨

孔庆杜

（肇庆粤能电力设计有限公司，广东肇庆 526060）

改善配网电压质量的探讨

孔庆杜

（肇庆粤能电力设计有限公司，广东肇庆 526060）

随着我国经济的快速发展和社会的不断进步，不论是工业生产还是人们的日常生活，对电量的需求不断增加，甚至达到用电高峰拉闸限电的状况，严重的影响了工业生产和人们的正常生活。在电力的生产配送中，提高供电电压的质量对工业生产和人们的日常生活具有重要的意义。本文笔者结合实际工作经验，从电压质量问题的概述入手，介绍了影响电压质量的因素，并提出了改善配网电压质量的方法，从而达到改善配网电压质量的目的。

配网 电压质量 方法

供电电压质量是衡量电力系统供电质量是否合格的一个重要指标，供电电压质量的优劣直接关系到用电设备的安全经济运行和生产的正常运作，对国民经济的发展也有着重要的意义。如供电电压的质量如达不到标准将会对用户造成不良的后果，因此，对如何改善和提升电压质量进行研究具有十分重要的意义。

1　电压质量问题的概述

自《电力法》在我国颁布以后，电力就作为一种特殊商品进入了市场，用户对电力这种特殊商品可以进行自主选择及监督，对因供电企业责任而给自身造成的经济损失（如电压质量异常而造成用电设备的损坏），还可以追究供电企业的责任。确保配电网的运行稳定性和自动化水平是供电企业长期以来的重要任务，电力从业者从20世纪80年代就已经意识到配电网运行中存在的潜在问题（如配电网规划不合理、配电设备比较老旧等），因此很多全国性电力大会都以如何改造配电网为会议主题，并且制定了多种更改计划。

就我国的实际情况而言，6kV和10kV配电网的规模巨大且负荷情况复杂，其电压质量的改善显得尤为重要。当长期以来，我国对6kV和10kV配电网的建设认识不到位，它们的建设和发展严重滞后于输电网，这使得电压质量长期达不到合格标准，影响了经济和社会的发展。

一般而言，电压质量问题主要受到短时间电压变动和长时间电压变动的影响，因此，下面将就这两种情况进行重点探讨。

1.1短时间电压变动

这一类型包括电压暂降（也称为骤降或凹陷）和短时间电压中断等现象。若按持续时间长短来划分，进一步还可以将其分成瞬时、暂时、和短时3种类型。造成短时间电压变动的主要原因是系统故障、大容量（大电流）负荷启动或与电网松散连接的间歇性负荷运作。根据所在系统技术和故障位置的不同，可能引起暂时过电压或电压跌落，甚至使电压完全损失。无论故障发生在远离关心点或者靠近关心点，在保护装置动作清除故障之前，都会对电压产生短时冲击影响，造成短时间电压变动。

1.2长时间电压变动

长时间电压变动是指在工频条件下电压均方根值偏离了额定值，此种偏离现象超过1min就将其称为长时间电压变动，它可能是欠电压可能是过电压。一般情况下，电力系统故障是不会引发欠电压或过电压的，它们主要是由于系统的开关操作或负荷变动而引起的。下表分别对欠电压、过电压、电压不平衡、持续中断等各种长时间电压变动现象进行简单的阐述，如表1所示。

表1

2　影响电压质量的因素

（1）电网运行方式、负荷变化，引起电压在某一时段内的偏移。随着经济的发展，人民生活水平提高，家用电器，电炊用具进入千家万户使用结构发生变化，尤其加剧了峰谷负荷的悬殊，造成负荷畸变，引起峰段电压偏低。

（2）由于线路、变压器等超载运行，即超出设备的额定容量使用，则会导致变压器的出线端的电压偏低。一些偏远地区线路太长、线径小等原因，或者是电网内感性负荷大量投入，造成功率因素下降，随着感性负荷大量吸取无功功率，势必造成电网增加功率损耗。

（3）电力系统三相负荷平衡状况是电能质量的主要指标之一，电力系统三相不平衡是由于三相负载不平衡或系统三相参数不对称所致，三相不平衡将导致旋转电机发热和振动，变压器漏磁增加和局部过热。当电网处于三相负载不平衡运行时，会发生电压畸变，产生中性点位移电压，造成用户的电压不稳定，可引起负荷重的一相电压低、负荷的一相电压高。

3　改善配网电压质量的方法

在国家标准GB3485《评价企业合理用电技术导则》中规定:“企业受电端电压在额定电压范围之内，企业内部供电电压偏移允许值，一般不应超过额定电压土5%。”这是指当企业受电端电压虽然在额定电压范围之内，而由于企业内部用电设备使用不合理所引起的电压偏移，也应采取措施，使企业内部供电电压维持在额定电压土5%范围之内。为达到这一标准，可采取下列措施:

（1）做好电网运行分析和负荷预测，根据负荷的情况合理调整线路的运行方式，避免变压器满载、超载或轻载运行。变压器在负荷率为75%～80%比较合理，一般变压器负荷小于30%时，应按经济条件考核后，合理更换相应容量的变压器。负荷率在30%～60%时，可经过技术经济比较，决定是否需要更换变压器，另外，在厂休、节假日或负荷的低谷时间，可以尽量将负荷集中在一台或几台变压器上，停掉多余的空载变压器，减少功率损耗，通过负荷的调整使到各线路的负荷尽量平衡，达到改善配网电压质量的目的。

（2）根据用户的具体情况合理选择变压器的分接开关位置，变压器一次额定电压的选择如果不当，那就必然造成二次电压偏高或偏低。为此应注意，如果变压器离电源较近，其一次线圈的额定电压可选高一些，如10.5kV，如果离电源较远可选低一些，如10kv，这样有利于二次电压接近额定电压。一般变压器，通过分接开关调整电压分接头，以使变压器二次电压相对于额定电压有土5%的变动。用以补偿在低压侧线路上的电压损失，保证用电设备端的电压偏移不超过允许值，但是有一点应注意，即在选用分接开关档次之前，应根据实际情况，仔细核算，看在哪个位置电压值最佳。因为一般变压器电压分接开关可调整的范围是土5%。注意防止调整后又过高、过低或对关键生产设备造成不良影响，通过合理选择变压器分接头位置达到改善配网电压质量的目的。

（3）合理减少供配电系统的阻抗电压降等于电流和阻抗的乘积，而线路电阻与导线截面成反比，与长度成正比，所以缩短线路的距离，使导线截面足够大，可以减少配电系统的阻抗，这对于负荷波动较大的配电干线，除了可以降低基本功率损耗或基本电能损耗之外，还能减少负荷波动引起的负荷波动附加线损，使电压水平保持稳定。

（4）做好三相负荷平衡工作，为了做好三相负荷平衡工作，要以最基本的电力用户为基础，根据用户的实际用电情况来接入低压配电网，尽量做好就地平衡，确保三相负荷在大部分时间内都能保持一致。

（5）从整个配电网络去考虑，考虑采用并联电容器的方法来实现改善配网电压质量的目的。并联电容器有几项优点:有功功率损耗小，运行维护方便，单台容量较小，便于集合成组装置，个别电容器损坏并不影响整个装置的运行，所以应用很广泛。

并联电容器的作用主要有以下几点:

1）补偿无功功率，提高功率因数，改善配网电压质量。由于并联电容器与电感性负荷并联安装，所以，当电感性负荷吸收能量时，正好并联电容器释放能量。而电感性负荷放出能量时，并联电容器却在吸收能量。能量在两者间转换。即:电感性负荷所吸收的无功功率，可由并联电容器所输出的无功功率中得到补偿。当电网容量一定时，使无功功率减少，从而可大大提高功率因数，使到电压质量得到改善。

2）提高设备出力。由于有功功率P=S.cosψ，当设备的表现（视在）功率一定时，如果功率因素cosψ提高，上式中的P也随之增大，可见电气设备的有功出力也提高了。

3）降低功率损耗和电能损失。在三相交流电路中，功率损耗△P（kW）

△P=3［P2R/U2（cosψ）2］x10-3

由此可见，当功率因素提高后，将使功率损失大大下降。因此使得每年在线路上和变压器中的电能损失下降。

4）改善电压质量。在线路中电压损失

△U=［（PR+QXL）/U］x10-3

式中 △U-线路中的电压损失，kV；

P-有功功率，kW；

Q-无功功率，kVar；

U-额定电压，kV；

R-线路的总电阻，Ω；

XL-线路感抗，Ω；

由上式可见，当线路中的无功功率Q减少以后，电压损失△U也就减少了。

4　结语

总之，供电电压质量是衡量电力系统供电质量是否合格的一个重要指标，其质量的优劣，直接关系到用电设备的安全经济运行和生产的正常运作。应根据用电负荷的性质，调整用电负荷，并结合用户的具体情况合理选择变压器分接开关的位置，采取有效的无功补偿手段等方法实现改善配网电压质量，从而满足供电系统的供电指标的要求，真正达到改善配网电压质量的目的。

［1］梁冯柳.提高地区电压质量举措分析［J］.科技与企业，2013.

［2］贺艳，朱佐平.如何采取有效措施提高供电电压质量［J］.科技资讯，2010.

［3］杨玺.提高配网电压质量方法研究［J］.电工技术，2011.