配网电能质量的测试过程探究

张如昕,黄雪莜,陈申宇

（广州供电局有限公司荔湾供电局，510150）

配网电能质量的测试过程探究

张如昕,黄雪莜,陈申宇

（广州供电局有限公司荔湾供电局，510150）

配电网由于供电线路长，且供电网络中即存在三相生产用电，也有单相生活负载，导致供电的质量非常差，从而产生不利的后果。因此配网电能质量的测试就显得非常重要。笔者根据相关工作经验，主要探析配网电能质量的测试过程，供大家参考和借鉴。

配网电能质量；测试过程

0 引言

三相不对称运行时，接线方式配电变压器采用三铁心结构，其一次侧无零序电流，二次侧有零序电流，因此二次侧的电流全是励磁电流，产生的零序磁通不能在铁心闭合，需通过油箱壁闭合，从而在铁箱等附件中发热产生铁损，导致局部发热严重，大大增加了变压器的损耗，降低了变压器的使用寿命。

1 供电质量差会造成的问题

当配电网供电质量差时，会存在以下问题：无功电流在电网中的流动会导致线路损耗增大；无功电流在供电线路上产生的无功电压降，导致用户侧电压跌落严重致使用电设备的实际输出功率大大降低； 无功电流增加了配电变压器的无功容量，致使配电变压器的有功输出容量降低，即降低配电变压器的利用率；谐波污染则会致使配电变压器的损耗和供电线路的附加损耗增大，同时影响继电保护装置和电能计量装置的正常使用；三相不平衡产生零序电流，增加中性线线路损耗，中性线产生压降，从而导致中性点漂移，致使各相相电压发生变化，负载重的一相电压降低，而负载轻的一相电压升高，影响用电设备的安全运行； 三相不平衡致使配电变压器出力减少，配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制，当配电变压器处于三相负载不平衡工况下运行，负载轻的一相就有富余容量，从而使配电变压器的出力减少；三相不平衡致使配电变压器铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过，而钢构件的导磁率较低，零序电流通过钢构件时，即要产生磁滞和涡流损耗，从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配电变压器的绕组绝缘因过热而加快老化，导致设备寿命降低。

2 传统补偿情况的缺点

传统的补偿方式采用电容器作为补偿元件，存在以下缺点：容量固定，对于动态变化的无功功率经常过补偿或者欠补偿；投入时的过电流很大，退出后放电时间很长，对开关、变压器等设备影响很大；无功出力随电压降低而减少，对维持电网电压稳定起不到支撑作用；容易与变压器绕组的漏电抗串联后对谐波造成谐振，造成电容器和变压器损坏；电容器补偿装置的功能单一，对于谐波和三相不平衡无能为力，且对谐波有放大作用。

3 SVG 的技术优势

作为动态无功补偿装置的类型之一,SVG的控制不论是从大的控制策略的选择来讲, 还是从其外闭环反馈控制量和调节器的选取来说，它具有如下优势：快速无功补偿。配网连续动态无功发生器可以快速吸收或者释放连续的无功功率，响应速度是毫秒级的，使得电网功率因数接近于1；调节三相不平衡。配电网内，三相不平衡会导致线损大，变压器损耗增大，个别相过载，产生三次谐波并且反应到高压侧，使高压侧产生损耗。配网连续动态无功发生器可以转移三相有功功率，使三相有功电流平均分配，无功电流平衡；补偿谐波电流。兼具有源滤波器的功能，可以补偿较低次数谐波电流，使得电源侧电流谐波含量降低，提高电能质量；降低线路损耗。该装置不仅可以应用在感性负荷场合，还可以应用在容性负荷的场合，可以提高补偿效果，降低线路损耗。

4 配网电能质量测试过程

此次测试点台区变压器容量500KVA，低压侧输出线电压为400V，其主要负荷为居民用电。根据现场配电人员反馈，该变压器三相不平衡的情况比较严重。针对以上情况测试人员分别针对SVG投入前和投入后做了24小时数据的监测。对400V公共连接点PCC进行电能质量监测，根据测试数据，进行仿真和分析，根据SVG投入前后的数据对比，给出三相不平衡现象的治理效果。利用9624PQA-查看软件作为仿真软件。测试仪器采用日置3198电能质量分析仪，该仪器具有以下特点：监测及记录电力质量，当问题出现时分析它产生的原因；电力质量故障诊断功能最全面的仪器；测量功率因数，突升，突降，闪变 ；谐波分析到50次；高频瞬态测量 ；检测及波形显示 ；4电流通道及4电压通道；（1）通过LAN调制解调器进行远程控制和数据收集 ，保证测量精度符合电能质量的相关标准。

5 SVG投入前后的数据情况

SVG投入前后会产生一些数据，根据数据可以判断三相电流和功率的平衡情况，以下具体分析。

（1）三相电流不平衡度对比分析 。 SVG投入前，三相电流不平衡度在A点和B点时刻电流不平衡度较大，平均值分别为46.61%和28.52%，根据记录时间可知，A点时刻为7月26日晚18点58分，B点时刻为7月27日上午10点55分，可判定电流不平衡较大的情况发生在7月26日15点到晚上21点和为7月27日上午10点到下午13点这两个阶段，也是居民用电高峰期。SVG投入后，A点时刻为7月23日晚18点58分，B点时刻为7月24日上午10点55分，电流不平衡度分别降到了1.01%和1.34%，通过电压电流波形图可知三相电流基本平衡，对比SVG投入前可知，在SVG投入后三相电流不平衡的问题得到了很好的解决，达到了理想的治理效果。

（2）三相有功功率数据分析。SVG投入前，A点时刻的三相有功分别为：12.22kW，11.20kW，42.56kW；B点时刻的三相有功分别为：10.74kW，10.99kW，23.47kW；根据数据可知三相的有功功率存在严重的不平衡现象。在SVG投入使用后，A点时刻的三相有功分别为：31.77kW，31.04kW，31.28kW；B点时刻的三相有功分别为：18.70kW，18.07kW，18.37kW；根据数据可知SVG投入使用后三相的有功功率基本平衡。

6 三相不平衡的危害

三相不平衡对电能质量会产生影响。当三相负载不对称运行时，变压器二次侧的三相电流不对称，导致中性线出现零序电流，零序电流所感应出的电动势使二次侧电压不对称，出现中性点位移，进而导致线路压降和功率损失就会大大增加。接在重负荷相的单相设备易出现电压偏低，电灯不亮、电器效能降低、小水泵易烧毁等问题。而接在轻负荷相的单相用户易出现电压偏高，可能造成电器绝缘击穿、缩短电器使用寿命或损坏电器。对动力设备来说，三相电压不平衡，会引起电机过热现象。

三相不平衡对配电变压器会产生影响。三相不对称运行时，接线方式配电变压器采用三铁心结构，其一次侧无零序电流，二次侧有零序电流，因此二次侧的电流全是励磁电流，产生的零序磁通不能在铁心闭合，需通过邮箱壁闭合，从而在铁箱等附件中发热产生铁损，导致局部发热严重，大大增加了变压器的损耗，降低了变压器的使用寿命。

7 总结

综上所述，配网电能质量的测试一项复杂的工程，要求技术人员根据相关标准和流程操作，保证测试质量具有较高的准确率。同时技术人员在运用配网电能过程中也应该扬长避短，保证能够及时，高效供电。希望通过本文的研究对配电网电能质量测试水平的提高有所帮助。

[1]陈宁.配网自动化及其重构应用研究[D].郑州大学,2015.

[2]高晓芝.微网控制策略与电能质量改善研究[D].天津大学,2012.

Research on testing process of power quality of distribution network

Zhang Ruxin，Huang Xuexiao，Chen Shenyu
（Liwan Power Supply of Guangzhou Power Supply Co. Ltd.510150）

due to the long power supply line, and there is a three-phase power supply network, there is a single life load, resulting in the quality of the power supply is very poor, resulting in adverse consequences. So it is very important to test the power quality of distribution network. According to relevant working experience, the author mainly analysis the testing process of power quality of distribution network, which can be used for reference and reference.

distribution network power quality; testing process

项目：“本论文来源为低压配电网三相智能调荷开关的研究与应用项目”