峰会主场所电能质量问题分析及保障措施

王庆玉，刘洪正，周生奇

（1.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东 济南 250003；2.国网山东省电力公司青岛供电公司，山东 青岛 266002）

0 引言

供电企业根据用电性质将电力用户分为特级、一级、二级和三级。2018年6月，某国际峰会在青岛召开，作为峰会主场所的国际会议中心成为特级保电用户。会议中心的主要用电设备为视频、音频、照明、空调、电梯等，这些设备是电能质量的污染源，同时视频、音频、照明等敏感负荷对电网电能质量的要求又较高。因此，如何更好地保障主会场的电力供应，成为摆在供电公司面前的重大课题及难题。本文以本次峰会会议中心为例，介绍了峰会主场所电能质量问题及保电所采取的措施和效果。

1 会议中心电力配置情况

该会议中心配电室共设3段10 kV母线，分别由取自2个35 kV变电站的3段10 kV母线的3条10 kV线路供电，Ⅰ段母线带1号、3号、5号配电变压器，Ⅱ段母线带2号、4号、6号配电变压器，10 kV 3段母线通过分段开关互为备用，10 kV侧备投装置投入。峰会保电期间，3条10 kV线路同供，互为备用。

配电室400 V侧单母线分段运行，低压联络，但不具备备用电源自动投入功能，采用三锁两钥匙进行闭锁。400 V用电设备有视频、音频、照明、空调、电梯、水泵等负荷，400 V母线配有一套有源滤波器（Active Power Filter，APF），部分视频、音频、照明等重要负荷配有两套UPS，另外一楼接待大厅照明单独配有两套专用APF。400V出线重要负荷通过末端ATS，UPS切换，无自备发电机，但供电企业发电机接口已接入配电室，接到命令后通过标准接口接入系统为客户供电。

用户配电室主接线如图1所示。

图1 会议中心电力接线

2 青岛地区主网电能质量现状

通过调取、分析山东电网谐波监测分析模块2018年4—5月份在线测试数据，青岛地区电网110 kV与35 kV系统长时间闪变测量值分别为0.07～0.27与0.06～0.21，在国标合格范围内，整体情况良好。

另外，在2018年4月10日至5月15日对会议中心10 kVⅠ母线进行了长期跟踪测试，在该测试周期内，该用户10 kV母线电压各项指标均低于国标限制，其中长闪变的实测95%概率值、实测最大值分别为0.391 7，0.892 1，与山东电网谐波监测分析模块监测到的2018年4月份青岛地区电网110 kV及35 kV系统长时间闪变值纵向对比，比较一致；与同地点、同周期监测到的三相不平衡度（0.216 4%／0.302 9%／2%）、谐波总畸变率（实测95%概率值／实测最大值／国标限值分别为1.180 5%／1.651 8%／4%）等其他电能质量指标纵向比较，情况也比较吻合。因此，可以综合判定会议中心10 kV母线电压各项电能质量各指标趋势如图2～4所示，各指标较好。

通过趋势比较和电流辅助分析可知，在测试周期内，设备捕捉到短时闪变异常：出现在2018-04-15T13：45：00，短闪变数值 Pst=1.985，与此对应的长闪变数值Plt=0.892 1，是测试周期内实测最大值。

通过梳理4月15日青岛电网开关分合闸事件，在时间上与其接近的是2018-04-15T13：41：33 220 kV某线跳闸。通过故障录波器数据发现事故发生时该站220 kV母线电压瞬间下降约13.6%，同期相连其他变电站220 kV母线电压也有相同程度的下降。因此，初步判定：青岛电网220 kV线路环网运行，220 kV该线路跳闸通过该站220 kV母线电压逐级传导至客户10 kV侧，引起短时闪变异常，如图5所示；而与客户供电路径无直接电气连接的其他开关分合闸，对客户闪变的影响很小。

图2 会议中心10 kV母线电压趋势

图3 会议中心10 kV母线长闪变趋势

图4 会议中心10 kV母线短闪变趋势

去除此因素影响，在2018年4月10日至5月15日的测试时间段内，会议中心10 kV母线电压各项电能质量指标的实测95%概率值／实测最大值／国标限值分别为：长闪变 0.340 5／0.383 3／1.0，三相不平衡度 0.209 7%／0.297 1%／2%、谐波总畸变率1.231 4%／1.641 4%／4%，远低于国家标准。

图5 客户供电路径

3 会议中心400 V电能质量状况

会议中心400 V用电设备为视频、音频、照明、空调、电梯、水泵等，多为电力电子类设备，会对电网造成一定程度的电能质量污染，为此，根据现场负荷的性质及大小配置了一定容量的APF，并对APF的运行情况进行了谐波测试。测试结果如表1和表2所示。

表1 400 V母线APF投运前后母线谐波电压含有率及总畸变率 %

表2 一层接待大厅照明负荷专用APF投运前后母线谐波电压含有率及总畸变率 %

由测试结果可以看出，APF投运后系统谐波明显减小，用户侧配置的APF对负荷侧电能质量的治理起到了理想的效果。

4 主网故障对会议中心400 V电能质量的影响

5月17至18日，青岛公司在会议中心进行应急演练，对该站的3条进线可能出现的跳闸故障情况进行了模拟。分别为10 kVⅠ线跳闸，10 kVⅡ线跳闸，10 kVⅠ线及10 kVⅡ线均跳闸，10 kVⅠ线、10 kVⅡ线及10 kVⅢ线3线跳闸。演练过程中，分别测试了各种模拟的故障情况，对会议中心侧400 V母线电压及UPS输电端电压的影响，如图6和图7所示。

图6 10 kV甲线跳闸过程现场录波（局部放大）

图7 10 kV甲、乙、丙线跳闸过程现场录波（局部放大）

现场录波设备设置说明：数据测量位置为会议中心 2楼 Q1A05房间；通道 1（1-1）为 1ZAV1配电柜—双端峰会室1-A相（UPS输出）；通道2（1-2）为1ZAV1配电柜—双端峰会室2-C相（UPS输出）；通道3（2-1）为1ZAV1配电柜—检修电源；通道4（8-2）为Q1A05房间电源插座（UPS输入）。

由录波数据分析可知，会议中心10 kV电源进线故障时，会议中心400 V母线电压（UPS输入端）有不同程度的波动，但是由于主要负荷均配置了UPS，无论哪一条进线或多条进线跳闸，UPS输出端的电压均无明显波动，可以满足主要负荷对电源电能质量的高标准要求。

5 结语

峰会主场所为用电设备配置了一定容量的APF及UPS等电能质量治理措施，使得负荷侧电能质量完全能满足负荷对电源的高标准要求，为峰会的圆满落幕提供了强有力的电力支撑。

由于峰会场所用电负荷的特殊性，为更好地保障峰会期间的主场所用电，在保障电网主网稳定运行的基础上，建议采取措施为：加强峰会主场所电能质量实时监测；对主场所实施多电源专母线供电，且相关电源点相应的上级35 kV母线严禁接入冲击性负荷（电弧炉、轧机、电铁等）；在主场所配置足够容量（数量）的发电机及电能质量治理设备（APF，UPS等）。