淺談電網(wǎng)電壓質(zhì)量與無功電力管理

崔藝林

（廣東電網(wǎng)公司惠州供電局，廣東 惠州 516000）

1 前言

電壓是電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，電壓質(zhì)量對電網(wǎng)穩(wěn)定及電力設(shè)備安全運(yùn)行、線路損失、工農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量、用電損耗和人民生活用電都有直接影響。而電壓質(zhì)量與無功是密不可分的，電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平取決于無功功率的平衡，系統(tǒng)中無功電源出力應(yīng)滿足系統(tǒng)所有負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)損耗的需求，否則電壓就會偏離額定值。當(dāng)電壓偏低時，系統(tǒng)中的功率損耗和能量損耗加大，電壓過低時，還可能危及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至引起電壓崩潰；而電壓過高時，各種電氣設(shè)備的絕緣可能受到損害，通過合理無功補(bǔ)償設(shè)備就能使我們的電能質(zhì)量得到保證，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)和滿足用戶的要求。

2 惠州電網(wǎng)的無功現(xiàn)狀

2.1 基本情況

廣東電網(wǎng)公司惠州供電局共有35kV及以上變電站127座，其中500kV站4座，220kV站21座，110kV站92座，35kV站10座。全網(wǎng)無功補(bǔ)償設(shè)備裝置概況為：500kV惠州站35kV電容器360.72 Mvar，35kV電抗器405Mvar；500kV博 羅 站 35kV電 容 器312.624Mvar，35kV 電抗器 360Mvar；500kV 禎州站 35kV電容器 180Mvar，35kV電抗器120Mvar；500kV福 園 站 35kV電 容 器300.6Mvar，35kV電抗器240Mvar；在所有的220kV變電站中，每站至少都有8組以上電容器，共裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置容量共計1970.208Mvar。

2.2 無功配置原則和調(diào)整手段

惠州電網(wǎng)的無功補(bǔ)償裝置主要配置在變電站的35kV母線及l(fā)0kV母線上，以就地補(bǔ)償為原則，力求實(shí)現(xiàn)無功功率的分區(qū)和就地平衡。具體的電壓調(diào)節(jié)手段主要有以下幾種形式：

（1）變壓器調(diào)壓。它分無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無載調(diào)壓即不帶負(fù)荷調(diào)壓，切換分接頭時必須先斷開變壓器高、低壓兩側(cè)電源之后。和無載調(diào)壓相比，有載調(diào)壓有著明顯的優(yōu)點(diǎn)，它可以在不停電的情況下進(jìn)行調(diào)整電壓，并且快速、平滑不影響供電可靠性。

（2）利用并聯(lián)電容器（電抗器）的投切進(jìn)行調(diào)壓。有載調(diào)壓雖然靈活、調(diào)壓幅度又大，但在電網(wǎng)無功不足的時候，它只能改變電壓分布，卻不能提供（吸收）無功，這一點(diǎn)正好可以由并聯(lián)電容（電抗）來彌補(bǔ)，投入電容器（電抗器）既增加（減少）了網(wǎng)絡(luò)的無功，同時又提高（降低）了網(wǎng)絡(luò)電壓。

（3）調(diào)整運(yùn)行方式來調(diào)壓。這種調(diào)壓方式通常比較少用，一般到特殊保電時期，比如到春節(jié)期間由于全網(wǎng)負(fù)荷偏低，就需要調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式，保證全網(wǎng)電壓合格率。

2.3 惠州電網(wǎng)各片區(qū)無功現(xiàn)狀與存在問題

2.3.1 部分片區(qū)無功電源不足

在夏大方式下，惠州仍有部分片區(qū)110kV層無功不能平衡，且主要在于湖濱、仲愷、九潭、風(fēng)田、雍園等重負(fù)荷區(qū)域，而聯(lián)豐片110kV層無功平衡能力較差，無功盈余不多，三棟、鎮(zhèn)隆、金源、東澎片因有豐達(dá)、劍潭及白盆珠水電廠上網(wǎng)，無功有所盈余，但鎮(zhèn)隆由于負(fù)荷較重，且無功需求較大，需增加豐達(dá)電廠無功處理，否則分層無功不足。但由于豐達(dá)電廠今年機(jī)組長期不開機(jī)，夏大運(yùn)行方式下，三棟、鎮(zhèn)隆片將存在大量無功不足。

湖濱、仲愷、九潭、風(fēng)田及雍園在110kV片區(qū)電容器全部投入下，仍需經(jīng)220kV主變下送無功來平衡，而在實(shí)際運(yùn)行中，由于部分110kV無功電源配置不足、220kV變電站10kV電壓偏高電容器無法投入、可投電容器投入率不高以及無功損耗等原因，部分片區(qū)需從220kV主網(wǎng)吸收大量無功來達(dá)到平衡。

2.3.2 AVC及VQC裝置作為調(diào)整電網(wǎng)無功潮流、保證變電站母線電壓合格的重要工具，實(shí)際上這些自動裝置卻并未發(fā)揮作用。原因如下：

這種自動裝置的正常運(yùn)行需建立在變壓器的調(diào)壓裝置及無功補(bǔ)償設(shè)備的完好基礎(chǔ)上，一旦變壓器的調(diào)壓裝置及無功補(bǔ)償設(shè)備損壞，調(diào)壓裝置也無法起到作用。即使該站AVC裝置已經(jīng)啟用，但卻無法實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。

在新變電站投運(yùn)過程中，由于各種原因，通常把無功電壓這部分工作量輕視了，往往是變電站已經(jīng)投運(yùn)了，而變電站無功自動控制裝置仍未接線，閑置一旁。

調(diào)壓裝置定值的設(shè)置不合理，部分變電站的調(diào)壓裝置在電壓已嚴(yán)重偏離合格范圍的情況下依然沒有動作，造成這些變電站電壓母線長期不合格，影響用戶的電能質(zhì)量。

2.3.3 電壓方面的管理工作抓得較多，而無功方面的管理較弱，在這種管理模式下，只重視保證變電站 10kV母線的電壓合格率，而忽視了電網(wǎng)無功功率的潮流分布，無法做到電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 無功電源建設(shè)和管理建議

3.1 變壓器調(diào)壓裝置及無功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)部門嚴(yán)格按周期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，保證變壓器調(diào)壓裝置的完好率及無功補(bǔ)償設(shè)備的可投運(yùn)率（如惠臺站、水北站）；對于供電區(qū)域內(nèi)無功不足同時又有空間隔的變電站，應(yīng)及時向有部門提出增補(bǔ)無功補(bǔ)償裝置的建議，通過加裝適當(dāng)量的無功補(bǔ)償裝置，或進(jìn)行電容器擴(kuò)容（如公莊站、平山站），盡量做無功功率就地平衡，減少無功功率在電網(wǎng)上的傳輸，電網(wǎng)的運(yùn)行更趨于經(jīng)濟(jì)性。

3.2 對于部分主變變低負(fù)荷過重，而該變低無功補(bǔ)償不足的主變，建議變低電容器擴(kuò)容或調(diào)度部門考慮轉(zhuǎn)移該主變負(fù)荷，降低無功需求（如響水河站#3主變）。

3.3 加強(qiáng)用戶側(cè)功率因數(shù)管理，市場部門應(yīng)督促用戶維護(hù)好電容器組，確保無功就地平衡，盡量提高功率因數(shù)在0.95以上，尤其是針對重負(fù)荷變電站所在片區(qū)。

3.4 市場部門應(yīng)加快縣區(qū)小水電直采，提高小水電無功上網(wǎng)監(jiān)控，建議龍門縣調(diào)加強(qiáng)小水電上網(wǎng)功率因數(shù)管理，盡量提高功率因數(shù)，降低小水電上網(wǎng)電壓，避免永漢等站的電壓偏高。建議增加永漢站低壓電抗器或更換變壓器，提高無功及電壓調(diào)節(jié)能力。

3.5 部分片區(qū)已實(shí)現(xiàn)AVC控制，且由于AVC控制策略為區(qū)域無功平衡，涉及設(shè)備較多，其運(yùn)行狀況好壞與電容器、主變調(diào)壓設(shè)備完好及AVC功能是否齊全、定值設(shè)置是否合理、測控裝置測量精度是否滿足要求及通信通道是否可靠等因素關(guān)系密切，應(yīng)盡快完善AVC分析功能，提高動作不正常或策略不合理等問題查找效率，更好發(fā)揮AVC作用。建議南瑞應(yīng)加強(qiáng)AVC功能對異常情況的分析和統(tǒng)計功能。

4 結(jié)束語

電力系統(tǒng)中無功功率是否平衡，直接影響電壓的質(zhì)量。為保證電壓質(zhì)量，滿足用戶的用電要求，系統(tǒng)中必須有充足的無功電源備用。只有在保證主變調(diào)壓裝置、無功補(bǔ)償設(shè)備及相關(guān)自動裝置運(yùn)行正常的基礎(chǔ)上，建立"點(diǎn)面結(jié)合，自下而上"的管理模式，樹立經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，人人有責(zé)的觀念，真正實(shí)現(xiàn)指標(biāo)指揮工作，才能真正改善供 電質(zhì)量，減少損耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。

[1]李堅.電網(wǎng)運(yùn)行及調(diào)度技術(shù)問答(2009).【M】北京中國電力出版社.

[2]惠州電網(wǎng).2011年運(yùn)行分析.【Z】