用戶設(shè)備運行狀態(tài)對配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響

熊壯

摘要：隨著社會的不斷進(jìn)步，我國的電力供電體系不斷完善，在這個過程中配電網(wǎng)電壓狀況始終是評價電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的重要因素。在現(xiàn)實生活中，保持配電網(wǎng)電壓的良好質(zhì)量是非常必要的，為了保證對用戶的良好電能質(zhì)量的提供，必須做好電壓質(zhì)量影響因素的分析。文章分析了用戶設(shè)備運行狀態(tài)對配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響。

關(guān)鍵詞：用戶設(shè)備；運行狀態(tài)；配電網(wǎng)；電壓質(zhì)量；功率因素；設(shè)備老化 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM712 文章編號：1009-2374（2015）14-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.069

關(guān)于電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)定義的指標(biāo)有電壓偏差、頻率偏差、諧波、三相電壓不平衡度、電壓波動和閃變及過電壓，其中涉及到電壓的指標(biāo)很多，因此提高配電網(wǎng)電壓質(zhì)量是一項很重要的工作。為了給用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的電能，供電企業(yè)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)采取了多項措施，如嚴(yán)格執(zhí)行《功率因素調(diào)整電費辦法》，通過力調(diào)電費鼓勵用戶提高功率因素；運用需求側(cè)管理的方法錯峰填谷，提高能源效率；按節(jié)能減排文件精神對高電壓專變用戶無功補(bǔ)償改造；對需要監(jiān)控的線路安裝電壓記錄儀等。本文僅從對用戶設(shè)備的運行狀態(tài)，分析影響配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的幾個問題，希望對配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量管理有所幫助。

在配電網(wǎng)電壓質(zhì)量管理過程中，供電電壓指標(biāo)始終是衡量供電質(zhì)量的重要方面，影響供電電壓指標(biāo)的重要因素之一，就是用電設(shè)備系統(tǒng)電壓。我們先來分析用戶用電設(shè)備供電電壓的選擇，主要取決于地區(qū)電網(wǎng)的電壓、設(shè)備容量大小及其輸送電能的距離等方面的因素，這里涉及到供電容量、輸送距離、供電電壓等級等的關(guān)系，從而進(jìn)行最有效的供電電壓的選擇，使?jié)M足實際工作的要求。為什么要進(jìn)行供電電壓選擇因素的分析呢？這是因為用電設(shè)備系統(tǒng)電壓與供電電壓有著千絲萬縷的關(guān)系，在下文中將會詳細(xì)闡述。

1 用電設(shè)備系統(tǒng)電壓間接影響到配電網(wǎng)電壓質(zhì)量

為了提升配電電壓質(zhì)量，供電系統(tǒng)需要進(jìn)行額定電壓的保持，從而保證供電系統(tǒng)向用戶的合理供電，這就需要進(jìn)行用戶端子處電壓變動幅度的控制。針對那些標(biāo)準(zhǔn)高壓電力用戶及其低壓電力用戶，需要進(jìn)行額定電壓的控制，即按照電壓變動幅度公式進(jìn)行分析，進(jìn)行供電的額定電壓控制。在上述應(yīng)用環(huán)節(jié)中，電壓偏差允許值扮演著重要地位，其涉及到用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值及其供電電壓允許偏差，電壓偏差計算式如下：

電壓偏差（%）=（實際電壓-額定電壓）/額定電壓×100%

用電設(shè)備的運行指標(biāo)和額定壽命是對其額定電壓而言的，在一定的額定電壓控制下，用戶設(shè)備會取得良好的效益，當(dāng)用電設(shè)備端子處電壓出現(xiàn)偏差，就會導(dǎo)致其額定值的偏離，從而影響到用戶的實際工作。系統(tǒng)運作中，如果電壓關(guān)系不協(xié)調(diào)就會影響到配電網(wǎng)的送電質(zhì)量，特別是用戶設(shè)備的運作環(huán)境問題，如配電網(wǎng)中氣體放電燈、整流器、電弧設(shè)備、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電容器及感應(yīng)加熱器等用電設(shè)備導(dǎo)致產(chǎn)生諧波后，導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生附加損耗，使其在溫度較高的狀態(tài)中持續(xù)運作，設(shè)備熱老化的加速，會間接影響到配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。

2 常見用戶類型及其配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響關(guān)系

第一，基建用戶沖擊負(fù)荷多，諧波含量大，基建用電屬于臨時用電，此類用戶的負(fù)荷特性是沖擊負(fù)荷重、含大量非對稱負(fù)荷、甚至非線性阻抗特性的用電設(shè)備，導(dǎo)致無功無法就地平衡，電壓偏差過大，不平衡度高，時有電壓波動，對配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運行構(gòu)成了影響。筆者曾對某市政基建項目進(jìn)行波形檢測，電壓波形圖顯示含有大量的高次諧波，對電網(wǎng)的電壓質(zhì)量及安全運行造成了極大的安全隱患。普遍認(rèn)為臨時用電時間不長疏忽了對基建用電用戶的管理，實際上有些市政項目、大型新建住宅配套項目、大型工業(yè)園項目等持續(xù)時間往往有三年甚至更長，因此對該類用戶的電壓管控需要加強(qiáng)。

第二，大工業(yè)用戶設(shè)備運行方式不合理，經(jīng)電量分析發(fā)現(xiàn)，新裝投運初期、待拆遷或改制企業(yè)負(fù)荷極小，變壓器處于接近空載狀態(tài)，私營企業(yè)大工業(yè)用戶為節(jié)約成本，往往讓變壓器處于接近滿載的極限運行狀態(tài)，這兩種運行方式對配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量都有較大影響，筆者曾對某私營企業(yè)大工業(yè)用戶一臺500kVA接近滿載變壓器按規(guī)范要求進(jìn)行改造后，在滿載的運行狀態(tài)下還是會出現(xiàn)達(dá)不到要求的情況，用戶反映負(fù)荷較大時無功裝置動作頻繁，電容器經(jīng)常燒損，投、切電容器是電壓有波動。因此指導(dǎo)此類用戶辦理暫停、減容、銷戶、增容等業(yè)務(wù)減少配電網(wǎng)電壓損耗，對避免配電網(wǎng)電壓波動是很有效的。

第三，大工業(yè)鋼鐵用戶電壓監(jiān)控待完善，鋼鐵企業(yè)中提升機(jī)、高爐卷揚機(jī)，各種軋鋼機(jī)以及工業(yè)企業(yè)大量使用的各類吊車、起重機(jī)等的拖動電機(jī)，工作運轉(zhuǎn)時間與停轉(zhuǎn)或空轉(zhuǎn)時間交相更替，屬于反復(fù)短時工作制的用電設(shè)備。其負(fù)荷經(jīng)常性變化，是供電系統(tǒng)的波動性負(fù)荷，在起始熔煉期間，由于受爐內(nèi)原料堆積不均勻及熔融差別等因素的影響，每相負(fù)荷波動很大，以引起大的電網(wǎng)電壓波動與閃變。筆者曾對某鋼廠的無功設(shè)備進(jìn)行過研究，筆者嘗試了調(diào)整廠區(qū)接線方式、增加無功設(shè)備、調(diào)整電容器投切方式等常規(guī)方法，雖然電壓質(zhì)量有所改善，但電壓質(zhì)量沒有根本性的提高。因此，為確保配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，此類用戶的無功改造需專業(yè)部室給予技術(shù)支撐。

第四，需加強(qiáng)對分布式電源用戶對電壓質(zhì)量的管理，大電網(wǎng)與分布式發(fā)電，尤其是可再生能源形式的分布式發(fā)電相結(jié)合，是21世紀(jì)電力工業(yè)的重要發(fā)展方向之一。在配電網(wǎng)中，多數(shù)工業(yè)、商業(yè)用戶和城市居民負(fù)荷具有很大的隨機(jī)波動性，各種不確定因素所引起的負(fù)荷變化給配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計和運行帶來了巨大的難度和挑戰(zhàn)。另外，隨著用戶對供電質(zhì)量和安全可靠性要求的提高，配電網(wǎng)的供電質(zhì)量問題也嚴(yán)重影響著重要用戶的供電安全。尤其是可再生能源形式的分布式電源，發(fā)電量通常并不穩(wěn)定，甚至在一些情況下會出現(xiàn)頻繁啟停，在這種情況下分布式電源將會對配電網(wǎng)其他用戶的供電電壓造成沖擊。因此，注入功率的變化、所并入系統(tǒng)的短路容量及分布式電源的功率因數(shù)都對配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量造成影響，但這些問題現(xiàn)在還沒有積累豐富的運行經(jīng)驗，如何處理也需要不斷實踐。

3 用戶設(shè)備合理應(yīng)用有利于提升配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量

用戶設(shè)備運行狀態(tài)對配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響還是很大的，除在投入電網(wǎng)時按國家法律法規(guī)、行業(yè)規(guī)范、公司規(guī)章嚴(yán)格驗收外，搜集相關(guān)負(fù)荷資料，對已投運的設(shè)備進(jìn)行定期、全面的用電檢查是很有必要的。對改造難度大、技術(shù)復(fù)雜、新設(shè)備性能不清等問題還需多與用戶及專業(yè)部室進(jìn)行溝通，找到合理的解決方案。

這就需要進(jìn)行用戶用電設(shè)備的合理應(yīng)用，做好電壓偏移的預(yù)防工作，將用戶系統(tǒng)內(nèi)部供電電壓控制在有效的額定電壓內(nèi)，做好電壓運行分析工作，進(jìn)行負(fù)荷分布情況的調(diào)整，避免出現(xiàn)變壓器的滿載情況，保證用戶設(shè)備各線路的負(fù)荷平衡。同時針對用戶的實際情況進(jìn)行變壓器分接開關(guān)位置的優(yōu)化，降低供配電系統(tǒng)阻抗，規(guī)范有序地進(jìn)行無功補(bǔ)償，合理配置分布式電源等方法進(jìn)行配電網(wǎng)電壓的控制。

4 結(jié)語

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)體系的健全，用戶對于電能質(zhì)量的要求越來越高，包括對配電網(wǎng)電壓的質(zhì)量要求，對供電可靠性的要求，要滿足社會對于配電網(wǎng)工作的要求，必須要分析好用戶設(shè)備運行狀態(tài)與配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的關(guān)系問題，從而更好地實現(xiàn)電網(wǎng)智能化工作的開展，滿足現(xiàn)代社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活工作發(fā)展等的需要。

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（責(zé)任編輯：蔣建華）