電力變壓器及電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整

鄺俊華

【摘 要】電壓是衡量電能質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，電壓的質(zhì)量對于人類社會的生產(chǎn)生活具有重要意義。結(jié)合我國的實(shí)際情況對電力系統(tǒng)電壓調(diào)解措施進(jìn)行了歸納總結(jié)，并對它們的使用環(huán)境進(jìn)行闡述說明，以便為后來的建設(shè)者提供參考。

【關(guān)鍵詞】電力變壓器；電力系統(tǒng)；調(diào)整

電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電壓不合格會對電網(wǎng)造成嚴(yán)重危害。電壓偏移過大，會影響工農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)，或者損壞電力設(shè)備，甚至造成大面積停電。

一、電壓偏移的原因

隨著城市化進(jìn)程的步伐不斷加快，城市樓房越來越多，擁有城市戶口的居民越來越多，并且日益呈上升趨勢用電高峰期帶來的電壓壓力大使得城市化質(zhì)量受到考驗(yàn)系統(tǒng)滯后的無功負(fù)荷和線路損耗所引起的系統(tǒng)電壓損失，導(dǎo)致電壓偏移。

二、電壓調(diào)整的原理

電力系統(tǒng)地運(yùn)行的電壓水平取決于無功功率能否平衡系統(tǒng)的無功功率輸出應(yīng)滿足在額定電壓下測量的系統(tǒng)負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)損耗的無功功率需求否則會偏離額定電壓產(chǎn)生電壓偏差另外為了確保運(yùn)行可靠性并且能夠適應(yīng)增長的無功功率電力系統(tǒng)還必須預(yù)留一定的無功容量作為備用當(dāng)系統(tǒng)無功功率充足時(shí)系統(tǒng)可以運(yùn)行在更高水平的電壓但是當(dāng)系統(tǒng)無功功率不足時(shí)，運(yùn)行電壓水平較低這時(shí)需要裝設(shè)補(bǔ)償無功功率的設(shè)備由于電力系統(tǒng)供電區(qū)域范圍非常廣闊無功功率不適宜長距離輸送所以負(fù)載所需的無功功率應(yīng)該盡可能的分層分區(qū)的平衡根據(jù)無功功率的平衡原理可知對電壓調(diào)整可從無功功率補(bǔ)償和降低網(wǎng)損兩個(gè)方面入手。

三、電壓調(diào)整的基本方法和適用環(huán)境

電壓調(diào)整的方法分為傳統(tǒng)的調(diào)壓方法和現(xiàn)代調(diào)壓方法傳統(tǒng)的調(diào)壓方法主要有逆調(diào)壓順調(diào)壓常調(diào)壓三種類型現(xiàn)代調(diào)壓手段主要有以下三類：（1）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流改變機(jī)端電壓；（2）調(diào)整變壓器抽頭改變變比；（3）改變電力網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和無功功率分布降低壓損。

（1）逆調(diào)壓：利用最大負(fù)載是來提高中樞點(diǎn)的電壓與額定電壓高5%相比，用來補(bǔ)償線路因負(fù)荷增加而產(chǎn)生的線路損耗在最小負(fù)載時(shí)降低中樞點(diǎn)地電壓使它等于線路的額定電壓防止造成低負(fù)載時(shí)的電壓過高主要適用于負(fù)荷變化較大線路較長的大型電網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：大多數(shù)逆調(diào)節(jié)模式的實(shí)現(xiàn)是非常困難的通常需要在中樞點(diǎn)配備一組貴重且先進(jìn)的調(diào)壓設(shè)備。

（2）順調(diào)壓：最大負(fù)載時(shí)允許電壓降低但不得少于102.5%的額定線電壓在最小負(fù)載時(shí)允許電壓升高但不超過107.5%的額定電壓主要用于線不長負(fù)荷變化很小線路電壓損失小的小型電網(wǎng)優(yōu)勢和劣勢：順調(diào)壓是一種低電壓調(diào)整需求最容易實(shí)現(xiàn)通常利用普通變壓器抽頭可以實(shí)現(xiàn)。

（3）常調(diào)壓：只要中樞點(diǎn)電壓仍然在2%到5%的線路額定電壓數(shù)值范圍內(nèi)就不需要根據(jù)負(fù)荷的變化來調(diào)整中樞點(diǎn)的電壓主要適用于24小時(shí)內(nèi)負(fù)載變化不大，線路電壓的損失較小的中型電網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：常調(diào)壓模式比較逆調(diào)壓方式要求低一般不需要配裝貴重的調(diào)壓裝置，通過調(diào)整普通變壓器抽頭或提供靜電電容器來滿足要求

（4）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流改變機(jī)端電壓：發(fā)電機(jī)是一種重要的調(diào)壓設(shè)備在電網(wǎng)中不僅可以提供有功功率還可以提供無功功率通過調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流可調(diào)節(jié)電壓當(dāng)負(fù)荷較大時(shí)電網(wǎng)損失的電壓較高，終端用戶電壓很低可以通過增大發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流來提高電網(wǎng)電壓增強(qiáng)電壓穩(wěn)定性當(dāng)負(fù)荷較小時(shí)電網(wǎng)損失的電壓降低，終端用戶的電壓升高可以通過降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流來降低電壓適用環(huán)境：在供電線路不長且線路的電壓損失不大的情況下，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓是最方便經(jīng)濟(jì)的方法優(yōu)缺點(diǎn)：在幾個(gè)電廠并行的系統(tǒng)中假如調(diào)整個(gè)別電廠的母線電壓將會導(dǎo)致系統(tǒng)中的無功功率再分配這將與無功功率的經(jīng)濟(jì)分配產(chǎn)生矛盾因此在大型電力系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓只作為輔助的調(diào)壓措施。

四、電壓的調(diào)整

考慮到電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)供電線路上電壓的損耗將增大，應(yīng)將中樞點(diǎn)電壓增大來彌補(bǔ)甚至抵消電壓損耗的增大部分，叫做逆調(diào)壓方式。同理，電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)相應(yīng)的線路上電壓損耗小，將中樞點(diǎn)電壓降低來補(bǔ)償電壓損耗減少的部分。供電線路較長、負(fù)荷變動較大的中樞點(diǎn)宜采用這種調(diào)壓方式。采用逆調(diào)壓時(shí)，高峰負(fù)荷時(shí)可將中樞點(diǎn)電壓升高到比額定值高5%，低谷負(fù)荷時(shí)將其降為額定值。

另外，通過調(diào)整變壓器變比調(diào)整電壓。雙繞組變壓器的高壓繞組和三繞組變壓器的高中壓繞組一般都有若干個(gè)分接頭可供選擇，通過選擇不同的分接頭，使變壓器變壓比例發(fā)生變化，從而達(dá)到調(diào)壓目的。在無功充裕的系統(tǒng)中，運(yùn)用各種類型的有載變壓器調(diào)壓方便、有效，而且有些負(fù)荷不采用有載調(diào)壓變壓器幾乎就無法獲得負(fù)荷需要的電能質(zhì)量，中低壓配電網(wǎng)中因?yàn)檩旊娋€路電阻較大，通過無功功率調(diào)壓往往效果不夠好，經(jīng)常不得不采用具有分接頭的有載調(diào)壓變壓器。但是只有當(dāng)無功充足時(shí)，用改變變壓器變比調(diào)壓才會有效，當(dāng)系統(tǒng)無功不足時(shí)，必須先增設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備。若在無功不足時(shí)調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓，可能引起整個(gè)系統(tǒng)電壓的"崩潰"，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)電壓平方與無功功率成正比，若該點(diǎn)電壓升上去了，則該點(diǎn)所需要的無功會更多，最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的電壓繼續(xù)下降，導(dǎo)致電壓"崩潰"。

五、電力變壓器的維護(hù)

一般來說，變壓器產(chǎn)生故障主要是由于其內(nèi)部的組成、電路等方面出現(xiàn)了電力損耗而造成的，而外在的人為因素或者是其他方面也有可能造成其故障的產(chǎn)生。電力變壓器作為一種能量的轉(zhuǎn)化的設(shè)備，它在電壓的轉(zhuǎn)變以及電流的運(yùn)輸過程中有著不可取代的地位，在電力系統(tǒng)中有著最核心的地位。如果電力變壓器發(fā)生故障，會導(dǎo)致電力的供應(yīng)發(fā)生中斷，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)等一系列安全事故，對社會生活以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都可能造成重大損失。

首先，變壓器中的油由于長時(shí)間使用而沒有更換，其中漏進(jìn)了雨水和浸入了潮氣，再加上油溫經(jīng)常過熱，就容易造成油質(zhì)的變壞。而油質(zhì)變壞則導(dǎo)致變壓器的絕緣性能受到影響，這種情況就容易引起變壓器的故障。變壓器如果運(yùn)行正常，其中產(chǎn)生的電磁交流聲的頻率會相當(dāng)穩(wěn)定，而如果變壓器的運(yùn)行出現(xiàn)問題，在變壓器中就會偶爾產(chǎn)生不規(guī)律的聲音，表現(xiàn)出異常現(xiàn)象。變壓器正常運(yùn)行時(shí)，油位應(yīng)保持在油位計(jì)的1/3到1/4之間。假如變壓器的油位過低，油位低于變壓器上蓋，則可能導(dǎo)致瓦斯保護(hù)及誤動作，在情況嚴(yán)重的時(shí)候，甚至有可能使變壓器引線或線圈從油中露出，造成絕緣擊穿。若是油位過高，則容易產(chǎn)生溢油。

在變壓器的日常維護(hù)工作中，要做到實(shí)時(shí)監(jiān)視變壓器的運(yùn)行狀況，特別是在過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，更是要縮短監(jiān)控的周期。定期巡視變壓器的電壓、電流、上層油溫等，并經(jīng)常對變壓器的外部進(jìn)行檢查。日常維護(hù)的具體工作有：對套管、磁裙的清潔程度進(jìn)行檢查并及時(shí)做好清理工作，以保證磁套管與絕緣子的清潔，避免閃絡(luò)事故的發(fā)生；冷卻裝置運(yùn)行時(shí)，要確認(rèn)冷卻器進(jìn)油管和出油管的蝶閥，保證入口干凈無雜物，散熱器通暢進(jìn)風(fēng)；風(fēng)扇在運(yùn)行中運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，有無明顯振動及異音，潛油泵的轉(zhuǎn)向是否正確，冷卻器有無滲漏油現(xiàn)象，有無異常聲音及振動，分路電源自動開關(guān)閉合是否良好。同時(shí)要定期試驗(yàn)相關(guān)的消防設(shè)施。這樣，才能有效保證電能供應(yīng)質(zhì)量的穩(wěn)定安全。

結(jié)束語：

根據(jù)實(shí)際需求來調(diào)節(jié)電壓保證供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行，以符合居民和企事業(yè)的需求，促進(jìn)社會向前發(fā)展，推動整個(gè)人類的生活不斷改善和提高，為城市化進(jìn)程提供可靠的電力保障。

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