淺議宣鋼供電系統(tǒng)電壓無功管理策略

趙海峰

摘 要：從宣鋼供電系統(tǒng)電壓無功調(diào)節(jié)的實(shí)際情況出發(fā)，分析了電壓質(zhì)量和無功補(bǔ)償之間的動態(tài)關(guān)系，并由此闡述了電壓調(diào)節(jié)和無功功率平衡的方法，在此基礎(chǔ)之上，總結(jié)了電壓無功調(diào)節(jié)的策略，有助于提高宣鋼供電系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)水平。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電壓控制；無功功率；變壓器

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.057

電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的電壓控制必須建立在無功補(bǔ)償和無功平衡的基礎(chǔ)之上，有效的電壓控制和無功補(bǔ)償能夠提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。作為鋼鐵企業(yè)的電力系統(tǒng)，進(jìn)行無功補(bǔ)償應(yīng)采取分站、分層的結(jié)構(gòu)方式，最大程度上就地實(shí)現(xiàn)無功平衡，減少系統(tǒng)內(nèi)部的無功功率流動現(xiàn)象。系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)該將功率因數(shù)作為用戶考核內(nèi)容，對各負(fù)荷中心變電站應(yīng)該設(shè)置適當(dāng)容量的無功補(bǔ)償設(shè)備，以便在正常運(yùn)行或者事故狀態(tài)下對系統(tǒng)無功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而將電壓穩(wěn)定在合格范圍內(nèi)。

1 無功功率對電壓和線損的影響

線路流過的電流受負(fù)荷側(cè)有功功率和無功功率的共同影響，當(dāng)負(fù)荷側(cè)有功功率固定時，無功功率的大小將直接決定線路損耗和電壓下降程度，無功不能就地平衡，則線路上傳輸?shù)臒o功功率增大，造成線路末端電壓下降，將直接影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。電網(wǎng)電壓偏低時，如果電網(wǎng)無功容量充足，則可以通過調(diào)整變壓器分接頭來提高負(fù)荷側(cè)電壓；如果系統(tǒng)無功不足，則單純地調(diào)高電壓會造成系統(tǒng)無功需求增加，反而會造成電壓的進(jìn)一步下降，因此，通過分析可知，維持系統(tǒng)電壓水平的關(guān)鍵在于系統(tǒng)的無功容量。

無功功率不平衡會引起電壓偏移，無功功率過剩會造成電壓升高，無功功率過低會造成電壓下降；無功功率在電網(wǎng)內(nèi)部流動時，會影響電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓，造成電壓偏移，其大小直接影響著線路損耗值——如果功率因數(shù)從1下降至0.7，則計(jì)算線路損耗會增加約一倍。另外，無功功率就地平衡可以在一定程度上降低設(shè)備選型過程中對導(dǎo)線截面積和變壓器容量的要求，節(jié)約設(shè)備投資。

2 電壓調(diào)整的技術(shù)手段和管理措施

2.1 調(diào)壓方式

電壓是衡量電能質(zhì)量高低的重要指標(biāo)，隨著人們電能質(zhì)量意識的不斷提高，用戶對自身電能質(zhì)量的需求有了更全面、更清晰的認(rèn)識，用戶電壓質(zhì)量的好壞與電能質(zhì)量的高低密切相關(guān)，提高電壓質(zhì)量，有助于確保用戶用電安全，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)電氣設(shè)備的安全性，延長使用壽命。

調(diào)控電壓需要根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)姆绞?，電網(wǎng)的實(shí)際情況包括了供電方式、負(fù)荷線路長度、負(fù)荷類型、負(fù)荷變化幅度、負(fù)荷變化規(guī)律等。電壓調(diào)控方式包括了順調(diào)壓、逆調(diào)壓和恒調(diào)壓三種，對于宣鋼內(nèi)部供電網(wǎng)絡(luò)來說，通常采用逆調(diào)壓的方式進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。

2.2 調(diào)壓方法

電壓調(diào)整是一個復(fù)雜綜合的控制策略，對于供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來說，各個節(jié)點(diǎn)的電壓水平存在較大差異，各母線側(cè)用戶對電壓質(zhì)量的要求也不完全相同，所以不能簡單地調(diào)節(jié)系統(tǒng)某一兩處節(jié)點(diǎn)電壓來滿足所有用戶的需求。電壓調(diào)節(jié)需要結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況制訂不同的調(diào)節(jié)策略。供電系統(tǒng)要想具備靈活的電壓調(diào)節(jié)能力，必須配置充足的無功容量，同時加強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和檢修工作，確保調(diào)壓設(shè)備的可靠性。在實(shí)際運(yùn)行中，要根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況和用戶的需求，靈活調(diào)整電壓。

供電單位應(yīng)該從電網(wǎng)建設(shè)的層面完善網(wǎng)架建設(shè)，增強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性，優(yōu)化無功補(bǔ)償方式，為進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)部電壓質(zhì)量調(diào)控工作奠定良好的基礎(chǔ)。電壓調(diào)整的基本方法包括以下幾種：①通過變壓器調(diào)壓。在供電系統(tǒng)中，通常采用具有有載調(diào)壓功能的電力變壓器，通過操作變壓器有載調(diào)壓分接頭的升檔、降檔來改變變壓器變比，在一次側(cè)電壓不變的情況下能夠起到調(diào)整二次電壓值的作用。②通過調(diào)整無功功率調(diào)節(jié)電壓。常用的調(diào)壓設(shè)備包括調(diào)相器、并聯(lián)電容器、同步電機(jī)等，系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)的無功功率直接影響了系統(tǒng)母線側(cè)的電壓值，通過增加或者減小系統(tǒng)無功功率，能夠起到穩(wěn)定二次側(cè)電壓的作用。③通過改變供電網(wǎng)絡(luò)阻抗參數(shù)調(diào)節(jié)電壓。常用的方法包括調(diào)整變壓器運(yùn)行方式和串聯(lián)電抗器，通過改變供電系統(tǒng)參數(shù)，可以改變負(fù)荷電流分布，從而調(diào)整電壓。

2.3 電壓調(diào)整的管理措施

作為供電系統(tǒng)管理部門，應(yīng)該加強(qiáng)運(yùn)行過程中各生產(chǎn)用戶功率因數(shù)的監(jiān)督考核工作，督促用戶投入無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行無功就地平衡。電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，無功補(bǔ)償和其他調(diào)壓方法是保證電壓質(zhì)量的基本條件。

電壓調(diào)整的管理措施主要有：①合理安排供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，做好無功功率平衡工作。根據(jù)生產(chǎn)情況的用戶負(fù)荷變化情況做好每年、每月、每日的無功平衡計(jì)劃。此外，必須注重?zé)o功功率的分區(qū)、分等級就地平衡工作。②及時調(diào)整電壓質(zhì)量。電網(wǎng)運(yùn)行電壓質(zhì)量的高低與調(diào)度人員的密切監(jiān)視和及時調(diào)整有著密切的關(guān)系，作為調(diào)度管理人員，必須掌握管轄范圍內(nèi)各個變電站調(diào)壓設(shè)備的調(diào)壓能力，關(guān)注各變電站負(fù)荷的變化情況，了解各個用戶負(fù)荷變化的范圍和電壓允許偏差，然后在此基礎(chǔ)之上合理安排電網(wǎng)的運(yùn)行方式。③加強(qiáng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)預(yù)測工作。調(diào)度部門應(yīng)該在運(yùn)行過程中做好全年、全月以及每日的運(yùn)行報表，繪制負(fù)荷變化曲線，編制用戶側(cè)電壓變化曲線。通過做好負(fù)荷預(yù)測工作，可以及時、準(zhǔn)確地判斷電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，提前做好調(diào)節(jié)方案。

3 結(jié)束語

電壓質(zhì)量管理是一項(xiàng)專業(yè)性非常強(qiáng)的工作，涉及到從規(guī)劃建設(shè)到運(yùn)行管理的各個環(huán)節(jié)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，要對電壓調(diào)節(jié)設(shè)備和無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的選型，合理計(jì)算并預(yù)測系統(tǒng)運(yùn)行中的無功需求。在建設(shè)階段，提高設(shè)備安裝調(diào)試質(zhì)量，確保投運(yùn)后的可靠運(yùn)行。在運(yùn)行過程中，要加強(qiáng)管理，充分了解電壓無功綜合調(diào)節(jié)對電壓質(zhì)量的影響，運(yùn)用科學(xué)的調(diào)整方法提高電壓質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]吳侗，李醫(yī)民.變電站無功電壓綜合調(diào)節(jié)的模糊控制研究[J].繼電器，2006（18）.

[2]陳敏智.變電所電壓無功自動化控制的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用[J].供用電，2006（04）.

[3]唐艷，王萬新，王洪博，等.九區(qū)圖法優(yōu)化實(shí)時無功補(bǔ)償及其應(yīng)用[J].機(jī)械工程與自動化，2006（04）.

〔編輯：王霞〕