配電網(wǎng)動態(tài)電能質(zhì)量問題與對策分析

張 鋒

（國網(wǎng)福建壽寧縣供電有限公司，福建 寧德 355500 ）

配電網(wǎng)動態(tài)電能質(zhì)量問題與對策分析

張 鋒

（國網(wǎng)福建壽寧縣供電有限公司，福建 寧德 355500 ）

配電網(wǎng)動態(tài)電能主要存在瞬時供電中斷、電壓跌落、電壓脈沖和浪涌等質(zhì)量問題，這是因為人們忽略了電能質(zhì)量問題，導(dǎo)致配電網(wǎng)動態(tài)電能沒有得到及時保養(yǎng)與維修，且在供電系統(tǒng)中接入許多非線性與沖擊性的負(fù)荷，直接給電能質(zhì)量帶來影響。因此，必須采取相應(yīng)對策進(jìn)行解決，確保配電網(wǎng)能夠正常運(yùn)行。文章主要從配電網(wǎng)動態(tài)電能質(zhì)量的含義出發(fā)，分析了電能質(zhì)量問題發(fā)生的原因與危害，提出相應(yīng)的解決對策，希望能夠為同行提供參考。

配電網(wǎng)；動態(tài)電能質(zhì)量；對策

電能作為廣泛使用的能源之一，電能使用的程度逐漸成為一個國家發(fā)展水平的基礎(chǔ)。隨著科技快速發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)水平的提升，電能需求量也在不斷增加，雖然電能供求關(guān)系的問題基本得到緩解，但是與電能質(zhì)量方面有關(guān)的問題卻日趨嚴(yán)重，其故障問題主要包括瞬時供電中斷、電壓跌落、電壓脈沖和浪涌等。因此，必須結(jié)合我國具體國情，探索研究改進(jìn)配電能質(zhì)量的有效措施。

1 配電網(wǎng)動態(tài)電能質(zhì)量的含義

電能質(zhì)量根據(jù)持續(xù)時間與產(chǎn)生時間的長短，可以劃分為動態(tài)電能質(zhì)量與穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量2種。而動態(tài)電能質(zhì)量主要以暫態(tài)持續(xù)時間為主，其中暫態(tài)又細(xì)分為脈沖暫態(tài)和振蕩暫態(tài)。其具體體現(xiàn)在以下幾方面：（1）電壓會發(fā)生驟降現(xiàn)象與驟升現(xiàn)象，持續(xù)時間達(dá)到0.5個周期～1s左右，有效值占標(biāo)稱電壓的10～90%或者是110～180%；（2）電壓會出現(xiàn)瞬變的現(xiàn)象，持續(xù)時間相對比較短，電壓值變化十分迅速；（3）電壓出現(xiàn)閃變現(xiàn)象，電壓以波形包絡(luò)線方式呈現(xiàn)出規(guī)則性的變化，以及電壓幅值隨時有可能發(fā)生變化。電能質(zhì)量發(fā)生問題的主要原因是電壓質(zhì)量出現(xiàn)問題，尤其是電壓跌落尤為突出。電壓跌落的特點(diǎn)通常體現(xiàn)在跌落幅值和持續(xù)時間上，但是，在幅值大小與持續(xù)時間長短方面上目前還未有明確的限定范圍。

2 電能質(zhì)量問題發(fā)生的危害與原因

2.1 電能質(zhì)量問題發(fā)生的危害

（1）公用電網(wǎng)中的元件由于諧波附加的耗損，導(dǎo)致發(fā)電、輸電和用電設(shè)備效率不斷下降；通過中線的大部分諧波會讓線路過熱，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)事故。（2）諧波會給電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行帶來影響，導(dǎo)致電機(jī)機(jī)械發(fā)生振動與噪聲，進(jìn)而造成各種設(shè)備出現(xiàn)過熱、絕緣老化和使用壽命縮短，甚至是損壞等問題，例如變壓器、電容器和電纜等。（3）電網(wǎng)諧振會加大諧波電流，給電容器與串聯(lián)的電抗器帶來不良影響，燒壞電容器與電抗器。（4）發(fā)出的信號會引起自動裝置與繼電保護(hù)進(jìn)行誤動作，造成供電中斷。（5）諧波會讓電氣測量儀表計量不精確，出現(xiàn)計算誤差，給供電部門或者是電力用戶帶來巨大損失。（6）諧波會干擾到附近的通信系統(tǒng)，發(fā)生噪聲，影響了通信質(zhì)量，嚴(yán)重的可能會造成信息丟失，給通信系統(tǒng)的正常工作帶來影響。

2.2 電能質(zhì)量問題發(fā)生的原因

據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，電子類用電設(shè)備、工序復(fù)雜的生產(chǎn)過程和自動化程度高的設(shè)備是導(dǎo)致電壓跌落的重要原因，尤其是新引進(jìn)的電子產(chǎn)品對供電質(zhì)量的影響更大。因為超高壓電網(wǎng)故障會引起配電網(wǎng)的電壓大范圍出現(xiàn)波動現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題；除此之外，保護(hù)動作后重合閘造成電壓跌落，進(jìn)而導(dǎo)致供電出現(xiàn)瞬時中斷，若電壓跌落次數(shù)頻繁增加，就會發(fā)生連續(xù)跳閘問題。

3 配電網(wǎng)動態(tài)電能質(zhì)量的解決對策

3.1 動態(tài)電能質(zhì)量的調(diào)節(jié)裝置

在控制配電網(wǎng)動態(tài)電能質(zhì)量問題方面，電力電子設(shè)備為動態(tài)電能質(zhì)量控制提供了有效的技術(shù)手段。在當(dāng)前的供電系統(tǒng)中，交流輸電系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用規(guī)模的延伸與發(fā)展在提高電能質(zhì)量方面具有重要意義。而IGCT作為靈活交流輸電系統(tǒng)技術(shù)的重要器件，具有很大的關(guān)斷容量，且具備響應(yīng)性能方便快捷，開關(guān)頻率較快等優(yōu)勢。目前用來改善配電網(wǎng)動態(tài)電能質(zhì)量問題的技術(shù)主要有：統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器、配電型靜止同步補(bǔ)償器、固態(tài)斷路器、固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)、靜態(tài)電子分接開關(guān)、不間斷電源、蓄電池儲能系統(tǒng)、動態(tài)電壓恢復(fù)器、電力有源濾波器及超導(dǎo)磁能系統(tǒng)等。

配電靜止同步補(bǔ)償器，又稱為DSTATCOM控制裝置；其組成部分包括逆變器、耦合變壓器和自關(guān)斷器件等；配電靜止同步補(bǔ)償器是一種交流電壓源，其作用為：當(dāng)供電系統(tǒng)產(chǎn)生擾動時，就會借助逆變壓器中的電壓對輸出的無功進(jìn)行控制，從而起到雙向調(diào)節(jié)能力，例如感性無功及容性無功等能力。在進(jìn)行設(shè)計時，采用了多樣化的設(shè)計結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法，能夠減少電力輸出時所形成的諧波含量，且無需額外使用電力濾波裝置。SSTA是一種固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)有故障問題出現(xiàn)時，可借助SSTA在數(shù)ms內(nèi)將敏感負(fù)荷轉(zhuǎn)換到另一條供電線路上，而傳統(tǒng)的切換設(shè)備需要的時間通常超過0.5s。UPS是敏感負(fù)荷的備用電源，能夠有效阻止由于電壓跌落引起的瞬時供電中斷的情況。在進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計的容量應(yīng)低于UPS值。此外，由于自身性價比高于動態(tài)響應(yīng)特性穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，收到廣大用戶的青睞。而SMES主要是利用超導(dǎo)線圈將系統(tǒng)交流轉(zhuǎn)換成直流磁能的形式進(jìn)行貯存，并在需要時借助磁電將其反饋到系統(tǒng)中。雖然，當(dāng)前已有小型SMES得到使用，但是因為容量較小，無法在工業(yè)化上大范圍的進(jìn)行使用。

3.2 動態(tài)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置在實(shí)際中的應(yīng)用

在國內(nèi)發(fā)達(dá)地區(qū)，配電網(wǎng)動態(tài)電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置逐漸出現(xiàn)了新的產(chǎn)品，例如改善電壓質(zhì)量的串聯(lián)補(bǔ)償器、抑制負(fù)荷諧波電流與無功并聯(lián)型器件等，正處于實(shí)用化階段。而我國許多單位也研發(fā)了有源電力濾波器試驗裝置，例如快速動態(tài)無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用，已經(jīng)獲得了國家的認(rèn)可，具有良好的使用效果。

4 結(jié)束語

綜上所述，企業(yè)效益和配電網(wǎng)密切相關(guān)，用戶對電力的需求不斷增加，在電能質(zhì)量方面也提出更高的要求。因此，電力行業(yè)應(yīng)注重配電網(wǎng)電能質(zhì)量存在不足之處，并制定科學(xué)合理的策略進(jìn)行處理。同時，建立一套完善的管理制度，加強(qiáng)檢查力度，將檢查工作落實(shí)到位，優(yōu)化配電網(wǎng)，并定期加強(qiáng)電力工作人員專業(yè)知識的培訓(xùn)，提高實(shí)踐能力與專業(yè)水平，更好的服務(wù)于廣大電力用戶。

［1］陳思琳.配電網(wǎng)動態(tài)電能質(zhì)量問題及解決方案［J］.技術(shù)與市場，2013（01）：20-21.

［2］張濟(jì)韜，郝思鵬，楚成彪等.配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析及其治理技術(shù)［J］.電工電氣，2014（11）：1-5.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.054

張鋒（1973-），男，福建壽寧人，本科，助理工程師，配電線路技師，研究方向：電力設(shè)備安全管理。