電力系統(tǒng)運(yùn)行的電壓質(zhì)量及電壓調(diào)整措施

楊歡

【摘??要】近年來社會用電需求的不斷增大，電力工程建設(shè)數(shù)量也逐漸增多。一個(gè)高質(zhì)量的電能可以保證生產(chǎn)的安全以及生活穩(wěn)定，電壓質(zhì)量對于電能質(zhì)量存在著決定性的一個(gè)作用，如果電壓不穩(wěn)定將會對機(jī)器設(shè)備的損耗比較大，容易導(dǎo)致機(jī)器出現(xiàn)損傷，產(chǎn)品質(zhì)量也將會下降。此外低質(zhì)量的電壓甚至是導(dǎo)致電路短路，引起重大的事故出現(xiàn)，為生產(chǎn)的安全帶來比較大的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。所以電力行業(yè)的工作人員特別是調(diào)度的職工必須要調(diào)整好電壓的質(zhì)量，從而保證電能質(zhì)量達(dá)標(biāo)。本文就電力系統(tǒng)運(yùn)行的電壓質(zhì)量及電壓調(diào)整措施展開探討。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);電壓質(zhì)量;電壓調(diào)整;措施

引言

穩(wěn)定的電壓是電力設(shè)備正常運(yùn)行的重要保障，是電能質(zhì)量優(yōu)劣的重要評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一，同時(shí)也是用戶的基本用電需求。電廠中的各種機(jī)器和用戶的各種家電在設(shè)計(jì)時(shí)也都是以額定電壓為前提，電壓降低將會對這些設(shè)備造成十分嚴(yán)重的損壞。優(yōu)化電力系統(tǒng)中電壓的穩(wěn)定性不僅可以保障企業(yè)辦公、工廠生產(chǎn)、居民生活等方面的正常開展，而且還是提升電力系統(tǒng)整體性能的關(guān)鍵因素。

1不合格電壓的危害性

額定電壓作為用電設(shè)備最理想的工作電壓，但如果工作電壓和額定電壓之間差異過大對用戶會產(chǎn)生很多不良的影響。第一，對用戶來說工作電壓過大或者是過小都是不合理的，會在不同程度上給電動機(jī)造成危害。隨著現(xiàn)代電子設(shè)備中晶體管和電子管的運(yùn)用，對電壓的要求也隨之提高，如果工作電壓高于額定電壓時(shí)，會縮短晶體管和電子管的使用壽命;如果工作電壓低于額定電壓時(shí)，就無法保證工作點(diǎn)的穩(wěn)定性，輕則出現(xiàn)失真現(xiàn)象，嚴(yán)重就不能正常工作。第二，對整個(gè)電網(wǎng)，如果工作電壓過高會給設(shè)備的絕緣帶來嚴(yán)重的影響;如果電壓過低則會使得電網(wǎng)的損耗增大。由于系統(tǒng)的無功功率始終維持著電壓水平，如果無功電源出現(xiàn)了短缺，電壓將會隨之下降，這時(shí)樞紐變電所的母線電壓就會被擾動，就會給其靜態(tài)穩(wěn)定性帶來破壞，使得電壓崩潰，這很可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的事故。

2現(xiàn)如今比較常見的中樞點(diǎn)調(diào)壓方法分析

2.1逆調(diào)壓

這種方法主要是在電網(wǎng)負(fù)荷達(dá)到最大的時(shí)候，調(diào)整中樞點(diǎn)，使其實(shí)際的電壓可以高于額定的電壓，在負(fù)荷減少的時(shí)候，則是要求中樞點(diǎn)的電壓和額定電壓能夠相等，這種方法比較適合應(yīng)用到負(fù)荷變化比較大以及線路長的情況。

2.2順調(diào)壓

在負(fù)荷最小時(shí)，要確保電壓中樞點(diǎn)的電壓不能超過線路額定電壓的1.075倍;在負(fù)荷最大時(shí)，要確保電壓中樞點(diǎn)的電壓不能低于線路額定電壓的1.025倍，也就是說電壓中樞點(diǎn)的電壓偏離范圍為2.5%～7.5%。順調(diào)壓通常作為一種比較低的調(diào)壓要求，利用普通變壓器的分接頭選擇就可以實(shí)現(xiàn)，無需加裝特殊的調(diào)壓設(shè)備。該種調(diào)壓方式在線路電壓損耗以及負(fù)荷變動不大，或者是用戶容許電壓偏離較大的情況下具有適用性。

2.3恒調(diào)壓

恒調(diào)壓法是將中樞點(diǎn)的電壓調(diào)整到穩(wěn)定數(shù)值，一般來說，會較額定電壓高出5%左右，數(shù)值在調(diào)整后浮動范圍不大，因而叫做恒調(diào)壓法。這種方式適用于電網(wǎng)負(fù)荷不會過大，電壓變化也不大的情況，因而并不適用于大型機(jī)器設(shè)備生產(chǎn)的環(huán)境。

3調(diào)整電壓質(zhì)量的其他方法分析

3.1借自動勵(lì)磁調(diào)節(jié)器改變發(fā)電機(jī)端電壓

一般來說借自動勵(lì)磁調(diào)節(jié)器改變發(fā)電機(jī)端電壓是最為經(jīng)濟(jì)且直接的措施。其具有簡便易行，節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，一般適用于小系統(tǒng)、線路較長的場合。但因其調(diào)節(jié)能力不大，僅靠此措施不能滿足電壓調(diào)整的要求，所以僅以此作為一種輔助調(diào)壓措施。

3.2通過改變變壓器的變壓比率來調(diào)整電壓

分為不帶負(fù)荷式調(diào)壓和帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)調(diào)壓兩種情況。不帶負(fù)荷式調(diào)壓需要在停電條件下操作。在變壓器斷電、設(shè)備停電后，對變壓器分接頭進(jìn)行改造，在變壓器原本就能調(diào)整電壓的情況下，實(shí)現(xiàn)再次調(diào)壓。相當(dāng)于對實(shí)際輸出的電壓做了兩次調(diào)整，通過多次改變變壓器的變比的手段，分次數(shù)調(diào)整電壓。這種方式需要暫時(shí)性將電力系統(tǒng)斷電操作，在調(diào)整變壓器時(shí)，該電網(wǎng)覆蓋區(qū)域等同于無法使用電能，因此適用于較為偏遠(yuǎn)地區(qū)，用電率較低的農(nóng)村和山區(qū);而在使用電能概率較高的城區(qū)范圍，目前則較為廣泛地采用了有載式調(diào)壓法，即在電網(wǎng)帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)進(jìn)行變壓器分接頭的調(diào)整，這種方法相對來說風(fēng)險(xiǎn)較大，但避免了設(shè)備斷電，并且可以進(jìn)行較大范圍的多級調(diào)壓，因此適用于城市用戶。

3.3變線路參數(shù)R以及X來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓

當(dāng)輸送功率一定時(shí)，可以通過對參數(shù)R以及X大小進(jìn)行調(diào)節(jié)來改變電壓的損耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電壓的調(diào)節(jié)。第一，可以通過并聯(lián)或者是串聯(lián)電容線路參數(shù)來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓;第二，依據(jù)允許電壓損耗來合理選擇導(dǎo)線的截面實(shí)現(xiàn)調(diào)壓;第三，通過串聯(lián)電感線圈，使得線路的電壓損耗和無功功率得到有效增加來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓;第四，通過對電網(wǎng)的接線方式進(jìn)行改變來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。以上方法在選用的時(shí)候要結(jié)合實(shí)際情況。

3.4利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓

為了補(bǔ)償系統(tǒng)的無功損耗，可以在變電系統(tǒng)及輸電線路中安裝必要的無功補(bǔ)償裝置，主要的無功補(bǔ)償裝置有：（1）同步調(diào)相機(jī)，實(shí)際上就是指處于空載運(yùn)行狀態(tài)的同步電動機(jī)。為了達(dá)到加大系統(tǒng)電壓的目的，需要使同步調(diào)相機(jī)在過勵(lì)磁運(yùn)行過程中給系統(tǒng)供給無功功率;為了達(dá)到降低系統(tǒng)電壓的目的，需要使同步調(diào)相機(jī)在欠勵(lì)磁運(yùn)行過程中在系統(tǒng)中吸收無功功率。（2）電力電容器。電力電容器只能作為無功電源，向系統(tǒng)供給無功功率。電力電容器在原理上相當(dāng)于產(chǎn)生容性無功電流的發(fā)電機(jī)。其無功補(bǔ)償?shù)脑硎前丫哂腥菪怨β守?fù)荷并聯(lián)在同一電容器上，能量在兩種負(fù)荷間相互轉(zhuǎn)換。這樣，電網(wǎng)中的變壓器和輸電線路的負(fù)荷降低，從而輸出有功能力增加。在輸出一定有功功率的情況下，供電系統(tǒng)的損耗降低。比較起來電容器是減輕變壓器、供電系統(tǒng)和工業(yè)配電負(fù)荷的最簡便、最經(jīng)濟(jì)的方法。因此，電容器作為電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償勢在必行。當(dāng)前，采用并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置已經(jīng)非常普遍。（3）靜止補(bǔ)償器。靜止補(bǔ)償器主要由兩大部分構(gòu)成，一部分是可調(diào)電抗器，一部分是電力電容器，這兩部分在降壓的低壓母線上進(jìn)行并聯(lián)。容性無功功率主要是由電容器進(jìn)行吸收，母線電壓的高低可以被靜止補(bǔ)償器檢測到，同時(shí)命令可調(diào)電抗器對感性無功功率進(jìn)行吸收，以此來保障系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定。預(yù)防與控制電網(wǎng)運(yùn)行低電壓的第二條原則則是以調(diào)壓設(shè)備進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。這樣的措施能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)電力負(fù)荷變化中引起的電壓下降，還能夠有效調(diào)節(jié)輸電線路中終端輸出電壓的不穩(wěn)定性。通過安裝無功補(bǔ)償裝置，合理地配置無功功率補(bǔ)償容量以改變電力網(wǎng)的無功潮流分布，能夠有效降低系統(tǒng)中電壓及有功功率不必要的消耗，確保用戶用電的穩(wěn)定性。

結(jié)語

總而言之，電力系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，電壓的質(zhì)量將會對電網(wǎng)的安全以及穩(wěn)定帶來直接的影響，電能主要是作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必備后盾，也是人們安居樂業(yè)以及社會長治久安的一個(gè)重要能源，需要能夠保證電力系統(tǒng)可以正常的運(yùn)行，必須要采取安全以及穩(wěn)定和科學(xué)的措施去保證電壓質(zhì)量，同時(shí)也是需要重視對電業(yè)部門的人才培養(yǎng)，使其能夠提高工作人員對電壓質(zhì)量的管理改造水平，對電業(yè)工作的操作進(jìn)行優(yōu)化，從而提高其供電設(shè)備的技術(shù)性以及智能性，保證電壓質(zhì)量以及電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)。

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（作者單位：國網(wǎng)重慶電力公司大足供電分公司）