浅谈电网电压质量与无功电力管理

崔艺林

（广东电网公司惠州供电局，广东 惠州 516000）

1 前言

电压是电力系统电能质量的重要指标之一，电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、工农业安全生产、产品质量、用电损耗和人民生活用电都有直接影响。而电压质量与无功是密不可分的，电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡，系统中无功电源出力应满足系统所有负荷和网络损耗的需求，否则电压就会偏离额定值。当电压偏低时，系统中的功率损耗和能量损耗加大，电压过低时，还可能危及系统运行的稳定性，甚至引起电压崩溃；而电压过高时，各种电气设备的绝缘可能受到损害，通过合理无功补偿设备就能使我们的电能质量得到保证，达到稳定运行的标准和满足用户的要求。

2 惠州电网的无功现状

2.1 基本情况

广东电网公司惠州供电局共有35kV及以上变电站127座，其中500kV站4座，220kV站21座，110kV站92座，35kV站10座。全网无功补偿设备装置概况为：500kV惠州站35kV电容器360.72 Mvar，35kV电抗器405Mvar；500kV博 罗 站 35kV电 容 器312.624Mvar，35kV 电抗器 360Mvar；500kV 祯州站 35kV电容器 180Mvar，35kV电抗器120Mvar；500kV福 园 站 35kV电 容 器300.6Mvar，35kV电抗器240Mvar；在所有的220kV变电站中，每站至少都有8组以上电容器，共装设无功补偿装置容量共计1970.208Mvar。

2.2 无功配置原则和调整手段

惠州电网的无功补偿装置主要配置在变电站的35kV母线及l0kV母线上，以就地补偿为原则，力求实现无功功率的分区和就地平衡。具体的电压调节手段主要有以下几种形式：

（1）变压器调压。它分无载调压和有载调压两种。无载调压即不带负荷调压，切换分接头时必须先断开变压器高、低压两侧电源之后。和无载调压相比，有载调压有着明显的优点，它可以在不停电的情况下进行调整电压，并且快速、平滑不影响供电可靠性。

（2）利用并联电容器（电抗器）的投切进行调压。有载调压虽然灵活、调压幅度又大，但在电网无功不足的时候，它只能改变电压分布，却不能提供（吸收）无功，这一点正好可以由并联电容（电抗）来弥补，投入电容器（电抗器）既增加（减少）了网络的无功，同时又提高（降低）了网络电压。

（3）调整运行方式来调压。这种调压方式通常比较少用，一般到特殊保电时期，比如到春节期间由于全网负荷偏低，就需要调整电网运行方式，保证全网电压合格率。

2.3 惠州电网各片区无功现状与存在问题

2.3.1 部分片区无功电源不足

在夏大方式下，惠州仍有部分片区110kV层无功不能平衡，且主要在于湖滨、仲恺、九潭、风田、雍园等重负荷区域，而联丰片110kV层无功平衡能力较差，无功盈余不多，三栋、镇隆、金源、东澎片因有丰达、剑潭及白盆珠水电厂上网，无功有所盈余，但镇隆由于负荷较重，且无功需求较大，需增加丰达电厂无功处理，否则分层无功不足。但由于丰达电厂今年机组长期不开机，夏大运行方式下，三栋、镇隆片将存在大量无功不足。

湖滨、仲恺、九潭、风田及雍园在110kV片区电容器全部投入下，仍需经220kV主变下送无功来平衡，而在实际运行中，由于部分110kV无功电源配置不足、220kV变电站10kV电压偏高电容器无法投入、可投电容器投入率不高以及无功损耗等原因，部分片区需从220kV主网吸收大量无功来达到平衡。

2.3.2 AVC及VQC装置作为调整电网无功潮流、保证变电站母线电压合格的重要工具，实际上这些自动装置却并未发挥作用。原因如下：

这种自动装置的正常运行需建立在变压器的调压装置及无功补偿设备的完好基础上，一旦变压器的调压装置及无功补偿设备损坏，调压装置也无法起到作用。即使该站AVC装置已经启用，但却无法实现调压。

在新变电站投运过程中，由于各种原因，通常把无功电压这部分工作量轻视了，往往是变电站已经投运了，而变电站无功自动控制装置仍未接线，闲置一旁。

调压装置定值的设置不合理，部分变电站的调压装置在电压已严重偏离合格范围的情况下依然没有动作，造成这些变电站电压母线长期不合格，影响用户的电能质量。

2.3.3 电压方面的管理工作抓得较多，而无功方面的管理较弱，在这种管理模式下，只重视保证变电站 10kV母线的电压合格率，而忽视了电网无功功率的潮流分布，无法做到电网的经济运行。

3 无功电源建设和管理建议

3.1 变压器调压装置及无功补偿设备的运行维护部门严格按周期对设备进行维护，保证变压器调压装置的完好率及无功补偿设备的可投运率（如惠台站、水北站）；对于供电区域内无功不足同时又有空间隔的变电站，应及时向有部门提出增补无功补偿装置的建议，通过加装适当量的无功补偿装置，或进行电容器扩容（如公庄站、平山站），尽量做无功功率就地平衡，减少无功功率在电网上的传输，电网的运行更趋于经济性。

3.2 对于部分主变变低负荷过重，而该变低无功补偿不足的主变，建议变低电容器扩容或调度部门考虑转移该主变负荷，降低无功需求（如响水河站#3主变）。

3.3 加强用户侧功率因数管理，市场部门应督促用户维护好电容器组，确保无功就地平衡，尽量提高功率因数在0.95以上，尤其是针对重负荷变电站所在片区。

3.4 市场部门应加快县区小水电直采，提高小水电无功上网监控，建议龙门县调加强小水电上网功率因数管理，尽量提高功率因数，降低小水电上网电压，避免永汉等站的电压偏高。建议增加永汉站低压电抗器或更换变压器，提高无功及电压调节能力。

3.5 部分片区已实现AVC控制，且由于AVC控制策略为区域无功平衡，涉及设备较多，其运行状况好坏与电容器、主变调压设备完好及AVC功能是否齐全、定值设置是否合理、测控装置测量精度是否满足要求及通信通道是否可靠等因素关系密切，应尽快完善AVC分析功能，提高动作不正常或策略不合理等问题查找效率，更好发挥AVC作用。建议南瑞应加强AVC功能对异常情况的分析和统计功能。

4 结束语

电力系统中无功功率是否平衡，直接影响电压的质量。为保证电压质量，满足用户的用电要求，系统中必须有充足的无功电源备用。只有在保证主变调压装置、无功补偿设备及相关自动装置运行正常的基础上，建立"点面结合，自下而上"的管理模式，树立经济指标，人人有责的观念，真正实现指标指挥工作，才能真正改善供 电质量，减少损耗，提高经济效益。

[1]李坚.电网运行及调度技术问答(2009).【M】北京中国电力出版社.

[2]惠州电网.2011年运行分析.【Z】