加强配变电压监控对提升电能质量的重要作用

2014-03-10廖旭晓

中国高新技术企业 2014年4期

廖旭晓

摘要：随着我国社会经济的持续高速发展，城市用电量的激增，电能质量的问题日益突出，直接影响着城市供电系统供电质量，已引起了人们的广泛关注。文章重点分析了配变电压监控对提升电能质量的影响。

关键词：电压合格率；配变电压；电能质量

中图分类号：TM71l 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0057-02

电能已成为当今世界使用最为广泛的一种能源，从小的方面来说，它影响着居民的正常生活用电，从大的方面讲，能对着国民经济的持续将抗发展产生重大影响。现今我国已采用多种途径提升电能质量，比如安装无源滤波器等。其中通过加强配变电压监控的方式，保证电压的合格率达标，对提升电网电能质量将起到非常重要的作用。

1 电能质量问题分析

按照质量问题持续时间长短和产生的原因上分析，可将电能质量问题分为动态电能质量问题和稳态电能质量问题。其中动态电能质量问题是我们重点关注对象。

1.1 稳态电能质量问题

稳态电能质量问题持续时间较长（一般大于1分钟），同时波形发生畸变引起电能质量出现异常情况，包括欠电压、过电压、电压不平衡、谐波与间谐波等众多问题。当电压比80%到90%的额定电压值小时，称之为欠电压；当电压比额定电压值的110%到120%大时，并且整个过程持续时间超过1分钟，称之为过电压；谐波是由于电网系统中存在着的非线性负荷，使得电压与电流成呈非线性关系，出现波形畸变的现象；间谐波与谐波最大的区别在于此时电网频率与基波频率不成整数倍关系，通常周波变频器、静止变频器极容易产生间谐波。

1.2 动态电能质量问题

（1）电压波动与闪变。电压波动是指电压均方根值相对快速变动或连续改变的程度，呈现一定的规律性，幅值出现规则性的变化。闪变是指由于电压波动引起的灯具等照明灯光发生异常变化，引起人眼受到不利光线刺激产生眼睛不适（如流泪）。这两种问题都是由电网中非线性负荷、冲击性负荷产生的有功或无功负荷变化引发。通常来讲，由于计算机、调速电机等都具有敏感性的负荷，使得容易受到电压波动的干扰而无法正常工作，所以对电压质量的要求非常高。电压的闪变将使得灯具等照明设备的工作发生异常，不仅可以损坏设备，而且情况严重时甚至威胁到人身健康。

（2）电压中断与瞬变。电压中断是指电气设备在一定时间内电压为零或者电压大小在额定电压的10%以下，包括瞬时中断、暂时中断和持续中断，持续时间仅为半个周波周期到3秒的是瞬时中断，持续时间在3秒到6秒之间的是暂时性中断，如果中断持续时间超过了6秒，定义为持续中断。电压瞬变和中断是电网中常见的故障，是首要解决的问题，通常电压中断比电压瞬变造成的故障更为严重。电压瞬变和中断在雷击、架空输电线路出现故障的情况下比较普遍，会影响到社会正常生产生活、电力系统中动作正确性等。电压瞬变是指电压有效值瞬间变化（通常持续时间在半个周波周期到1分钟之内），急速下降到设备额定电压值的10%到90%，或者急速上升到设备额定电压值的110%到180%，持续时间结束后能快速回复到正常工作的额定电压值的一种电力系统故障，包括电压骤升和电压骤降。

（3）电压缺口。当电力电子装置异相时，相关输电线路的瞬时短路造成电路上电压的缺口，其持续时间最短——小于半个周波周期。故障发生没有任何预兆，所以要充分利用电压监控装置，及时发现故障线路。

（4）频率偏差。可以用电力系统实际频率值与额定频率值相比，计算出频率偏差占额定频率值的百分比，以此来判断电力系统是否正常运行。电力系统的有功输出和负荷不平衡，使得电力系统的频率不满足额定频率值，产生偏差。通常电力系统允许的频率偏差只能在0.2赫兹以内，如果电力系统的容电量较大，可适当放宽，但也不能超过0.5赫兹。频率偏差会使得电机无法正常运转，甚至使得电力系统陷入瘫痪，不能供电。

综上所述，所列举的电能质量问题都与电压有关，电能质量问题本质上就是关于电压的质量问题。所以对电网系统的电压进行实时、全方位监控对提升电能质量具有重大意义。

2 配电电压质量分析

电压偏差在配变电压质量问题中比较常见。稳定的电压决定着电气设备的运行性能，所以电压的稳定非常关键。一旦设备上的电压出现偏差，并且偏差程度过大，如果设备长时间处在偏差电压下工作，将使得电气设备不能正常运行，也会影响到设备的使用寿命，特别是在灯具和电机上其影响最明显。用户用电、电网结构不合理、管理不到位等都会造成电压偏差问题的出现。（1）科技的进步和经济的飞速发展，城市电网线路负荷率激增，使得城市用电量的需求与电网供电质量不高的问题越发突出，如在用电高峰时会输电线路末端会出现电压下降的现象。（2）城市供电半径不满足标准要求，使得输电线路末端的电压过小，造成电压偏差。（3）城市电网中输电线路导线截面面积过小，使得高负荷电流通过导线时产生较大的电压损失，造成电压偏差。（4）早期的电网规划设计不合理，布置不严密，多采用T型接线方式，容易造成供电过程中电压的损失，造成电压偏差。（5）电网的正常运行，要保证电网三相负荷对称、平衡运行，否则电网中性线断开或者接触不严时，相电压必然会发现畸变，产生电压偏差。

配变电压质量存在的另一个比较普遍的问题是电压质量偏高，很大程度上是因为配变调压分接开关档位设置的不合理，日常配电电压调整不到位。

可以通过采取下面几种有效的措施，提高配变电压的合格率，保证电网供电质量。

（1）设置合理的配变调压分接开关档位，并加强管理。

使用±2×2.5%的配电变压器分接开关；定期检查电压监测装置，及时发现故障信息，分析原因并采取相关措施；根据输电线路的负荷变化情况，及时将配变调压分接开关置于合理的档位，提高输出电压合格率并使之达到电网系统稳定运行的要求。

（2）采取合理措施解决供电半径过大的问题。在城市电网系统中合理加设新的电源点，对现今我国不合理的电网结构进行相应改造。仔细分析配变电压器的负荷和电压情况，及时解决电压不合格的问题。

（3）调整配变三相负荷使之对称平衡运行，监督用户电容器。周期性检测配变三相负荷情况，以便及时进行调整。严格监控用户电容器，及时发现故障并

处理。

（4）强化低压无功补偿装置科学管理。新建或者配置容量更大的配变电压器和低压无功补偿装置，提高功率因数，提高用电效率。重视对无功补偿装置巡检，并积极做好日常设备维护工作（如除尘），降低设备发生故障的概率，保证电网的运行效率。

（5）提升对电压监测仪表及电压监测系统的维护力度。如果出现监测仪表不能显示正确的数据，要进行及时维护或者更换。当记录相关数据后，及时进行分析，解决问题。

3 结语

全文对电能质量问题进行了分析，得出这些问题都可归结于电压质量引起的问题，接着探究了影响电压质量的因素，及采取什么样的措施可以提高配变电压合格率，从而突显出监控配变电压的重要性。开发、研制新型监测电压系统，同时使用成熟的新技术，保证电能质量，以此取得良好的社会经济效益。

参考文献