小水电对罗田电网的影响分析及应对措施

周晓武 雷华斌 徐晓辉

【摘要】小水电作为一种清洁无污染、可再生、具有良好生态与社会效益的绿色能源类型，充分开发利用水电资源，对于罗田电网和国民经济的发展具有重大的作用。

【关键词】水电;电网;措施;分析

前言

我县境内有5大水系，大小河流501条共2186公里，全县建有水库132座，控制来水面积597.4平方公里，总蓄水量3.58亿立方米。并网接入罗田电网的小水电共61座，总装机容量 75.85 MW小水电接入配电网运行，不具备可调节能力的小水电站接入10kV线路小水电有57座分别接入28条10KV用户线路，具备一定调节能力的小水电站，接入10KV线路有3条，接入专用线路1条，接入35KV线路1条，接入110KV线路3条，小水电的并网对我县的国民经济发展起到了积极推动的作用。但是，随着小水电的建设规模和装机容量的迅速扩大，对罗田电网的运行也存在一定的影响，现就高电压、无功不足、线路损耗及安全四个方面进行分析及采取措施：

一、小水电高电压的形成分析及措施

1.小水电高电压形成原因分析

小水电引起高电压问题主要发生在丰水期，由于部分区域小水电开发较为集中，总装机容量较大，而水电资源丰富的区域一般经济都不发达，负荷密度小，丰水期小水电发出的电能无法就地进行平衡，引起线路末端电压升高。

（1）东安河电站是梯级电站共有五级接入10KV专用线路，丰水季节，库容拖水，小水电满发用电高峰时，电压合格，用电低谷时，存在系统有功。无功倒送，就算调整变压器档位，也存在电压过高的现象。当枯水季节，水库一般在顶峰时发电，也易存在高电压。

（2）跨马墩、凤凰关等等52个小水电分别接入10条10KV用户线路，小水电一般都是径流式，丰水期，小水电满发线路负荷倒送，这些用户线路往往是首端线径粗，末端线径细，而小水电一般接入10 kV线路的末端。当枯水期时，线路能保证末端供电需求，调档主变档位或投入电容，也是导致电压高的原因之一。当潮流发生变化，首末倒置，其末端线路线径便成为负荷输送瓶颈，从而导致高电压。

（3）响水潭电站接入35KV线路时， 当小水电的负荷无法在本变电所供电区域就地平衡时，负荷将向上级电源倒送，从而抬高了变电所的35kV侧母线电压， 造成整片区域高电压。

（4）小水电管理问题。小水电建设时，为获准接入10kV公用线，有意将报装容量降低，而实际安装时则提高装机容量，而供电线路的接入设计余量不足，从而造成高电压。

2.小水电高电压采取的措施

（1）安装双向自动调压器。以10kV凤凰关线路为例，在线路中部和末端有水电站4座，总装机容量达到4830kW。据运行数据显示，枯水期小水电停运，线路末端电压根据压降计算只有8.167kV左右，不能满足用户的用电质量需求。丰水期变电站出口电压为11.045kV，线路上的小水电除了满足周边用户用电之外，还向主電网输送一部分电能，末端电压最高时超过12kV，相应提出安装线路自动调压器的治理措施。双向自动调压器能针对双向供电或多电源供电系统自动识别潮流方向，通过跟踪输入电压的变化，来自动调整三相有载分接开关的档位，在±20%的范围内对输入电压进行双向自动调节，保持输出电压稳。

（2）根据枯水期和丰水期的实际情况，将变压器分接开关进行调档和根据无功的情况及时投退电容器。节范围可选择为-15%～+15%。丰水期时，通过变压器的档位上调，达到正常电压运行的需要，枯水期将变压器档位根据负荷情况下调。

（3）转移小水电负荷，将线路进行改造小水电密集区域内的小水电负荷集中转接入附近小水电较少的10 kV公用线，通过负荷转移就地平衡的方式，解决高电压问题。

二、小水电无功电量不足的形成分析及措施

1.小水电无功电量不足形成的原因分析

（1）小水电无功电量受上网电压影响

小水电站大都建在山区且线路末端，线路半经大，用电负荷峰谷差大，电压与用电负荷成反比，峰谷时电压在10KV左右，低谷时电压高达11kv以上，按电力变压器的最低档电压反眏到低压侧电压在0.45kv左右，直接影响小水电的无功上网电量不足。

（2）并网小水电无功出力不足设备因素

一是入网线路较长、电压等级不高、导线截面偏小、供电半径大，线路参数不合适。二是发电机的励磁系统容量不足。运行中，随着并网机组所带负荷的增加，机端电压相应升高。当机端电压达到1.05额定电压时，定子铁芯已经饱和，在电枢反应去磁作用下，需励磁电流加大，增加励磁电流无功出力和机端电压虽然稍有增加，但发热严重，限制了励磁调节，也就限制了无功输出。

（3）并网小水电无功出力不足管理因素

一是对于径流式小水电，在丰水期，为了尽量减少弃水，抢发有功，减发无功，宁可扣除部分电费，造成发无功不足的现象。二是大部分的小水电发电机设备落后只有手动励磁系统，没有根据有功输出的大小相应调节无功输出的比例，即没有按功率因数保持在0.8左右并网运行。三是小水电值班人员错误地认为向电网发无功，必然影响有功的输出，有意将励磁调至最小，造成发电机在“欠励磁”状态下运行，加重电网中的无功负担，造成不应有的有功损耗。

2.提高小水电无功电量不足的措施

（1）增大励磁电流

采用改善励磁条件，增大励磁电流的方法是改善上网电量和供电质量的重要条件，励磁控制质量的好坏直接影响上网电量质量和电力系统的供电质量，因电网负荷峰谷差大，低谷时电压偏高，增大励磁电流是有限的并且长期超出发电机额定电压值运行对发电机绝缘和使用寿命有很大影响。

（2）装设电容器

在无功缺额的线路装设电容器，有效补偿无功电量不足的途径，但这种方法需要设备多、投资大、不宜节省空间等缺点。