配网电压波动及抑制措施

2014-10-28袁露高博

中国科技纵横 2014年19期

关键词：电能短路波动

袁露高博

(国网安阳供电公司,河南安阳 455000)

配网电压波动及抑制措施

袁露高博

(国网安阳供电公司,河南安阳 455000)

电压波动作为衡量电能质量的重要问题之一,引起电力用户和电力企业的高度重视。随着国家经济的迅猛发展,电能作为一种清洁能源被广泛应用在各行各业。电力企业不仅要向用户能提供充足的电能,而且还要确保高质量的电能。特别是与现代工业和电子设备的企业,对电能的质量提出了更高的要求。提供高质量的电能已经成为衡量电力企业运行与管理水平的重要标志,控制和改善电能质量成为电力企业自身可持续发展的必要条件。

电能质量电压波动

1 电压波动产生的原因

当配电网系统中发生短路故障、雷击、断路器操作、变压器、电容器组的投切以及所带感应电机的启动等事件时,均会产生电压波动。其中,短路故障、雷击和所带感应电机的启动是引起配电网中电压波动的最主要原因。其中短路故障引起的电压波动最为严重,也是灵敏设备误动作的主要原因。当短路故障发生后,短路点附近节点电压下降,电压波动产生;随着故障的消失,短路点附近电压恢复正常,电压波动结束,因此,电压波动的时间由故障切除的时间决定。短路故障引起的电压波动可以分为两类:对称电压波动和不对称电压波动。配电系统中的多数故障为单相接地故障,虽然不发生开关跳闸,但是会引起系统三相电压不平衡,因此单相接地故障时产生电压波动的主要原因。

2 电压波动范围

根据国家《供用电规则》规定,受电端的电压波动幅度:35kV及以下供电和对电压质量由特殊要求的用户为额定电压的正负5%,10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的正负7%,低压照明用户为额定电压的正5%--负10%。

3 电压波动的危害

对于当今供电企业来说,只有提供可靠稳定的供电质量才能赢得用户认可,才能不断地扩大经营。然而,配电网中不断出现的电压波动严重影响了用户信心。在社会生产领域,高科技孕育大量电子企业,其生产往往伴随着大量精密电子控制系统的广泛应用,参与生产的控制装置等对电压波动十分敏感。电压波动对一些设备产生影响,在现代工业中,广泛应用着这些设备,任一设备的作业中断都将可能导致整个流水线、甚至全厂作业的中断,造成的损失非常的巨大。在安阳配电网供电范围内,峨眉变担负着高新技术开发区几个重要的专线用户供电任务,这个用户主要涉及光伏产业、机床工业、数码产业、制药产业、食品工业,其中光伏产业和数码产业对系统电压要求极高,同一站内其他间隔线路发生跳闸或系统出现电压不平衡现象,他们的设备就会做出相应的反应,甚至影响正常的生产,造成用户的经济损失。当前个人计算机的应用广泛,当电压降至额定值的60%以及下时,可能造成其程序的紊乱及数据丢失。这也就是一些重要的计算机设备配备不停电电源的原因。

4 电压波动的抑制措施

(1)由于电压波动和短时中断的成因比较复杂,而且有很多是不可控的,因此从成因上阻止难度很大。但是换个角度考虑,电压波动之所以危害大,是因为用电设备对其太过敏感,提高其抗干扰能力就可以让用户损失降到最小,甚至可以完全避免由于电压波动和短时中断所带来的损失。

(2)配网电压无功控制。1)当前配电网自动化以及智能化的程度与输电网相比,差距较大,同时监测点以及可控点比较少。因此,对配电网实施电压无功控制主要有以下几个问题:配网点对面广,负荷类型比较多,对于可以利用的数据比较少,当系统执行命令后,因为不同电压等级以及区域电网设备的联系的关系,很容易出现顾此失彼的问题;还有一些设备的运行状态不佳,主要是滋生的不可控制性以及不能够满足相关的动作条件,因此,只能通过相邻电网的设备来改善其运行状态。2)配电网电压无功控制系统应遵循以下原则:①坚持自下而上控制,自上而下判断原则。②电压控制遵循自上而下,电压判断遵循自下而上

(3)电压波动主要由系统故障和干扰引起,对不同用户造成的危害程度和其用电设备对电压的敏感度有关。因此,要减少电压波动的影响,需要供电企业、设备厂家及用户等各方的合作,才能共同解决。目前、对与电力企业来讲,减少配电网的故障是抑制电压波动的主要措施。供电企业要从检查事故的一般起因着手,例如动物接触带电体、污闪、架空线碰触树木及雷击等,采取相应措施,比如增加线路清扫、安装线路避雷器、线路重载时增加测温及巡视等减少或杜绝这类事故的发生。另外,降低设备对电压波动的敏感度也是有效地手段,用户可在设备订货合同上向制造商明确这方面的技术要求,使设备具备一定的抗电压波动能力。如果电压波动是由于用户大电动机启动引起的,应改进启动方式。对于必须使用高敏感度设备的用户,目前供电企业对此类用户为消除电压波动的影响,一般采取让对电能要求高的用户,提供其供电等级或专线电缆供电的方式并加装补偿装置。一般用户可采用稳压变压器、电磁合成器等较便宜的设备,减少电压波动造成的停产事故。由于用户在承受多次电压波动的同时,也要承受为数相对较少的断电事故,对供电电压波动敏感的用户可采用比较昂贵的不间断电源系统(UPS)、固态切换断路器(SSTS)或动态电压恢复器(DVR)等敏感、快速的电压波动补偿装置。还可以考虑采用高压双电源,当一路电源不满足用户灵敏度的要求,可以切换至另一路继续供电,但是,作为供电企业还要保证这两路电源出自不同的变电站,已保证电源质量,减少用户损失。