浅析电压偏差对用电设备的影响及解决措施

班定江

【摘要】倘若电网的电压出现超标的情况，将会对用电设备的正常、安全运行产生直接的影响，并且有可能使得配电的变压器或者线路的损耗量增大，缩短用电设备的使用寿命，无法取得良好的经济效益和社会效益。本文对电压偏差对用电设备的影响进行了简要分析，并提出了电压偏差的解决措施，以供相关人员借鉴参考。

【关键词】电压偏差；用电设备；影响；解决措施

电压是电能质量当中最为主要的指标，供配电系统改变运行方式和负荷缓慢地变化会使供配电系统各点的电压也随之变化，这时各点的实际电压与系统标称电压之差△U称为电压偏差。用电设备系统允许存在电压偏差。35kV和以上的供电电压正、负的偏差绝对值的和必须在标称电压的10%范围内；20kV和以上的三相供电电压的偏差值是标称电压的±7%；220V的单相电压的电压偏差是标称电压的+7%与-10%。

一、电压偏差对用电设备的影响

电压偏差对用电设备的负载功率的流量和其使用寿命以及工作性能产生极大的影响。

1、影响变压器。电压偏差主要影响着变压器的空载损耗与电阻损耗影响两方面。当变压器中的电压比额定电压高时，变压器的空载损耗将有明显的增大，其电阻损耗则会降低；当变压器中的电压比额定电压低时，其空载损耗会降低，而其电阻损耗将会增大。倘若电网当中的电压有能够调整的范围，那么应当选择经济运行的电压。当变压器的运行电压比额定值高时，变压器设备中的铁芯会进入饱和区，那么变压器的励磁电流将会急剧地增加，其空载损耗将会有明显的增大。一般情况下，10kV的变压器其损耗值大约占据了全部网线损耗值的70%，而空载损耗占有总损耗值的80%左右。由此可见，通过调压使电压在经济范围内，对降损节能、促进电网经济运行具有明显的作用。

2、影响照明。电压偏差对白炽灯的功率流量、光通量和其发光的效率以及其使用寿命产生极大的影响。倘若白炽灯的电压与电网中的额定电压等额，实际电压和额定电压之间的偏差是-5%的时候，白炽灯的功率为+8%、光通量为+22%、发光效率为+12%、使用寿命为-50%；当电压偏差为+5%时，其功率、光通量、发光效率和使用寿命分别为-7%、-18%、-12%和+100%。由此可看出，白炽灯的使用寿命受电压偏差的影响极大，倘若电压偏差过大，那么白炽灯便会迅速烧毁。

3、影响电动机。电动机的电流、功率流量以及运作效率与使用寿命等受电压偏差的影响。倘若电压降低，那么电动机的转矩也会相应地下降；电压降低至临界值下时，电动机便无法启动，甚至会因为堵转导致电动机损坏；当电压过高时，电动机在运转时会因其设备过热，从而降低其使用寿命。

二、电压偏差的解决措施

1、供配电系统供电端的高压方式。电压调节能够将供配电系统当中的电压控制于规定的范围。电力系统应当采取适当的调压方式以确保为用户提供合格的电能。经常使用的高压方式有：（1）逆调压。所谓逆调压指的是在负荷较大时把带凝望中的电压调高，当负荷小的时候把电网中的电压调低，以使得电网的损失得到适当的补偿。当调压变压器为110kV、35kV和10kV时，逆调压操作可利用变压器当中的有载调压分接头，逆调压调节随着负荷的大小从而进行变动。当负荷比较大的时候，线路电压的损耗量较大，所以为了确保用户端所使用的电压偏差在规定值范围内，可将母线的电压适当地调高；当负荷比较小的时候，线路电压的损耗量相应较小，可为了进一步保护线路电压，确保用户端的电压在规定值范围内，可把母线的电压相应地调低。（2）常调压。常调压指的是不管电压的负荷怎么样变化，都保证调压的枢纽点上的电压没有变化。可常调压操作较为困难，且缺乏经济性，只能够在线路長度和负载配置达到理想的情况下才比较容易达到。（3）不调压。不调压指的是不作任何有载调压的处理。此时，相对那些系统相同的电压，负荷较大时，因为线路中的电压损失量较大，导致电压的负偏差偏大；当负荷较小的时候，因为线路中的电压损失量相对较小，因此电压的正偏差便相对较大。所以电压的偏差较难处于规定值的范围中。倘若负荷的变动范围以及系统的元件参数处于定值时，各个线路中的电压损耗量一定。这时，调压方式的不同得到的电压偏差结果差异较大，其中逆调压方式进行调节电压偏差的方式取得的效果最好。

2、低压系统电压偏差的改善措施。低压系统电压偏差的改善措施主要有：对变压器的电压分接头进行正确地选取；降低低压系统的阻抗；采用无功功率的方式进行补偿电压以及平衡三相的负荷等。（1）对变压器的电压分接头进行正确地选取。低压系统当中各个点的电压水平高低不同，进行合理地选取变压器的分接头，能够对低压系统的电压水平进行适当的调整，把实际当中的电压和额定电压的偏差控制在允许的电压差范围内。电力变压器的电压分接头通常是2×±2.5%或者是±5。（2）降低低压系统的阻抗。电压偏差和电压损耗量有着极为密切的相关性，电压的损耗量越大，其对电压偏差的控制就会越困难。而供电元件当中的电压损耗量和阻抗的大小成正比关系，所以，在经济技术合理的情况下，可采取以下措施减少电压的损耗量：减少变压的级数，能够降低变压器所产生的电压损耗量；增加线路的截面，能够减小线路的阻抗，从而达到减少线路电压的损耗量；由于电缆线路当中的电抗值和截面一样的架空线路以及普通的绝缘导线相对较小，因此使用电缆线路取代架空线路以及普通绝缘导线能够有效地减少电压的损耗量。（3）通过改变发电机端电压调压。在各种调压措施中，最直接最经济的手段是利用发电机调压，因为这是一种不需要额外投资的调压手段，所以应当优先考虑采用。发电机调整端电压是通过调节励磁从而改变无功功率出力来实现的，现代的同步发电机可在额定电压的95%～105%范围内保持以额定功率运行，也就是发电机保持同样出力的情况下，可以在10%范围内调节电压。在发电机不经变压器升压就向用户供电的简单系统中，如果线路不是很长、线路上电压损耗不是很大的情况下，一般只通过改变发电机励磁，改变其母线电压就可以将电压调整到合格的范围。但是在发电机经过多级变压器变换电压向远方供电的情况下，末端电压随着负荷的改变可能产生20%的电压变化，单依靠发电机调压显然不能保证这部分用户的电能质量，可采用其他调压方式共同调节。（4）通过调整变压器变比调整电压。双绕组变压器的高压绕组和三绕组变压器的高中压绕组一般都有若干个分接头可供选择，通过选择不同的分接头，使变压器变压比例发生变化，从而达到调压目的。

3、其他方式。合理地选择变压器容量，从而提高配电系统当中的自然功率因数。选取适当的方法和恰当的容量对其进行无功的补偿，一般是自动的调节补偿方法；选择结线组的变压器，从而适当地减小零序的阻抗，降低三相负荷无法平衡情况下的影响；经济条件宽松的情况下，应当选用铜电缆，从而增大线路的导线截面，减小线路的阻抗；使用特殊设备进行就地设电源的稳压器。

结束语

电压偏差对用电设备会产生极大的危害，甚至会导致用电设备系统的崩溃。依靠系统本身自带的调压设备无法真正解决电压偏差的问题，因此必须重视低压系统的电压偏差状况，通过供配电系统供电端的高压方式和低压系统电压偏差的改善措施解决电压的偏差问题。

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