浅谈提高10?kV配电网电能质量的措施

杜润均

摘 要：随着我国经济的快速发展，社会各个行业对电力的需求与日俱增，分配点多、涉及范围广泛是目前配电网的主要特征，现阶段，我国大力提倡实现能源节能环保，对于配电网进行科学合理的分配，探讨如何有效降低电力企业配电线路线损的技术也越来越受到重视。因为供电公司向客户提供电能主要是经过配电网去实现的。所以，配电网电阻、电气设备的运行情况、工作人员的综合素质、配电网线路的管理、使用人员的行为等因素都会影响到配电网的电能损耗，因此，管理人员必须从配电网实际作用情况着手，经过改进线路以及配电网运行设备，强化配电网内部、外部的管理，这样才能有效促进配电网电能质量的科学控制。

关键词：10 kV配电网 电能质量 提升措施 原因分析

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（c）-0029-02

电能质量主要指的是电力企业提供给客户电能的品质。一般来讲，就是电力企业配电网能够进行良好的供电，这主要包含供电质量以及客户的用电质量；对于电力企业来讲，电能出现的质量问题主要是导致客户设备不能正常工作的电压偏移、电压波动或者是谐波污染的情况，即电力企业配电网中电压和波形出现质量问题。

1 10 kV配电网电能质量影响原因分析

1.1 谐波

在10 kV配电网中，谐波分量主要是由部分电力设备以及负荷的非线性特性所导致的。当非线性负荷两端受到电网正弦基波电压影响的时候，就会使负荷所吸收的电流以及施加的电压波形没有办法保持一致，这样就可能会出现畸变电流，对电力设备造成一定影响。以变压器为例，当受到谐波分量影响的时候，变压器会出现集肤效应或者是邻近效应，这样就会使绕组出现附加的铁消耗或者是同消耗，容易使变压器出现绝缘老化的现象，降低变压器的使用寿命，加之，出现多次谐波电压或者电流时，上述问题就会在电网中不断累积，增加配电线路损耗情况，使电力设备过热，这样就会增加电能成本以及电费支出。

1.2 电压偏差

电力配电系统无功功率不管是存在电压欠缺情况还是多余的情况都会使配电系统的电压产生偏移。如果电压产生偏移的时间长，就会给电力系统的运行带来不利影响，还会导致机械设备的使用效率降低、破坏电力设备的绝缘性能、降低电动机转矩、导致照明设备出现问题、产生多次的谐波电流以及降低电容的无功率输出等一系列问题，这样非常不利于电力系统的运行。

1.3 电网频率偏移

在电力系统运行过程中，频率偏移是对电力运行质量管理的一项重要指标，是系统出现基本波频率偏移额定频率的程度。会发生这样的情况主要是因为发电机有效功率负荷与有功出力两者之间出现不平衡情况引起的，如果电力系统在频率方面出现问题就会对电厂日常生产以及用户的日常生活带来不利影响。主要体现在以下几个方面：（1）电力系统出现频率方面的问题就会使汽轮机的叶片出现更大幅度震动，降低机械设备的使用寿命。（2）在使用滤波器出现谐波电流的时候，会导致电容无功功率出点变化。（3）因为电动机转速降低的时候会对电厂的出力带来一定影响，所以频率下降产品质量产生不利影响。（4）将对电力系统中部分测控设备的生产运营带来一定影响，这样就不能保证电网过程中的正常运行。（5）对于电动机的输出功率以及转速都会带来一定影响，影响机械的正常运行。（6）对于变压器激磁电流以及异步电机进行增加，在增加配电网无功功率的情况下，也会对配电网的电压带来一定影响。

2 提高10 kV配电网电能质量相关策略分析

在电力配电网运行过程中，配电系统的电压受到无功功率的影响非常大，无功功率不足的时候，会导致电网配电电压降低，但是当无功功率过剩的时候，配电网的电压最会升高。所以，保证以及维护电力配电网系统电压质量最主要方式就是保证无功功率的平衡。无功补偿应该按照配电电压的整体和分级就地平衡的原则进行配置。将降低电线损耗和调压互相结合在一起，主要以降低配电线路损耗为主；当分散补偿与集中补偿相结合时，主要以分散补偿为主，这样能够有效提升配电网电压的质量。

2.1 抑制谐波

结合现有的技术条件，针对谐波电流的抑制主要是采用预防性措施以及补偿性措施两种方式进行的。其中，预防性措施主要是指：经过增加整流器的脈动数量或者是采用可以控制的整流器来限制整流器的谐波；在电力设备制造以及配置过程中，可以通过改善施工工艺以及操作技术已达到降低谐波的目的。而补偿性措施主要指的是改变馈线参数以及采用滤波器等方式。在实际应用过程中，谐波的控制主要是采用这两种方式进行的，通常情况下都能得到良好改善效果。

2.2 电压偏差控制

供配电系统在正常运行过程中，因为线路损耗或者是无功功率不平衡，实际的电压与标准电压之间就会存在一定的误差。依照国家标准规定，电压允许的偏差指的是电力系统中实际电压偏离标准额定电压值的百分比，并且强制要求对电压进行如下考核：（1）对于35 kV及以上的电压，正负偏差的正负绝对值之和小于10%。（2）10 kV及以下电压正负偏差的正负绝对值之和小于7%。（3）对于居民使用的单项220 V电压，电压偏差值应该保持在-10%～7%之间。对于出现的电压偏差问题，可以采用以下两种方法进行控制：一种是经过降低电力系统的等效阻抗，对变压器的分节头进行控制即对变压器进行控制，有效控制电压降落的幅度，保证电力线路处在良好的高电压水平。合理设计电力网络的拓补图，保证电力网络三相电压之间的平衡。另外一种方法就是在供配电系统内部设置容抗器等无功补偿的装置，在长距离输电线路上采用电缆，用来补偿无功功率。增加配电网导线的横断面积，减小电力线路阻抗的方式也可以有效降低电力线路的损耗情况，这样可以有效保证电力线路的电压水平。

2.3 无功补偿

为了能够最大限度提升电力配电系统的运行效率、提升电网的质量并且有效降低电力线路线损的比例，电容补偿装置的设置是目前最有效的方式。以此为据，按照实际电压的情况以及电压功率因数据设置电容器组，有效保证电压的平稳，提升电力系统的运行效率。配电变压器就地补偿以及配电压线路分散补偿相结合的实际应用中表现较为良好，对于提升电力系统的运行以及电能的质量有着非常重要的意义，值得广泛应用。

2.4 无功分区分压就地平衡

想要保证整个电力系统电压的水平，就必须要有足够的无功补偿装置，实现无功分区分压就地平衡，这样就需要有足够的无功调节能力，在允许的电压偏差范围以内，使用无功补偿以及调节电容器相结合的方式，在出现低谷负荷的时候能够有效降低电压运行以及在高峰负荷的时候对较高电压运行的逆调压进行控制。

2.5 构建电能质量协调系统

在对电能质量进行控制的过程中，可以使用很多方法对其进行调节。但是这些方法只能进行独立的调节，并且电压调节的结果还会相互影响，为了能够有效提升电能质量，就必须协调各种调节设备，让各种调节设备能够发挥协同的作用，这样就需要建立一个完善的电能质量调节系统。电能质量协调系统可以采用集中控制或者是分级控制的方式进行建设。集中控制主要是将大量的实时数据传递到集中控制中心，将各种数据进行统一处理；分级控制主要是将信息控制在一个相对较小的范围以内，通过上级对下级进行协调。同时，电能质量协调控制系统应该被视为电力系统的一部分，该系统可以单独成立，但是不能成为信息的孤岛。经过电能质量协调系统可以对全网的电能质量进行每时每刻的监测、数据分析，依照数据分析的结果对相关设备行为进行协调，这样可以保证电力系统的电能质量达到相应的要求。

2.6 多措并举，多种技术手段相结合

（1）对于具有可行性改造或者短期内没有办法实现改造的末端电压较差的超半径电力线路，可以在电力线路的中后段位设置馈线自动调压设备，这样可以有效改善末端供电用户的电压稳定问题。（2）结合配电系统电压负荷的实际情况，合理规划配电变电源布点，降低供电半径，有效解决电容过小的问题。（3）按照季节性时间滚动的规则对电力系统台区进行综合分析，掌握电压周期变化的规律，并按照这个规律制定相应的电压调节、电容调节的计划，保证配变以及用户负荷能够处在最好的状态下工作。（4）按照分级治理的方式，进行“电网、变电站、电力线路、台区”四级联调的电压指标进行合理的治理，防止出现单层级的脱轨管理控制，电压指标质量需要从电力系统最上层逐步向下级进行治理。

3 结语

综上所述，随着我国经济的快速发展，电力企业电能管理体制也得到了有效改进，电力市场的竞争越来越激烈，各个供电企业与更加重视企业自身的经济效率是否能够得到有效提升，而管理控制好配电网电能质量可以有效提升供電企业的经济效率，所以提升10 kV配电网电能质量与城市正常供电系统存在非常密切的关联，应该受到高度重视。根据电网实际的运行情况，采用相关技术进行管理，能够有效提升电能质量，保证各级之间的相互协调合作，有效提升电网运行的效率。

参考文献

[1] 魏学英，孙冲.10 kV电能计量装置存在的问题及设计建议[J].河北电力技术，2010，29（3）：14-16.

[2] 丁心海，罗毅芳，刘巍，等.改进配电网线损计算方法的几点建议[J].电力系统自动化，2001，25（13）：57-60.

[3] 刘伟.10 kV配电网的线损管理及降损措施分析[J].科技风，2012（3）：95.

[4] 段俊城.供配电系统的可靠性和连续性[J].建筑电气，2008，

27（8）：10-13.

[5] 郑德化，张卫，魏丹，等.微电网电能质量分析及控制[C]//第七届电能质量研讨会论文集.北京：中国标准出版社，中国四川成都，2014.