电压偏差对民用建筑电气设备的影响及改进措施

孙方成

摘 要：电压稳定性是衡量供电质量的標准之一。阐述了电压偏差对于民用建筑中的异步电动机、白炽灯、热水器等电气设备的影响，同时，提出了改进电压偏差的措施，包括无功补偿、降低电力系统的阻扰、做好三项负荷平衡、选择适当的变压器分接头、选择合适容量的变压器等，来进一步降低电压偏差对于民用建筑电气设备的影响。

关键词：电压偏差；民用建筑；电气设备

中图分类号：TU85文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.03.047

0 引言

衡量供电质量的标准主要在电压偏差、电压波动两方面，其中电压是电能的重要指标，如果电压稳定性差，会严重影响输电网的供电质量，甚至会产生大面积停电问题，进而影响民用建筑电气设备的正常使用。

1 电压偏差对于民用建筑电气设备的影响

1.1 对异步电动机设备的影响

电压偏差会导致电气设备的实际电压偏离额定电压，影响使用功能。其中，异步电动机受到的影响最大，当异步电动机的电压为负偏差值时，电流会增加，转矩及最大负荷能力会减少，严重时，导致电动机产生堵转的问题；当电压为正偏差时，转矩增大，会剪断联轴器，导致设备损坏。一般来说，电动机长期持续按照-10%的电压偏差运转，使用寿命就会减少50%[1]。

1.2 对热水器等电热设备的影响

热水器设备的热能输出与电压成正比关系，当电压相对于额定电压降低10%时，热能输出降低20%；当电压相对于额定电压高出10%时，热量输出会增加21%。当电压降低时，电热元件的寿命相应减少。

1.3 对白炽灯的影响

电压偏差对白炽灯的功率、发光效率和寿命时间有着极大的影响。白炽灯的额定电压和实际电压偏差降低5%左右时，对应的功率、使用寿命、发光效率分别变为+8%、-45%、+20%；当白炽灯的电压偏差增加5%时，对应的功率、使用寿命、发光效率分别为-7%、+45%、-25%。由此能够看出，白炽灯的寿命期限电压偏差有着非常重要的关系，如果电压偏差达到+70%以上，白炽灯会立刻被烧毁。

2 改进电压偏差的措施

2.1 进行无功补偿

在电气设备接入线路后，线路及变压器就会产生部分数据损失的现象，如果负荷增加，电压降低时，可以增加电容器来进行补偿；如果负荷降低，电压升高的时候，无功率负荷小，要切除电容器，能够在调整无功率时，提升电压的质量，降低电压偏差。此外，也可以采用调节低压电容器。在调节时，要设置熔断丝的容量，电容器的容量应为电流的1.65～2.5倍。如果两台并联时，间隔要大于8 cm，方便散热，同时，要设定低压屋外型电容器的铜线使用界限；配线及开关设备的电流要小于额定电压的1.3倍。此外，在调试时，需要先切断电源5 min、低压3 min，确定无电压时，再重新工作。

2.2 选择适当的变压器的电压分接头和容量

应根据供电系统中电压的区别，设置变压器的分接头。变压器的分接头主要分为三档：10 500 V、10 000 V、9500 V。将开关播到100 500 V时，电压最低，播到9500 V时，电压最高。民用的变压器只能够在停电时，改变分接头，不可带负荷作业，要事先选好一个分接头，在9500 V档和10 500 V档时，电压偏移不会超出规定范围；对于调节有荷载的变压器时，主要分为两种方法：具有调压绕组的调压变压器绕组具有分接头切换的装置，可在负荷时，切换分接头，改变变压器的端口电压值，进而限定供电电压的偏差限制。此外，要选择适当容量的变压器。变压器容量和负荷相关，来提高变压器的功率参数，使得变压器能够充分利用，进而减低损耗，确保变压器端的电压在合理范围值内。

2.3 降低电力系统的阻扰

电压偏差和电压丢失具有非常重要的关系，电压丢失的越多，控制电压偏差就越困难，因此电压和阻抗大小成正比。对此，可以采用以下方法来解决电力系统中电压丢失问题：（1）减少电网的变压级别，来降低变压器因变压导致的电压丢失问题；（2）在连接电气设备和供电网线时，尽量使用铜制电缆，在连接时，使用经济电流密度方法，降低导线的截面，减少供电线路的阻抗，避免电压浪费；（3）电缆线路的电抗值要远低于同等界面的架空线或绝缘导线，使用电缆线路来替代架空线路或者普通输电线路，能够减少供电过程中的电压损失，但这种电缆输电线路的造价较高，会增加运行负担。

2.4 做到三项负荷平衡

电网的三相负荷分配存在着不平衡问题，需要将零序低压提高，增大两相之间的电压平衡，进而减少电压偏差。因此，在进行电相负荷分配过程中，要尽量做到三相平衡。需要注意的是，三项的电流都是正弦波，且频率相同，幅度相同，相位互差为120°。

通过选择合适的变压器容量和接线组，来提高变压器的功率参数，使得变压器能够充分得到利用，进而减低电能损耗；同时，使用经济电流密度方法，连接铜制电缆，能够降低导线的截面，减少供电线路的阻抗，避免电压浪费。因此，可以从降低电力系统的阻扰、做好三项负荷平衡方面，来降低电压偏差。

参考文献：

[1] 郭雷.民用建筑配电系统谐波来源及治理综述[J].武汉勘察设计，2017（3）：58.