电能质量监督在发电厂安全运行中的重要性

摘 要：随着我国经济的不断发展，现代化建设的进程也在不断加快，社会生产生活对于电能的需求量越来越大，发电厂的作用更加突出。因此，只有保障发电厂的安全运行，才能够满足社会生产生活的电能需求，保障我国社会的正常运转。发电厂涉及的工作非常复杂，其中电能质量监督是一项非常重要的工作，是保障发电厂安全运行的关键。应该不断加强电压稳定的控制，提升发电厂的工作效率。本文将通过分析电能质量标准，研究电压稳定在水电厂中的应用，探索电能质量监督措施。

关键词：电能质量监督；发电厂；安全运行

在社会生产对于电能需求增长的当下，发电厂的建设力度不断增加，尤其是水电厂的建设规模也在逐渐扩大。在电网中，水电装机容量的重要性越来越突出，水电厂的经济效益与电能质量直接相关。当水电厂的电能质量出现不足时，就会影响整个电网的运行状况，降低了电网运行的安全性和稳定性。在丰水期和枯水期，电源具有一定的不可控性，这就导致了在电能质量监督方面存在一定的困难。渗透率的提升，也会导致电压不稳状况的发生，影响水电站的安全稳定运行，对社会生产生活用电造成困扰。为了能够实现电压的稳定，可以通过有载调压装置来解决电能质量问题。加强电能质量监督，是保障水电站安全运行的重要基础，也是保障水电站经济效益的关键工作。

一、电能质量的概念及标准

导致设备故障的电流、电压和频率偏差，这就是电能质量，主要包括了电压偏差、电压暂降、中断、暂升、电压波动与闪变、波形畸变等。电力系统中非线性、冲击性负荷，比如变频装置等会对电能质量造成污染，严重影响电力系统的正常运转。[1]电能质量是在水电厂生产中非常重要的一项内容，只有保障电能质量监督的有效性，才能够保障水电厂的安全稳定运行。

频率偏差、电压幅值、电压不平衡、电压波形和信号电压，是中低压电能质量标准的五个类型。其中频率偏差又分为孤立电网和互联电网；电压幅值包括了慢速电压变化、电压暂降、短时断电、瞬时过电压、暂时工频过电压、长时断电；电压波形包括了间谐波电压和谐波电压。

二、电能质量监督措施

（一）使用有载调压变压器

发电机的功率因数值，会随着发电机端电压的升高而增大，就会对无功电量的输出造成一定的影响，水电电能质量就会因此而受到影响。为了解决水电厂上网距离远、条件差等问题，需要对变压器变压比和调压范围进行调整。有载调压变压器或者智能有载调压变压器，是一种非常有效的改善装置，能够实现电压稳定的目的，增大无功上网电量。应该对电网电压的变化幅度进行计算和分析，加工技术数据的提供有助于设备的合理选择。一般水电厂在电网中所占比重较小，并入电网运行后，对于电网电压不会产生太大影响。

（二）优化励磁条件

自动励磁调节装置，是完善电能质量监督工作的重要设备装置。并入大电网运行的发电设备，发电机端电压和频率就能够通过励磁系统的控制，使其在稳定范围内运行。[2]当发电机电压升高时，励磁电流就会减小，使得发电机端电压降低；当发电机端电压降低时，励磁电流就会增大，使得发电机端电压上升。励磁调节装置的使用，能够对发电机端电压进行有效稳定，保障电能质量。

此外，还应该对励磁容量进行扩增。并网机组的负荷增加时，就会导致发电机端电压上升，定子铁芯在电压达到1.05Ue时饱和，励磁电流也会相应增加，就会出现一定的发热状况。励磁调节的限制会造成无功输出的限制，也会造成电能质量的破坏。因此，应该保障励磁容量的充足性，改善励磁设备，保障电压稳定，促进水电站的安全稳定运行。

（三）改变变压器的匝数比

为了保障电压稳定，满足无功上网电量，需要对变压器的匝数比进行调节。为了改变高低压侧电压有效值，需要保持发电机端电压10.5kV+5%不变，增大主变压器高压侧电压值，变压器的电压调整范围，也能够通过变压器分接开关来实现。上网电网的增加，能够有效满足无功上网电量。发电机端电压的稳定性，能够通过上述方法得到有效改善，电网电压过高对于发电机造成的影响减小，有利于水电站的安全稳定运行，改善电能质量。[3]

（四）AVC控制

AVC能够通过对于电厂母线电压或者全电厂无功功率进行有效控制，增强电网电压的稳定性，保障水电厂的电能质量。能够实现对无功功率的有效利用，降低水电厂能耗。在进行AVC分配时，分配原则包括了按实发有功比例原则；按无功容量成比例原则；母线电压与给定电压值在电压死区内，AVC分配值跟踪实发值；不参加AVC机组，AVC分配值跟踪实发值。在进行AVC设计的过程中，应该注重对约束条件、控制目标的确定以及无功分配原则的选择。当AVC出现系统故障时，可能会导致电压的波动加剧，比如同步、异步振荡的出现等，此时应该及时退出AVC系统，实现系统电压的提升。机组实发无功和无功给定之间的偏差，会因为励磁调节器的调差特性而出现，因此在使用AVC并且处于励磁无功闭环模式时，应该对机组无功调节死区进行设置，提升电能质量。

三、结语

电能质量监督是发电厂运行过程中的一项重要工作，提升电能质量是保障发电厂安全稳定运行的重要基础和前提。在此过程中，实现电压稳定是一种非常有效的途径，能够提升整个电网的可靠性。本文重点讨论了有载调压变压器、优化励磁条件、改变变压器的匝数比以及AVC控制的应用等电能质量监督措施，分析了上述措施在保障發电厂安全稳定运行中的原理以及重要作用，尤其是有载调压变压器及AVC的应用，能够有效保障电压的稳定性和水电厂的电能质量，从而保障社会生产生活用电的稳定性和正常运转。

参考文献：

[1]张洋，李卫华，李晓征，郭林鹏.小水电电压稳定问题研究[J].科技信息，2013（25）：59-60.

[2]李养俊，何子春，张强，等.火力发电厂电能质量测试与评估分析[J].发电与空调，2018，（2）：135-139.

[3]毕小龙，王洪跃，司风琪，等.电站电能质量考核系统及其应用[J].电站系统工程，2006，（2）：14-16.

作者简介：戴哲（1974-），男，安徽太湖人，助理工程师，研究方向：安全生产技术。