改善电压质量的几点措施

改善电压质量的几点措施

葛琦 1 葛建梁 2

1.三峡大学 2.石家庄供电公司

摘要：供电可靠率和电能质量是对电能的两大评定指标，电能质量标准，改善电压质量的方法，可以从电源侧和负荷侧共同考虑。

关键词：电能质量，改善电压质量的措施

电力与人们的生活息息相关，同样是工农业生产的基础，供电可靠率和电能质量是对电能的两大评定指标，充分反映了电能质量，电力系统如果发生停电，会给企业生产和人民生活造成不同程度的损失。对于供电可靠性的衡量，供电可靠性=(1-用户平均停电时间/统计期间时间)×100%，供电可靠率管理是一种电力行业的全面安全和全面质量管理，它反映了一个供电企业的电网状况、供电水平和管理水平的高低。电能质量标准包括：频率偏差、电压幅值、电压不平衡等，国家规定电压质量标准，单相供电220V居民客户受电端:-10%~+7%，最高电压不高于236V,最低电压不低于198V，三相供电400V客户端:-7%~+7%，即最高电压不高于428V，最低电压不低于372V。35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%。10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。

供电客户对电压质量的基本需求，1、满足其需要的供电电压及其允许偏差。2.需要的供电频率及其允许偏差。3、良好的电压波形（理性的交流电源是正弦波，直流电源是无波纹直流）。4、需要的供电容量。5、安全、不间断连续供电。供电客户的理想工作电压是它的额定电压，运行中允许有一定的电压偏移，严重的电压偏移或波动会造成用户设备不能正常运行。

改善电压质量的方法，可以从电源侧和负荷侧共同考虑，从电源侧也就是变压器的运行维护主要从以下进行调整。1、合理使用变压器, 根据负载率及时进行负荷调整，以确保变压器运行在最佳负载状态。变压器的三相负载力求平衡，不平衡运行不仅降低出力，而且增加损耗。要采用节能型变压器。2、重视和合理进行无功补偿, 运行中的变压器，其消耗的无功功率是消耗的有功功率的几倍至几十倍。无功电量在电网中的传输中造成大量的有功损耗。在变压器的低压侧安装无功补偿装量可以有效改善负荷侧的电压质量。 3、对低压配电线路改造，扩大导线的载流水平, 截面加大后线路电压损耗也会有所下降。4、根据配网线路的网架结构和实际运行状况，提前做好项目储备工作。5、合理选择变压器容量，将变压器安装在负荷中心以及根据变电所负荷变化情况，合理选择变压器台数。

改善电压质量的措施从负荷侧主要从以下进行调整。1、如果线路所带客户电压水平普遍低或普遍高，应以调整变电站出线电压为主。2、局部客户电压水平普遍低或普遍高，应着重调整变台分接开关和低压线路改造，调整可调变压器分接头位置可以改变变压器两侧的变比，进而改变其两侧的电压。有载调压变压器可以在带负荷的条件下切换分接头，而且调节范围比较大，不受时间限制，容易满足用户对电压偏差的需求。在无功电压充裕的系统中，通过调节变压器的分接头，能够有效地调节各个节点的电压水平，为实现无功功率的分层分区基本平衡打下了坚实的基础。但是就如之前所述的问题一样，当线路经过一次调压后如果仍然不能满足用户要求时，就不能一味地采取这种方法调压，调压范围具有一定的局限性。3、对于变台出口电压高而末端客户电压低的情况，可采取低压无功补偿、缩短供电距离、加大导线截面及分变台深入客户群等措施。4 减少接点数量，降低接触电阻, 配电网中相当多的故障是由接点处的电阻发热引起的。一般接点处的接触电阻往往大于两端材料的电阻,架空线路的压接处与电力电缆的中间接头处经常是事故多发点。必须重视搭接处的施工工艺，保证导体接触紧密。5、电压是电能质量指标之一，所以在高峰负荷时测量变压器二次出口电压和线路末端用户电压，可以分析三相四线制线路三相负荷分布不均，将产生零序电压，使零点位移，一相电压升高，另一相电压降低，增大了电压偏差的情况。配电变压器尽量采用Dyn11的连接组别，可以使低压中性点电压不偏移，高低压受谐波的影响最小，输出的电压质量较高。6、变压器所带负荷存在随机性，受季节和用户的影响较大，用电时间和容量变化无法预测，这就要求定期对变压器所带的负荷进行测量，必要时增加夜间或负荷高峰时刻的测量频次，只有掌握了实际的变压器负荷曲线，才能为电压和负荷的及时调整提供可靠的依据。

通过电网设备改造促进电压质量的改善，因为历史原因存在一部分电网设备的技术性能指标低，质量不高，造成供电可靠性低，不能满足现代工业和居民生活用电的需要。尤为突出的是城市架空配电网中的树线矛盾突出、开关设备中的全绝缘化不足，给城市中低压配电网的安全运行带来隐患。相对于负荷增长快、用电结构变化大，呈现网络结构不合理，线路迂回供电、供电半径大、导线线径过小、变压器损耗大、负荷分布不均匀等造成城市配电网线损较大，供电效益差。电网设备改造中要从网络结构改造入手，增加电源点，增大导线截面，有计划地更换高线损变压器，搞好负荷控制和无功补偿，加强电压监测和线损管理，使线损率有了明显的下降。新建或改造后的小区配电，需进行配电损失、末端电压及配电可靠率计算。配电损失宜≤4.5%(入口中压配电点到用户处)；末端电压(正常方式最远端用户)满足-10%～+7%；配电可靠率≥99.99%。低压配电点到低压用户的供电半径视负荷量的大小而定。负荷密集地区建议不超过100m；负荷中等密集地区建议不超过150m；小负荷地区建议不超过250m。在老城区电网改造中由于受到环境等各种条件制约，可采用配电变压器贴墙设置的方式，增装低压配电点，减少配电变压器的供电范围。变压器的高低压端子必须绝缘密封，变压器采用低损耗，低噪声型，因地制宜选用。

电压质量同样受到谐波的影响，谐波是对周期性的变流量进行傅里叶级数分解，得到频率为大于1的整数倍基波频率的分量，它是由电网中非线性负荷而产生的。非线性负荷（整流、滤波等负荷）从电网吸收非正弦电流，引起电网电压畸变，通常把这些负荷称为谐波源。国际上公认谐波污染是电网的公害。电力的每个环节，包括发电、输电、配电、用电都可能产生谐波, 变压器铁心饱和度越高，其工作点偏离线性就越远，产生的谐波电流就越大，严重时三次谐波电流可达额定电流的5%,变频装置、家用电器，都能产生一定量的谐波，对电网造成严重的谐波污染；谐波会大大增加变压器的铜损和铁损，降低变压器有效出力，谐波导致的噪声，影响工作人员的身心健康，谐波可能使电能计量产生较大误差，严重时会导致计量混乱。解决谐波对电压质量影响的办法就是正确测量，以确定谐波源位置和产生的原因，针对谐波的产生和传播的特点，采取相应的隔离、补偿和减小措施。在配电网中，主要存在的是三次谐波污染，可以在谐波检测的基础上，通过适当加装滤波设备来减小谐波注入电网。

以上的各项措施，目的是提供可靠优质的电能，电压的控制和调整是一个复杂的过程，整个系统每一个节点的电压都不相同，运行调节也有差别。因此，采用单一的电压调整方法并不能实现很好的调压效果，实际生产中电压调整要根据系统具体情况，同时采用几种方法对中枢点电压进行调整。

参考文献：

侯义明, 于辉, 王喜伟. 交流配电系统的接地方式及过电压保护[M]. 中国电力出版社, 2015.