淺談電網電壓質量與無功電力管理

崔藝林

（廣東電網公司惠州供電局，廣東 惠州 516000）

1 前言

電壓是電力系統電能質量的重要指標之一，電壓質量對電網穩定及電力設備安全運行、線路損失、工農業安全生產、產品質量、用電損耗和人民生活用電都有直接影響。而電壓質量與無功是密不可分的，電力系統的運行電壓水平取決于無功功率的平衡，系統中無功電源出力應滿足系統所有負荷和網絡損耗的需求，否則電壓就會偏離額定值。當電壓偏低時，系統中的功率損耗和能量損耗加大，電壓過低時，還可能危及系統運行的穩定性，甚至引起電壓崩潰；而電壓過高時，各種電氣設備的絕緣可能受到損害，通過合理無功補償設備就能使我們的電能質量得到保證，達到穩定運行的標準和滿足用戶的要求。

2 惠州電網的無功現狀

2.1 基本情況

廣東電網公司惠州供電局共有35kV及以上變電站127座，其中500kV站4座，220kV站21座，110kV站92座，35kV站10座。全網無功補償設備裝置概況為：500kV惠州站35kV電容器360.72 Mvar，35kV電抗器405Mvar；500kV博 羅 站 35kV電 容 器312.624Mvar，35kV 電抗器 360Mvar；500kV 禎州站 35kV電容器 180Mvar，35kV電抗器120Mvar；500kV福 園 站 35kV電 容 器300.6Mvar，35kV電抗器240Mvar；在所有的220kV變電站中，每站至少都有8組以上電容器，共裝設無功補償裝置容量共計1970.208Mvar。

2.2 無功配置原則和調整手段

惠州電網的無功補償裝置主要配置在變電站的35kV母線及l0kV母線上，以就地補償為原則，力求實現無功功率的分區和就地平衡。具體的電壓調節手段主要有以下幾種形式：

（1）變壓器調壓。它分無載調壓和有載調壓兩種。無載調壓即不帶負荷調壓，切換分接頭時必須先斷開變壓器高、低壓兩側電源之后。和無載調壓相比，有載調壓有著明顯的優點，它可以在不停電的情況下進行調整電壓，并且快速、平滑不影響供電可靠性。

（2）利用并聯電容器（電抗器）的投切進行調壓。有載調壓雖然靈活、調壓幅度又大，但在電網無功不足的時候，它只能改變電壓分布，卻不能提供（吸收）無功，這一點正好可以由并聯電容（電抗）來彌補，投入電容器（電抗器）既增加（減少）了網絡的無功，同時又提高（降低）了網絡電壓。

（3）調整運行方式來調壓。這種調壓方式通常比較少用，一般到特殊保電時期，比如到春節期間由于全網負荷偏低，就需要調整電網運行方式，保證全網電壓合格率。

2.3 惠州電網各片區無功現狀與存在問題

2.3.1 部分片區無功電源不足

在夏大方式下，惠州仍有部分片區110kV層無功不能平衡，且主要在于湖濱、仲愷、九潭、風田、雍園等重負荷區域，而聯豐片110kV層無功平衡能力較差，無功盈余不多，三棟、鎮隆、金源、東澎片因有豐達、劍潭及白盆珠水電廠上網，無功有所盈余，但鎮隆由于負荷較重，且無功需求較大，需增加豐達電廠無功處理，否則分層無功不足。但由于豐達電廠今年機組長期不開機，夏大運行方式下，三棟、鎮隆片將存在大量無功不足。

湖濱、仲愷、九潭、風田及雍園在110kV片區電容器全部投入下，仍需經220kV主變下送無功來平衡，而在實際運行中，由于部分110kV無功電源配置不足、220kV變電站10kV電壓偏高電容器無法投入、可投電容器投入率不高以及無功損耗等原因，部分片區需從220kV主網吸收大量無功來達到平衡。

2.3.2 AVC及VQC裝置作為調整電網無功潮流、保證變電站母線電壓合格的重要工具，實際上這些自動裝置卻并未發揮作用。原因如下：

這種自動裝置的正常運行需建立在變壓器的調壓裝置及無功補償設備的完好基礎上，一旦變壓器的調壓裝置及無功補償設備損壞，調壓裝置也無法起到作用。即使該站AVC裝置已經啟用，但卻無法實現調壓。

在新變電站投運過程中，由于各種原因，通常把無功電壓這部分工作量輕視了，往往是變電站已經投運了，而變電站無功自動控制裝置仍未接線，閑置一旁。

調壓裝置定值的設置不合理，部分變電站的調壓裝置在電壓已嚴重偏離合格范圍的情況下依然沒有動作，造成這些變電站電壓母線長期不合格，影響用戶的電能質量。

2.3.3 電壓方面的管理工作抓得較多，而無功方面的管理較弱，在這種管理模式下，只重視保證變電站 10kV母線的電壓合格率，而忽視了電網無功功率的潮流分布，無法做到電網的經濟運行。

3 無功電源建設和管理建議

3.1 變壓器調壓裝置及無功補償設備的運行維護部門嚴格按周期對設備進行維護，保證變壓器調壓裝置的完好率及無功補償設備的可投運率（如惠臺站、水北站）；對于供電區域內無功不足同時又有空間隔的變電站，應及時向有部門提出增補無功補償裝置的建議，通過加裝適當量的無功補償裝置，或進行電容器擴容（如公莊站、平山站），盡量做無功功率就地平衡，減少無功功率在電網上的傳輸，電網的運行更趨于經濟性。

3.2 對于部分主變變低負荷過重，而該變低無功補償不足的主變，建議變低電容器擴容或調度部門考慮轉移該主變負荷，降低無功需求（如響水河站#3主變）。

3.3 加強用戶側功率因數管理，市場部門應督促用戶維護好電容器組，確保無功就地平衡，盡量提高功率因數在0.95以上，尤其是針對重負荷變電站所在片區。

3.4 市場部門應加快縣區小水電直采，提高小水電無功上網監控，建議龍門縣調加強小水電上網功率因數管理，盡量提高功率因數，降低小水電上網電壓，避免永漢等站的電壓偏高。建議增加永漢站低壓電抗器或更換變壓器，提高無功及電壓調節能力。

3.5 部分片區已實現AVC控制，且由于AVC控制策略為區域無功平衡，涉及設備較多，其運行狀況好壞與電容器、主變調壓設備完好及AVC功能是否齊全、定值設置是否合理、測控裝置測量精度是否滿足要求及通信通道是否可靠等因素關系密切，應盡快完善AVC分析功能，提高動作不正常或策略不合理等問題查找效率，更好發揮AVC作用。建議南瑞應加強AVC功能對異常情況的分析和統計功能。

4 結束語

電力系統中無功功率是否平衡，直接影響電壓的質量。為保證電壓質量，滿足用戶的用電要求，系統中必須有充足的無功電源備用。只有在保證主變調壓裝置、無功補償設備及相關自動裝置運行正常的基礎上，建立"點面結合，自下而上"的管理模式，樹立經濟指標，人人有責的觀念，真正實現指標指揮工作，才能真正改善供 電質量，減少損耗，提高經濟效益。

[1]李堅.電網運行及調度技術問答(2009).【M】北京中國電力出版社.

[2]惠州電網.2011年運行分析.【Z】