配電網線路問題綜合治理

在配電網線路中，經常會出現(xiàn)無功功率補償與諧振現(xiàn)象兩大問題，這些問題的出現(xiàn)會造成巨大的網損，隨著電力市場需求不斷增大，電力系統(tǒng)容量增大，輸電電壓也隨之提高，電壓質量影響著電網供電的穩(wěn)定性以及設備運行的安全性，而無功功率是影響電壓質量的一個重要因素。隨著電力系統(tǒng)對無功功率的要求越來越高，配網線路中無功補償與諧振的高效治理在電力系統(tǒng)中的應用也越來越廣泛。合理的無功補償方式的選擇，能夠有效維持系統(tǒng)的電壓水平，提高系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，降低有功網絡損耗，從而節(jié)約能源。

配網線路中無功與諧振概述

由于電力系統(tǒng)中存在著大量的無功負荷，如變壓器、輸電線路等，這些設備的運行需要無功功率的支撐，從而使得系統(tǒng)功率因素降低，有功電能損失，線損增大。因此，在正常情況下，用電設備不僅可以從電網中取得有功功率，還需要無功功率。沒有無功功率的話，電動機不會轉動，變壓器不會工作等。此外，隨著電網規(guī)模的不斷擴大，電網的諧波污染狀況呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢，較為嚴重的線路上甚至對電網設備的正常運行帶來了一定的影響。

配網線路中無功與諧振的危害

1. 無功功率不足的危害

無功功率不足時，對供電、用電都會產生一定的不良影響，主要有：（1）減小了發(fā)電機組功率的輸出；（2）降低了電力企業(yè)輸電、變電的供電能力；（3）增大了線路電壓的損耗量以及電能損耗；（4）使得電力設備運行時電壓下降，設備容量得不到充分的發(fā)揮。為保證電力設備的運行效率，應進行相應的無功功率補償。

2. 諧波的危害

（1）諧振產生的無功沖擊引起電網電壓降低，諧波會增加電網線損，浪費能源，嚴重時會造成零線過熱引起火災；（2）諧波會引起設備發(fā)熱，加速電力設備絕緣老化，降低設備的使用壽命，如電能表計量誤差增大等；（3）諧波會引起一些敏感的自動化電力設備誤操作；（4）諧波容易使電網與無功功率補償電容器之間發(fā)生諧振，引發(fā)過電流，造成重大事故；（5）導致電網電相不平衡，產生負序電流。

無功與諧振的治理措施分析

1. 集中治理

集中治理就是對整個電網開展綜合治理，可采用無源濾波器和有源電力濾波器進行治理。在配電網線路中集中治理諧波和無功補償?shù)姆绞酵顿Y較少，有利于集中運行維護。具體治理措施主要有以下兩種：采用無源濾波裝置治理和采用有源濾波裝置治理。

這兩種措施中，比較典型且常有的是加裝并聯(lián)無源濾波器。這種治理方式的優(yōu)點是經濟、實用、維護簡單方便。對于不同規(guī)模、不同質量要求的電網來說，無源濾波補償裝置的設計應有所不同，需要注意以下幾方面的問題：取濾波支路中電容的額定安裝容量最小值作為目標甬數(shù)；濾波支路輸出基波無功約束；電壓總諧波畸變率約束；注入系統(tǒng)的諧波電流約束；諧波電壓約束；電容器過電只三約束；電容器過電流約束；電容器發(fā)熱約束；濾波器組內諧振頻率約束；濾波器組內外諧振頻率約束。具體設計流程歸納為：資料收集一系統(tǒng)背景測試一諧波注入量歸算一方案設計一特性校核一補償效果分析一確定補償方案。

2. 支路治理

電力企業(yè)配網線路中無功與諧振的治理工作并不單單需要理論知識，還需要電力企業(yè)針對的經濟、技術條件，采用有效的方法、配置適當?shù)母呖萍茧娏υO備，如配置自動化濾波裝置。自動化濾波設備能夠根據諧波源自動投切濾波各支路，就地進行濾波補償，改善用電用戶的功率因數(shù)及諧波狀況，有助于抑制高次諧波補償無功功率。具有短路保護、過流保護等特點，運行可靠性高。在技術上能實現(xiàn)了以下功能：（1）實現(xiàn)實時監(jiān)測、自動補償、提高負荷功率因數(shù)；（2）抑制系統(tǒng)線路上的諧波，減小無功電流，增加變壓器帶載容量；（3）自動化程度高，自動監(jiān)測并條件，不需要工作人員的操作；（4）降低線路損耗，節(jié)約能源。

這種方法一方面能夠為電力企業(yè)節(jié)省開支，便于聯(lián)網、控制，提高治理的有效性；另一方面提高了電力系統(tǒng)的運行效率，為社會和企業(yè)帶來了巨大的經濟效益。

如高壓電網主要產生3、5、7、11、13次及以上的諧波，直流軋機整流變壓器低壓繞組側產生的諧波主要以5、7、11、13為主，高壓側主要產生11、13次諧波。針對這樣不同部位產生不同次諧波的狀況，就應該采用支路治理的方法，即對不同次諧波進行支路治理，并對支路進行無功調節(jié)，投人濾波補償裝置后，使得無功補償和諧波治理都達到要求。

3. 就地治理

市場數(shù)據顯示，我國國內企業(yè)的諧波污染嚴重，早些年為節(jié)能降耗，引入的電力設備，如變頻電源和直流用電器的投入，其5次、7次、l1次諧波電流的含量分別占基波的20% 、11%、6%，這對大功率的用戶來說，危害巨大。對于中頻爐用戶，這樣的諧波污染無法用常規(guī)的無功補償方式治理，一方面縮短了設備的使用壽命，另一方面損失了電能。各個電網中諧波治理原來基本上是一致的，但要做到真正的有效治理，還需要實地考察、測量，理論結合實際，才能真正實現(xiàn)治理的有效性。

結束語

對配網線路中無功與諧振的綜合治理一方面有助于電力企業(yè)設備和電網的安全、高效運行，另一方面對于節(jié)能降損、建設節(jié)約型社會的意義重大，是一項漫長的系統(tǒng)工程，需要我們持久不懈的堅持、探索和創(chuàng)新。本文只是針對如何綜合治理配網線路中無功和諧振進行了簡單的探討，為以后電網的無功與諧振治理提供重要的理論和實踐基礎，要構建科學性、系統(tǒng)性、合理性的用電檢查工作體系，還需要不懈的努力。

（作者單位：中山市城區(qū)電氣工程有限公司）