淺談提高10?kV配電網電能質量的措施

杜潤均

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，社會各個行業對電力的需求與日俱增，分配點多、涉及范圍廣泛是目前配電網的主要特征，現階段，我國大力提倡實現能源節能環保，對于配電網進行科學合理的分配，探討如何有效降低電力企業配電線路線損的技術也越來越受到重視。因為供電公司向客戶提供電能主要是經過配電網去實現的。所以，配電網電阻、電氣設備的運行情況、工作人員的綜合素質、配電網線路的管理、使用人員的行為等因素都會影響到配電網的電能損耗，因此，管理人員必須從配電網實際作用情況著手，經過改進線路以及配電網運行設備，強化配電網內部、外部的管理，這樣才能有效促進配電網電能質量的科學控制。

關鍵詞：10 kV配電網 電能質量 提升措施 原因分析

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0029-02

電能質量主要指的是電力企業提供給客戶電能的品質。一般來講，就是電力企業配電網能夠進行良好的供電，這主要包含供電質量以及客戶的用電質量；對于電力企業來講，電能出現的質量問題主要是導致客戶設備不能正常工作的電壓偏移、電壓波動或者是諧波污染的情況，即電力企業配電網中電壓和波形出現質量問題。

1 10 kV配電網電能質量影響原因分析

1.1 諧波

在10 kV配電網中，諧波分量主要是由部分電力設備以及負荷的非線性特性所導致的。當非線性負荷兩端受到電網正弦基波電壓影響的時候，就會使負荷所吸收的電流以及施加的電壓波形沒有辦法保持一致，這樣就可能會出現畸變電流，對電力設備造成一定影響。以變壓器為例，當受到諧波分量影響的時候，變壓器會出現集膚效應或者是鄰近效應，這樣就會使繞組出現附加的鐵消耗或者是同消耗，容易使變壓器出現絕緣老化的現象，降低變壓器的使用壽命，加之，出現多次諧波電壓或者電流時，上述問題就會在電網中不斷累積，增加配電線路損耗情況，使電力設備過熱，這樣就會增加電能成本以及電費支出。

1.2 電壓偏差

電力配電系統無功功率不管是存在電壓欠缺情況還是多余的情況都會使配電系統的電壓產生偏移。如果電壓產生偏移的時間長，就會給電力系統的運行帶來不利影響，還會導致機械設備的使用效率降低、破壞電力設備的絕緣性能、降低電動機轉矩、導致照明設備出現問題、產生多次的諧波電流以及降低電容的無功率輸出等一系列問題，這樣非常不利于電力系統的運行。

1.3 電網頻率偏移

在電力系統運行過程中，頻率偏移是對電力運行質量管理的一項重要指標，是系統出現基本波頻率偏移額定頻率的程度。會發生這樣的情況主要是因為發電機有效功率負荷與有功出力兩者之間出現不平衡情況引起的，如果電力系統在頻率方面出現問題就會對電廠日常生產以及用戶的日常生活帶來不利影響。主要體現在以下幾個方面：（1）電力系統出現頻率方面的問題就會使汽輪機的葉片出現更大幅度震動，降低機械設備的使用壽命。（2）在使用濾波器出現諧波電流的時候，會導致電容無功功率出點變化。（3）因為電動機轉速降低的時候會對電廠的出力帶來一定影響，所以頻率下降產品質量產生不利影響。（4）將對電力系統中部分測控設備的生產運營帶來一定影響，這樣就不能保證電網過程中的正常運行。（5）對于電動機的輸出功率以及轉速都會帶來一定影響，影響機械的正常運行。（6）對于變壓器激磁電流以及異步電機進行增加，在增加配電網無功功率的情況下，也會對配電網的電壓帶來一定影響。

2 提高10 kV配電網電能質量相關策略分析

在電力配電網運行過程中，配電系統的電壓受到無功功率的影響非常大，無功功率不足的時候，會導致電網配電電壓降低，但是當無功功率過剩的時候，配電網的電壓最會升高。所以，保證以及維護電力配電網系統電壓質量最主要方式就是保證無功功率的平衡。無功補償應該按照配電電壓的整體和分級就地平衡的原則進行配置。將降低電線損耗和調壓互相結合在一起，主要以降低配電線路損耗為主；當分散補償與集中補償相結合時，主要以分散補償為主，這樣能夠有效提升配電網電壓的質量。

2.1 抑制諧波

結合現有的技術條件，針對諧波電流的抑制主要是采用預防性措施以及補償性措施兩種方式進行的。其中，預防性措施主要是指：經過增加整流器的脈動數量或者是采用可以控制的整流器來限制整流器的諧波；在電力設備制造以及配置過程中，可以通過改善施工工藝以及操作技術已達到降低諧波的目的。而補償性措施主要指的是改變饋線參數以及采用濾波器等方式。在實際應用過程中，諧波的控制主要是采用這兩種方式進行的，通常情況下都能得到良好改善效果。

2.2 電壓偏差控制

供配電系統在正常運行過程中，因為線路損耗或者是無功功率不平衡，實際的電壓與標準電壓之間就會存在一定的誤差。依照國家標準規定，電壓允許的偏差指的是電力系統中實際電壓偏離標準額定電壓值的百分比，并且強制要求對電壓進行如下考核：（1）對于35 kV及以上的電壓，正負偏差的正負絕對值之和小于10%。（2）10 kV及以下電壓正負偏差的正負絕對值之和小于7%。（3）對于居民使用的單項220 V電壓，電壓偏差值應該保持在-10%～7%之間。對于出現的電壓偏差問題，可以采用以下兩種方法進行控制：一種是經過降低電力系統的等效阻抗，對變壓器的分節頭進行控制即對變壓器進行控制，有效控制電壓降落的幅度，保證電力線路處在良好的高電壓水平。合理設計電力網絡的拓補圖，保證電力網絡三相電壓之間的平衡。另外一種方法就是在供配電系統內部設置容抗器等無功補償的裝置，在長距離輸電線路上采用電纜，用來補償無功功率。增加配電網導線的橫斷面積，減小電力線路阻抗的方式也可以有效降低電力線路的損耗情況，這樣可以有效保證電力線路的電壓水平。

2.3 無功補償

為了能夠最大限度提升電力配電系統的運行效率、提升電網的質量并且有效降低電力線路線損的比例，電容補償裝置的設置是目前最有效的方式。以此為據，按照實際電壓的情況以及電壓功率因數據設置電容器組，有效保證電壓的平穩，提升電力系統的運行效率。配電變壓器就地補償以及配電壓線路分散補償相結合的實際應用中表現較為良好，對于提升電力系統的運行以及電能的質量有著非常重要的意義，值得廣泛應用。

2.4 無功分區分壓就地平衡

想要保證整個電力系統電壓的水平，就必須要有足夠的無功補償裝置，實現無功分區分壓就地平衡，這樣就需要有足夠的無功調節能力，在允許的電壓偏差范圍以內，使用無功補償以及調節電容器相結合的方式，在出現低谷負荷的時候能夠有效降低電壓運行以及在高峰負荷的時候對較高電壓運行的逆調壓進行控制。

2.5 構建電能質量協調系統

在對電能質量進行控制的過程中，可以使用很多方法對其進行調節。但是這些方法只能進行獨立的調節，并且電壓調節的結果還會相互影響，為了能夠有效提升電能質量，就必須協調各種調節設備，讓各種調節設備能夠發揮協同的作用，這樣就需要建立一個完善的電能質量調節系統。電能質量協調系統可以采用集中控制或者是分級控制的方式進行建設。集中控制主要是將大量的實時數據傳遞到集中控制中心，將各種數據進行統一處理；分級控制主要是將信息控制在一個相對較小的范圍以內，通過上級對下級進行協調。同時，電能質量協調控制系統應該被視為電力系統的一部分，該系統可以單獨成立，但是不能成為信息的孤島。經過電能質量協調系統可以對全網的電能質量進行每時每刻的監測、數據分析，依照數據分析的結果對相關設備行為進行協調，這樣可以保證電力系統的電能質量達到相應的要求。

2.6 多措并舉，多種技術手段相結合

（1）對于具有可行性改造或者短期內沒有辦法實現改造的末端電壓較差的超半徑電力線路，可以在電力線路的中后段位設置饋線自動調壓設備，這樣可以有效改善末端供電用戶的電壓穩定問題。（2）結合配電系統電壓負荷的實際情況，合理規劃配電變電源布點，降低供電半徑，有效解決電容過小的問題。（3）按照季節性時間滾動的規則對電力系統臺區進行綜合分析，掌握電壓周期變化的規律，并按照這個規律制定相應的電壓調節、電容調節的計劃，保證配變以及用戶負荷能夠處在最好的狀態下工作。（4）按照分級治理的方式，進行“電網、變電站、電力線路、臺區”四級聯調的電壓指標進行合理的治理，防止出現單層級的脫軌管理控制，電壓指標質量需要從電力系統最上層逐步向下級進行治理。

3 結語

綜上所述，隨著我國經濟的快速發展，電力企業電能管理體制也得到了有效改進，電力市場的競爭越來越激烈，各個供電企業與更加重視企業自身的經濟效率是否能夠得到有效提升，而管理控制好配電網電能質量可以有效提升供電企業的經濟效率，所以提升10 kV配電網電能質量與城市正常供電系統存在非常密切的關聯，應該受到高度重視。根據電網實際的運行情況，采用相關技術進行管理，能夠有效提升電能質量，保證各級之間的相互協調合作，有效提升電網運行的效率。

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