供配電系統電能質量問題及其改善措施

文/李國民

供配電系統電能質量問題及其改善措施

文/李國民

在供配電系統中會出現諧波、供電頻率誤差、電壓波動所造成的閃變等等一些問題，這些都會降低電能質量，對電力設備的使用壽命有巨大的損害。本文闡明了供配電系統電能質量問題、電能質量的好差標準及電能質量問題的改善方法與措施方案。

電能質量 供電與配電系統 改善電能質量

1 供配電系統的電能質量好差的評判方法

對于電能質量好差評價的著重點不一樣，所以電能質量的評判有著很多的不同。通常來說，電力公司都以電能質量的電能轉化效率和電能的穩定性來作為評價標準，用數字記錄呈現給我們看。站在供配電系統制造廠家的角度來看，廠家以設備能否正常運行、順利的供電來作為評價標準，而不同型號的供配電設備正常供電所顯示數據不同，正常供電表現出來的現象也不一樣，所以各個型號的供配電設備對于電能質量的評價標準也不一樣。但站在我們使用者的角度來評價，評價標準則變成了供配電設備能否正常工作，是否能給我們的生活工作穩定持續的供電。真正來說供配電設備所發生的全部問題，我們統稱為電能質量問題，它的本質問題是因為電壓的不穩定導致了電能質量出現問題，從而無法正常工作，和設備的正常狀態不一樣，真正的評價電能質量的好差要看供電電壓、供電頻率，供電波形的質量好差。

2 評價供配電系統的好差的標準

站在不同方面看電能質量問題，評價標準也會因為著重點的不同而不一樣，而因為現在隨著我們對電力的運用不斷深入，對于電能質量的評價標準也在變多，現在主流的評價標準有以下幾個：供電電壓與系統標稱電壓是否不同、電壓波動造成的閃變現象、諧波、電力系統在運行中的的基波頻率與標稱頻率不一致。

一個地區的供電電網與供配電系統工作方式改變產生電壓變化,導致供配電系統其他節點的電壓也發生偏差。一個地區供電網的實際電壓和系統規定的標準電壓相互之間的電壓差值稱為電壓偏差。產生電壓偏差的原因是電力使用者對電力使用程度的變化或電力系統供電形式的變化，導致了電壓偏差的產生。當電壓變動和電路路線的變動過于頻繁，變化速度達到超過0.2%的情況，我們這個現象稱之為電壓波動，而電壓不斷波動，使得對燈泡的供電功率忽大忽小，所造成的燈光一閃一閃的現象就是我們感受到的閃變。

諧波是指對周期性非正弦交流量進行傅里葉級數分解所得到的大于基波頻率整數倍的各次分量，通常稱為高次諧波，而基波是指其頻率與工頻（國家電網的額定頻率50Hz）相同的分量。這個會影響配電系統的穩定。

當供配電系統的實際頻率和標準頻率不一致時稱它為頻率偏差；全國電網對于供配電系統的供電頻率都是相同的標準，不會因為任何因素而變化，其他國家對這個頻率數值的變化程度都有規定。頻率偏差表現出的是電力系統實際基波頻率偏離標稱頻率的程度；全網對頻率質量的要求是相同的,不會因為用戶而改變，每個國建對該項偏差標準都有相關的規定；由于負荷的不均衡才會引起頻率偏差，如圖1所示。

圖1

3 電能質量好壞與供配電系統的關系

在電力能源中電能質量是非常重要的。如果電能質量較差將導致電網供電出現不穩定，使供配電系統設備安全、線路壽命、企業工廠的產品質量和安全生產得不到保障，還會造成用電量加大最主要的是會對人身安全造成威脅。導致電能質量變化的原因為供電電壓與系統標稱電壓是否不同、電壓波動造成的閃變現象、電力系統在運行中的的基波頻率與標稱頻率不一致。我們要在供配電系統不斷運行的同時對供配電系統進行完善和優化,保證電能質量。

4 解決配電系統的電能質量

供配電系統的電能質量問題的產生原因有：實際供電電壓與系統標準電壓不同、不停波動的電壓造成的閃變現象、三相系統的電壓對稱程度、電力系統在運行中的的基波頻率與標稱頻率不一致，不同的產生因素要用不同的措施來改善，以下幾個方面是非常重要的：改善供電電壓與系統標稱電壓不一致的方法是在當地電網處實施無功功率補償和盡快的讓無功功率補償容量與需求量相統一。實際操作是在當地電網處電容器裝置并聯安裝，并進行分組；將同步電動機進行調整；進行改善時我們可以用有載調壓變壓器，這個辦法是最省錢的；選擇變壓器的電壓分接頭時根據實際情況來；對供配電系統阻抗進行調整。

以下方法可以減少閃變和電壓的波動：使用單獨回路對供電回路進行供電,劇烈負載變化的電氣設備要用專門的線路進行獨立供電以及對功率大電器設備用獨立的的變壓器進行供電,用來放置這些電氣設備對別的線路供電造成損害；對公共用的供電線路的配電線路的阻抗進行調整；調整對供電設備的電壓,這樣會讓電網電壓波動的程度變小，能達到非常優秀的效果。我們要從供配電系統中的高次諧波的多方面去思考方法減少諧波的影響，比如提升諧波的抗性對于供電系統，擴大供配電系統的容量,放低系統發出的諧波電壓，對于放射諧波的源頭用單獨的高功率線路供電，降低諧波的影響；提高供電、用電設備對于諧波的抗性，而供配電系統中的供電、用電設備抵抗諧波干擾的那個值要比供配電系統額度的抵抗諧波影響的值更大；減少諧波的出現；可以在諧波發射源周圍布置儀器，盡可能的把諧波吸收。

而對于電力系統在運行中的的基波頻率與標稱頻率不一致這個問題，我們的解決和改善的方法有:確保供配電系統供電系統的供電頻率和國家規定額度一致；調整供配電系統的電力系統的頻率；我們應該選擇使供電系統傳輸環節和耗電環節的各種設備在運行中所能承受的頻率偏差符合國家標準的電力系統及設備,這些設備要能抗運行中頻率擾動（偏差），供配電系統和電氣設備的正常運行是非常重要的。

5 總結

影響供配電系統電能質量因素很多，本文闡述的只是這些方面中的一部分。供電電壓與系統標稱電壓是否不同、電壓波動造成的閃變現象、諧波、電力系統在運行中的的基波頻率與標稱頻率不一致這四個原因則是所有影響因素中最重要的幾個，只要我們針對這幾方面提出解決方案，供配電設備的電能質量問題就大部分能得到解決改善。

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[3]劉介才.供配電技術[M].北京:機械工業出版社,2005(06):41-43

作者單位中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司 河南省洛陽市 471000