山區(qū)電網(wǎng)電壓調(diào)控存在問(wèn)題與對(duì)策

陳極萬(wàn)

摘 要：電壓品質(zhì)為電力系統(tǒng)電能品質(zhì)的一大核心指標(biāo)。電力系統(tǒng)的電壓若十分不穩(wěn)定，不僅會(huì)對(duì)電氣設(shè)施的功能產(chǎn)生直接影響，同時(shí)還會(huì)給電力系統(tǒng)的平穩(wěn)、良好運(yùn)轉(zhuǎn)造成問(wèn)題，還會(huì)造成系統(tǒng)電壓故障，形成大范圍的停電。由于電網(wǎng)的不斷發(fā)展，尤其是500kV電網(wǎng)的持續(xù)增加，電纜線路在山區(qū)電網(wǎng)中的大范圍應(yīng)用，區(qū)域小水電等類(lèi)型電源的引入，負(fù)荷峰谷差的持續(xù)拉大，有些線路潮流較輕，感性無(wú)功補(bǔ)償不多，在相關(guān)時(shí)期電網(wǎng)會(huì)存在電壓偏高的狀況。為了處理電力系統(tǒng)的電壓品質(zhì)問(wèn)題，需將無(wú)功電源規(guī)劃和設(shè)置工作做到位，加強(qiáng)對(duì)該領(lǐng)域的管理，讓無(wú)功能夠?qū)崿F(xiàn)均衡，系統(tǒng)無(wú)功實(shí)現(xiàn)分區(qū)與電壓級(jí)別的均衡。

關(guān)鍵詞：電壓;山區(qū);電網(wǎng)

一、電壓失控的原因分析

影響電網(wǎng)電壓重點(diǎn)是電力系統(tǒng)的無(wú)功潮流，山區(qū)電網(wǎng)無(wú)功劃分具有下面幾大屬性：220kV電網(wǎng)與110kV電網(wǎng)無(wú)功交換負(fù)擔(dān)較重;電抗器的配置較少;小水電太多導(dǎo)致無(wú)功電壓存在調(diào)控問(wèn)題;變電站的劃分不太科學(xué)，不利于無(wú)功電壓的管理;電壓調(diào)節(jié)難度大等各種問(wèn)題。這讓電網(wǎng)運(yùn)行無(wú)法與無(wú)功分層、區(qū)以及就地均衡的標(biāo)準(zhǔn)相吻合，在負(fù)荷變化較大的時(shí)間段，運(yùn)行方法將存在較大的問(wèn)題。這不僅無(wú)法促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，也不利于電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

二、電壓偏高的原因

（1）電網(wǎng)的逐漸成熟與感性無(wú)功補(bǔ)償方面的問(wèn)題使得充電無(wú)功出現(xiàn)了過(guò)多的狀況。高壓輸電以及電纜線路在電網(wǎng)中經(jīng)常被應(yīng)用，而城市周?chē)痣姀S的投產(chǎn)使用，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)施的持續(xù)投資，居民功率因數(shù)提升，讓電網(wǎng)有功、無(wú)功長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)象獲得緩解，線路與變壓器損耗的無(wú)功功率也因此而下降，整體而言盡管大體均衡，但電網(wǎng)的充電功率卻因此而上升了。此外，山區(qū)內(nèi)2010年的500kV系統(tǒng)充電無(wú)功的總補(bǔ)償率為6個(gè)百分點(diǎn)，220kV變電站的為22.5個(gè)百分點(diǎn)，它們都采用的為低壓電抗器，補(bǔ)償不均勻，安裝不科學(xué)。

（2）有的變電站在低谷階段的一次側(cè)功率因數(shù)未達(dá)標(biāo)。結(jié)合《電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無(wú)功電力管理規(guī)定》：220kV變電站“在負(fù)荷達(dá)到下限值時(shí)，一次側(cè)功率因數(shù)必須在0.95以?xún)?nèi)，然而因?yàn)橄嚓P(guān)運(yùn)行工作者未從整體層面對(duì)待無(wú)功狀況，變壓器分接頭的協(xié)調(diào)與電容器的投退始終比較隨意。在系統(tǒng)電壓基本偏高的狀況下，相關(guān)網(wǎng)區(qū)通常只經(jīng)由提升變壓器的檔位來(lái)確保中、低壓側(cè)母線電壓與規(guī)定相吻合，而未給出相關(guān)舉措來(lái)降低變電站的重要指標(biāo)值，而相關(guān)變電站也不退出電容器的作業(yè)。在小方式運(yùn)轉(zhuǎn)階段，因?yàn)樨?fù)荷不重，系統(tǒng)電壓普遍都比較高，許多220kV變電站中變壓器一次側(cè)的無(wú)功不大，有的還往電網(wǎng)中倒送無(wú)功。這在系統(tǒng)電壓高時(shí)能夠達(dá)成低于110kV（含）電網(wǎng)的調(diào)壓需求，而讓高于220kV（含）的電網(wǎng)電壓獲得了較大的提升。

（3）對(duì)地區(qū)小水電與大用戶(hù)的功率因數(shù)考評(píng)管理方法不太科學(xué)。地區(qū)小水電與大用戶(hù)的無(wú)功管理是現(xiàn)如今影響山區(qū)電網(wǎng)電壓品質(zhì)的一個(gè)問(wèn)題。現(xiàn)如今對(duì)地區(qū)小水電與大用戶(hù)的功率因數(shù)是結(jié)合月有功電量與無(wú)功電量進(jìn)行核算的，而并非結(jié)合實(shí)時(shí)的功率因數(shù)匯總而獲得的，由于電網(wǎng)的持續(xù)進(jìn)步，該考核方法具有一定的問(wèn)題。在高峰時(shí)期，為了不影響居民日常用電，實(shí)施小水電高功率因數(shù)運(yùn)行;在低峰時(shí)期就采取與高峰時(shí)期相反的措施，即實(shí)施低功率因數(shù)，進(jìn)而補(bǔ)充高峰階段的缺額，進(jìn)而符合功率因數(shù)考評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)。在觀測(cè)后了解到，在低谷時(shí)變電站因地區(qū)小水電甚至?xí)纬赏娋W(wǎng)倒送無(wú)功的情形，讓220kV母線電壓無(wú)法負(fù)擔(dān)。長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)對(duì)大用戶(hù)使用功率因數(shù)協(xié)調(diào)電費(fèi)的方式，盡管對(duì)節(jié)省電能與改進(jìn)電壓品質(zhì)發(fā)揮出了一定的效果，然而在操作中需要應(yīng)對(duì)下面這些問(wèn)題：無(wú)論使用者與電源的距離怎樣，其功率因數(shù)考評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)是相同的，這便產(chǎn)生了電源周?chē)鸁o(wú)功過(guò)剩的問(wèn)題。另外，因?yàn)樵S多使用者的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)施沒(méi)有相應(yīng)的自動(dòng)投切方式，讓有些居民在高峰時(shí)從電網(wǎng)吸納無(wú)功，而在低谷時(shí)則正好相反。盡管在功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)方式中對(duì)這些使用者實(shí)施了相應(yīng)的舉措，然而均沒(méi)有徹底將問(wèn)題處理好。

三、電壓偏低的原因

山區(qū)地帶一些縣網(wǎng)與村鎮(zhèn)低壓電網(wǎng)電壓普遍都不高，核心原因包括：（1）線路導(dǎo)線截面小。因?yàn)椴糠謪^(qū)域?qū)ω?fù)荷預(yù)估不太精準(zhǔn)，使導(dǎo)線截面沒(méi)有了更多選擇的余地，在這幾年的運(yùn)轉(zhuǎn)后，負(fù)荷迅速增加，線路截面已無(wú)法符合載流量的規(guī)定。（2）無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘枯^少。因?yàn)榈蛪弘娏W(wǎng)中有很多異步電動(dòng)機(jī)等設(shè)施，其對(duì)負(fù)荷率的要求不高，因此自然功率也不高。在補(bǔ)償并聯(lián)電容器的容量較小時(shí)，使得線路需要傳遞較多的無(wú)功功率而對(duì)電壓造成了不合理利用，并最終使電壓難以正常運(yùn)行。（3）10kV或低壓配電線路的供電距離長(zhǎng)。在變電站的地址有問(wèn)題、供電半徑已經(jīng)不在科學(xué)的長(zhǎng)度范圍內(nèi)時(shí)，線路尾端的電壓沒(méi)有被充分利用，使電壓不正常，有所偏低。（4）只要到農(nóng)事較多的階段壓力就比較大，形成了各級(jí)別的電網(wǎng)電壓都不高的情況。（5）電網(wǎng)中現(xiàn)在重點(diǎn)有主變壓器，擁有載調(diào)壓設(shè)備投運(yùn)率低或調(diào)壓作業(yè)不及時(shí)的狀況。在用電高峰時(shí)期就會(huì)存在負(fù)載過(guò)重的現(xiàn)象。（6）因?yàn)榕潆娮儔浩魅嘭?fù)荷存在問(wèn)題，將使壓力較少的一相電壓變高，而壓力較多的一相電壓變低。

四、對(duì)策

主網(wǎng)電壓偏高，會(huì)對(duì)電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)較大的不良影響;縣網(wǎng)與農(nóng)村區(qū)域的配網(wǎng)電壓基本不高，會(huì)給居民用電造成損失。就山區(qū)電網(wǎng)電壓存在的失控狀況，必須實(shí)施相關(guān)的措施，其中包括技術(shù)措施與管理措施。（1）實(shí)施針對(duì)山區(qū)電網(wǎng)的感性無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)分析與經(jīng)濟(jì)論證，對(duì)電壓偏高現(xiàn)象突出的區(qū)域首先實(shí)施感性無(wú)功補(bǔ)償。設(shè)立電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償計(jì)劃，處理無(wú)功資源劃分不均的情況。（2）在無(wú)功電壓考評(píng)體系領(lǐng)域，強(qiáng)化對(duì)小水電功率因數(shù)的考評(píng)，在水電大發(fā)階段，需要不同區(qū)域調(diào)水電廠積極提升功率因數(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，不同縣網(wǎng)中的無(wú)功功率就地均衡，盡可能地不向主網(wǎng)倒送無(wú)功，讓系統(tǒng)電壓的偏高狀況獲得較好的管控，另外降低無(wú)功潮流在電網(wǎng)中不同元件內(nèi)的流動(dòng)，進(jìn)而減少電網(wǎng)的損耗。（3）經(jīng)由協(xié)調(diào)電網(wǎng)主變壓器檔位、升級(jí)電壓調(diào)控方法等舉措的科學(xué)協(xié)調(diào)，去除電壓調(diào)控不到位的地方;接下來(lái)，從電網(wǎng)電源的安排、配置發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)功能等領(lǐng)域開(kāi)始，徹底處理失配問(wèn)題。（4）盡快促進(jìn)地區(qū)自動(dòng)電壓控制（AVC）的建設(shè)，進(jìn)而減少職工的工作量，減少人為要素對(duì)電壓達(dá)標(biāo)率的影響，深入提升電壓達(dá)標(biāo)率，同時(shí)提升功率因數(shù)。

結(jié)束語(yǔ)

電網(wǎng)電壓在產(chǎn)生問(wèn)題后無(wú)法獲得科學(xué)調(diào)節(jié)，將對(duì)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)一定的安全問(wèn)題。將電壓失控問(wèn)題處理好，技術(shù)措施和管理措施必須兩手抓，必須設(shè)立無(wú)功完善計(jì)劃，強(qiáng)化無(wú)功電壓管理，進(jìn)而改善區(qū)域電網(wǎng)電壓。

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