淺談電力系統(tǒng)的電壓調整

紀紅

摘要：電壓是電能質量的重要指標，電壓過高或過低都會對電網(wǎng)和用戶造成嚴重的危害。隨著社會的發(fā)展，用戶對電能質量的要求越來越高。從電壓調整的必要性、電壓調整的措施、不同時段電壓調整的方法幾個方面進行論述，以便更好地服務社會發(fā)展。

關鍵詞：電壓調整;電力系統(tǒng);電能質量

一、電力系統(tǒng)電壓調整的必要性

電壓是電能質量的重要指標，電壓不合格會對電網(wǎng)造成嚴重的危害。電壓偏移過大，會影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質量和產(chǎn)量，損壞電力設備，甚至引起系統(tǒng)性“電壓崩潰”，造成大面積停電。

1.電網(wǎng)電壓偏低

（1）電網(wǎng)電壓偏低的原因。由于早期設計的供電網(wǎng)絡或配電網(wǎng)絡結構不合理，特別是一些線路送電距離長，供電半徑大，導線截面小，使線路電壓損失較大。電網(wǎng)無功功率電源不足或無功補償設備管理不善、長期失修、經(jīng)常停用等，使無功平衡破壞，這是電網(wǎng)電壓水平普遍降低的根本原因。變電所變壓器分接頭位置放置不合理，電網(wǎng)接線不合理，負荷過重，負荷功率因數(shù)低，電力設備檢修及線路故障等，都可使電網(wǎng)電壓下降。

（2）電網(wǎng)電壓偏低的危害。對發(fā)電機的危害：發(fā)電機定子電流隨其功率角的增大而增大。假設發(fā)電機在正常電壓時定子電流為額定值，若系統(tǒng)電壓降低，發(fā)電機仍要保持其出力，功率角就要增大，必然引起定子電流增大超過額定值。所以這種情況下，必須減少發(fā)電機的出力。對異步電動機的危害：在電力系統(tǒng)的負荷中，異步電動機占很大的比例，如果電壓降低，異步電動機的轉差率將增大，從而電動機定子繞組中電流將隨之增大，導致電動機溫升增加，效率降低，壽命縮短。

2.電網(wǎng)電壓偏高

（1）電網(wǎng)電壓偏高的原因。隨著現(xiàn)代化電網(wǎng)的發(fā)展，大容量機組直接接入超高壓電網(wǎng)，以及500kv超高壓線路的投入運行，其線路充電功率較大，每百公里充電功率（電容性無功功率）約10萬kvar，使220kv～500kv超高壓電網(wǎng)內(nèi)無功過剩，使主網(wǎng)電壓過高。

（2）電網(wǎng)電壓偏高的危害。加速電氣設備絕緣老化，降低電氣設備的使用壽命。電壓過高會造成變壓器、電動機等鐵芯飽和，鐵損增大，溫度上升，壽命降低;普通燈泡電壓高出額定值10%壽命會減少到電壓額定值時壽命的30%;電子設備各種電子陰極電壓每增加5%，陰極壽命減少一半。

二、電壓調整的方式與措施

引起電壓變動的原因有以下幾方面：由于生產(chǎn)、生活、氣象變化造成的;個別設備因故障而退出運行造成網(wǎng)絡阻抗變化;系統(tǒng)接線方式改變引起的功率分布和網(wǎng)絡阻抗變化。以上各種原因占電網(wǎng)電壓變動總原因的20%～30%。

1.電壓調整的方式

（1）逆調壓方式。考慮到電網(wǎng)負荷高峰時供電線路上電壓的損耗將增大，應將中樞點電壓增大來彌補甚至抵消電壓損耗的增大部分;電網(wǎng)低谷負荷時相應的線路上電壓損耗小，將中樞點電壓降低來補償電壓損耗減少的部分。供電線路較長、負荷變動較大的中樞點宜采用這種調壓方式。采用逆調壓時，高峰負荷時可將中樞點電壓升高到比額定值高5%，低谷負荷時將其降為額定值。

（2）順調壓方式。所謂順調壓方式，就是高峰負荷時允許中樞點電壓略低，低谷負荷時允許中樞點電壓略高。與逆調壓相對，對供電線路不長、負荷變動不大的中樞點可以采用順調壓方式。一般情況，順調壓時，高峰負荷時中樞點電壓最低可允許比額定電壓值高2.5%，負荷低谷時電壓最高可允許比額定電壓值高7.5%。

（3）常調壓方式。介于逆調壓與順調壓兩種情況之間的中樞點，可采取常調壓方式，即在任何負荷下都保持中樞點電壓為一基本不變的數(shù)值，例如102%～105%額定電壓。

2.電壓調整的措施

（1）通過改變發(fā)電機端電壓調壓。在各種調壓措施中，最直接最經(jīng)濟的手段是利用發(fā)電機調壓，因為這是一種不需要額外投資的調壓手段，所以應當優(yōu)先考慮采用。發(fā)電機調整端電壓是通過調節(jié)勵磁從而改變無功功率出力來實現(xiàn)的，現(xiàn)代的同步發(fā)電機可在額定電壓的95%～105%范圍內(nèi)保持以額定功率運行，也就是發(fā)電機保持同樣出力的情況下，可以在10%范圍內(nèi)調節(jié)電壓。

（2）通過調整變壓器變比調整電壓。雙繞組變壓器的高壓繞組和三繞組變壓器的高中壓繞組一般都有若干個分接頭可供選擇，通過選擇不同的分接頭，使變壓器變壓比例發(fā)生變化，從而達到調壓目的。

（3）通過補償設備調壓。系統(tǒng)中無功功率不夠充分時，需要考慮運用各種補償設備進行調壓。這些補償設備可分為兩類，即串聯(lián)補償和并聯(lián)補償。所謂串聯(lián)補償就是指串聯(lián)電容器補償，但是作為調壓措施，串聯(lián)補償電容器由于設計、運行等方面的原因，目前應用比較少。并聯(lián)補償指并聯(lián)電容器、調相機和靜止補償器。

（4）適當增大導線半徑。部分老城網(wǎng)都因為導線半徑小電阻大而導致電網(wǎng)電壓損耗太大。所以，加大導線半徑是城網(wǎng)改造的重要內(nèi)容。對于新架設線路的導線需要考慮一定的裕度，尤其對中低壓線路，因其承受能力小容易出現(xiàn)過負荷過大。

（5）組合調壓。顧名思義就是幾種調壓措施的組合。既然不同的調壓措施都各有優(yōu)缺點，應當綜合采用各種調壓措施，取長補短，才能達到最好的調壓效果。

三、不同時段電壓調整

1.電網(wǎng)平時的電壓調整

大多數(shù)時間電壓調整是有規(guī)律可循的。這種情況下，電壓的變化主要是由用戶負荷的變化或聯(lián)絡線上輸送功率的變化引起的，其變化趨勢一般是事先知道的，相對來說這種電壓變化是比較容易調整的。但是如果調整不當，或者不及時（特別是在無功功率不足的電網(wǎng)中），就可能使本來沒有問題的地方出現(xiàn)問題。

2.節(jié)假日時的電壓調整

節(jié)假日電網(wǎng)電壓的變化特點體現(xiàn)為整個電網(wǎng)的電壓普遍高，其中也可能有個別地區(qū)的電壓嚴重下降。電壓普遍升高的原因是全網(wǎng)的負荷普遍下降，個別地區(qū)電壓嚴重下降則可能是由于該地區(qū)發(fā)電廠發(fā)電機檢修或電網(wǎng)的聯(lián)絡線停電檢修引起的。調度人員必須事先做好有功功率和無功功率的分區(qū)平衡工作，在考慮無功平衡時，應考慮無功電源和無功負荷的電壓靜態(tài)特性的影響，并通過計算得出電壓可能升高、降低的水平。節(jié)假日調壓工作比較復雜，需要隨時進行。

四、結束語

電壓是電能質量的重要指標，合格的電壓對于社會生產(chǎn)和人民生活有著非常重要的意義。采取合理的措施保障合格的電壓是電力部門的重要任務。

參考文獻

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