變電站電能質(zhì)量-監(jiān)測和分析

1、變電站電能質(zhì)量-監(jiān)測和分析            摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，電網(wǎng)中非線性負(fù)荷用戶的比例不斷提高，由此而產(chǎn)生的供電電能質(zhì)量嚴(yán)重下降，表現(xiàn)得越來越突出。電能質(zhì)量嚴(yán)重超標(biāo)正在大范圍的污染供電環(huán)境，危及電網(wǎng)及其供電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，嚴(yán)重的影響電力企業(yè)及廣大用戶的經(jīng)濟效益。 關(guān)鍵詞：變電站 電能質(zhì)量 監(jiān)測分析  隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，電網(wǎng)中非線性負(fù)荷用戶的比例不斷提高，由此而產(chǎn)生的供電電能質(zhì)量嚴(yán)重下降，表現(xiàn)得越來越突出。電能質(zhì)量嚴(yán)重超標(biāo)正在大范圍的污染供電環(huán)境

2、，危及電網(wǎng)及其供電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，嚴(yán)重的影響電力企業(yè)及廣大用戶的經(jīng)濟效益。 這種現(xiàn)象在山東荷澤110 kV成武站表現(xiàn)十分嚴(yán)重，它不但使變電設(shè)備的安全運行無法保證，而且影響到當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)生產(chǎn)用電和居民生活用電。為此2002年在該站安裝了電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，對10 kV母線的電能質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測。 1 110 kV成武站電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹 為了加強對電能質(zhì)量的管理和監(jiān)控，2002年荷澤供電公司建立了變電站電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，并選擇諧波問題嚴(yán)重的110 kV成武變電站進(jìn)行實時在線監(jiān)測。此前，該站經(jīng)常燒TV保險，曾多次發(fā)生過TV爆炸的事故，存在嚴(yán)重的諧振現(xiàn)象。 采用電能質(zhì)量在線監(jiān)測儀進(jìn)行實時

3、監(jiān)測，該裝置主要有以下幾種監(jiān)測和統(tǒng)計功能： ·三相各次諧波電壓、電流及其諧波含有率； ·三相電壓、電流總諧波畸變率； ·三相有功、無功功率及其方向； ·總的有功、無功功率，功率因數(shù)及相位移功率因數(shù)； ·電網(wǎng)頻率、線電壓、電壓偏差； ·電壓不平衡度、負(fù)序電壓、負(fù)序電流。 電能質(zhì)量在線監(jiān)測單元，安裝在110 kV成武變電站10 kV II段母線，服務(wù)器安裝在監(jiān)控中心，是集通訊/數(shù)據(jù)庫/Web發(fā)布于一體的服務(wù)器，與變電站監(jiān)控單元間通過光纖進(jìn)行通訊傳輸數(shù)據(jù)，同時監(jiān)控數(shù)據(jù)通過Web服務(wù)器對MIS系統(tǒng)開放，支持Web瀏覽方式，做到數(shù)據(jù)共享，公司所

4、有局域網(wǎng)內(nèi)的微機，均可通過Web瀏覽進(jìn)行訪問，查看電能質(zhì)量分析的各種報表和數(shù)據(jù)，了解監(jiān)測點的電壓、電流波形、各次電流電壓的諧波分量等電能質(zhì)量情況。 2 變電站概況及監(jiān)測結(jié)果 該變電站有主變壓器2臺，容量均為31.5 MVA，110 kV母線、35 kV母線、10 kV母線均分段并列運行，有并聯(lián)補償電容器一組，容量為2700 kvar，正常運行方式為#2主變帶全站負(fù)荷。負(fù)荷主要是周圍一些工廠的工業(yè)用電、城市生活用電及周圍農(nóng)業(yè)負(fù)荷。工業(yè)用電主要集中棉廠、紗廠、變壓器廠、化工廠和木材加工廠等，這些也是該站主要的諧波源。 經(jīng)過3個月的連續(xù)監(jiān)測，對數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計，該監(jiān)測點監(jiān)測數(shù)據(jù)的部分統(tǒng)計報表，見表1&

5、quot;6。     3 對電能質(zhì)量的分析 根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和結(jié)果分析： 從諧波電壓總畸變率報表4可看出，該監(jiān)測點諧波電壓總畸變率嚴(yán)重超標(biāo)。國家標(biāo)準(zhǔn)為4%，實際情況為三相總畸變依次為：6.89%、6.50%、7.24%。對于并聯(lián)無功補償裝置，10 kV電容器應(yīng)進(jìn)行容量及參數(shù)計算，適當(dāng)改變電容參數(shù)，避免產(chǎn)生諧振，防止諧波對電容器造成損壞。對該站以后新增負(fù)荷時，應(yīng)嚴(yán)格控制諧波源，以免諧波分量進(jìn)一步提高，給電網(wǎng)造成較大的安全隱患。 從各次諧波電壓畸變率水平報表1可見：3次諧波含有率較高，A相為6.7%，其次是5、7次諧波，這對并聯(lián)無功補償電容器串聯(lián)電抗百分?jǐn)?shù)的選

6、擇，有重要的參考價值。 諧波電流均不超標(biāo)，主要諧波頻譜為：3、5、7、9次，這為諧波治理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 根據(jù)可判斷，該監(jiān)測點存在嚴(yán)重的3次諧波諧振現(xiàn)象，應(yīng)改變系統(tǒng)運行方式，分析并聯(lián)補償電容器對諧波的影響。 根據(jù)無功功率數(shù)據(jù)大小、方向及功率因數(shù)判斷，該站10 kV母線安裝的并聯(lián)無功補償裝置，其基波無功功率偏大（各種工況下功率因數(shù)基本保持1，某些工況下出現(xiàn)少量的無功倒送），因此，整體10 kV母線電壓偏高。 根據(jù)基波電壓最大最小值、電壓偏差最大最小值、零序負(fù)序電壓最大值、總諧波電壓畸變率最大值、各次諧波電壓、電流含量最大值、閃變最大值等參數(shù)判斷，檢測中出現(xiàn)過大的電網(wǎng)沖擊，10 kV母線接有大的沖

7、擊性負(fù)荷，或出現(xiàn)B相經(jīng)中間物接地現(xiàn)象（出現(xiàn)過很高的零序、負(fù)序電壓）。 根據(jù)電壓偏差可知各相電壓合格率，A相2.69%，B相97.8%,C相94.6%，A相合格率較低，且絕大部分為正偏差。 由以上分析可看出，該變電站存在嚴(yán)重的諧波污染，3次諧波存在諧振，并且10 kV并聯(lián)補償電容器對諧波有放大作用，應(yīng)調(diào)整其運行參數(shù)。 4 影響電能質(zhì)量的因素及其對策 影響電能質(zhì)量的主要因素是各種非線性用電設(shè)備、變壓器和各類鐵心電抗器，它們可分為以下幾類：電力電子裝置，這是最嚴(yán)重的諧波源。這些裝置在整流、逆變、調(diào)壓及變頻可程中產(chǎn)生大量的諧波；電弧爐，如煉鋼用的交流電弧爐；家用電器，如日光燈、電視機、調(diào)速風(fēng)扇、空調(diào)、電冰箱等；高新技術(shù)應(yīng)用的多種設(shè)備，如電子計算機，功率調(diào)節(jié)器、節(jié)能燈等。對110 kV成武站來說，周圍工廠的大量電力電子設(shè)備、各種大容量電動機是其最主要的諧波源，其次是大量城市生活用電設(shè)備等。 諧波不但影響用戶設(shè)備的正常運行，而且對電網(wǎng)設(shè)備和自動化裝置有很大的影響。諧波對電網(wǎng)自動化裝置的影響，應(yīng)改進(jìn)自動化裝置的制作工藝和工作原理，加強裝置的抗干擾能力，防