電壓質(zhì)量問題原因及應(yīng)對措施

電壓質(zhì)量問題原因及應(yīng)對措施摘要：電壓質(zhì)量關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行及用戶的用電質(zhì)量，因此，對出現(xiàn)電壓質(zhì)量問題的原因進行分析，并優(yōu)化電壓質(zhì)量十分重要。本文闡述了電壓質(zhì)量問題的概況，對出現(xiàn)電壓質(zhì)量問題的原因進行了分析，并就此提出了電壓質(zhì)量的優(yōu)化策略，以期能為有關(guān)需要提供幫助。關(guān)鍵詞：電壓質(zhì)量問題；原因；優(yōu)化策略0引言隨著人們生活水平的日益提高，人們對生活質(zhì)量的要求也越來越高，對電能質(zhì)量的要求也日益提高。而電壓質(zhì)量作為電能質(zhì)量的重要指標之一，其好壞關(guān)系到電網(wǎng)的經(jīng)濟性能及正常運行，并且對人們的日常生活質(zhì)量有著重要的影響。因此，必須要對電壓質(zhì)量問題進行分析，并探討電壓質(zhì)量的優(yōu)化策略，從而提高電壓質(zhì)量，保證電網(wǎng)的安全運。1電壓質(zhì)量問題的概述自《電力法》在我國頒布以后，電力就作為一種特殊商品進入了市場，用戶對電力這種特殊商品可以進行自主選擇及監(jiān)督，對因供電企業(yè)責任而給自身造成的經(jīng)濟損失（如電壓質(zhì)量異常而造成用電設(shè)備的損壞），還可以追究供電企業(yè)的責任。確保配電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性和自動化水平是供電企業(yè)長期以來的重要任務(wù)，電力從業(yè)者從20世紀80年代就已經(jīng)意識到配電網(wǎng)運行中存在的潛在問題（如配電網(wǎng)規(guī)劃不合理、配電設(shè)備比較老舊等），因此很多全國性電力大會都以如何改造配電網(wǎng)為會議主題，并且制定了多種更改計劃。就我國的實際情況而言，6kV和10kV配電網(wǎng)的規(guī)模巨大且負荷情況復(fù)雜，其電壓質(zhì)量的改善顯得尤為重要。當長期以來，我國對6kV和10kV配電網(wǎng)的建設(shè)認識不到位，它們的建設(shè)和發(fā)展嚴重滯后于輸電網(wǎng)，這使得電壓質(zhì)量長期達不到合格標準，影響了經(jīng)濟和社會的發(fā)展。一般而言，電壓質(zhì)量問題主要受到短時間電壓變動和長時間電壓變動的影響，因此本文將就這兩種情況進行重點探討。1.1短時間電壓變動造成短時間電壓變動的原因比較復(fù)雜（如大容量負荷啟動、系統(tǒng)故障、與電網(wǎng)松散連接的間歇性負荷運作等），它可能引發(fā)電壓跌落或暫時過電壓，嚴重時還會使電壓完全損失。不管電力系統(tǒng)故障發(fā)生在解決關(guān)心點還是遠離關(guān)心點，只要在保護裝置動作沒有將故障清除前，都將對電壓產(chǎn)生短時沖擊影響，從而引發(fā)短時間電壓變動。按照持續(xù)時間的長短，短時間電壓變動還可以被劃分為瞬時電壓變動、暫時電壓變動和短時電壓變動等三種類型。1.2長時間電壓變動在工頻條件下電壓均方根值偏離了額定值，此種偏離現(xiàn)象超過1min就將其稱為長時間電壓變動，它可能是欠電壓可能是過電壓。一般情況下，電力系統(tǒng)故障是不會引發(fā)欠電壓或過電壓的，它們主要是由于系統(tǒng)的開關(guān)操作或負荷變動而引起的。下表分別對欠電壓、過電壓、電壓不平衡、持續(xù)中斷等各種長時間電壓變動現(xiàn)象進行簡單的闡述。2出現(xiàn)電壓質(zhì)量問題的原因電壓質(zhì)量問題比較復(fù)雜，造成其發(fā)生的原因也是多種多樣，筆者歸納了一下，大體上包括電力系統(tǒng)設(shè)備的非線性特性、非線性負載、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不合理、電力系統(tǒng)運行的故障及其他因素，下面分別對它們進行闡述（見下圖）。2.1電力系統(tǒng)設(shè)備的非線性特性在大量電力電子裝置投入運行前，電力變壓器和發(fā)電機（公用電網(wǎng)的電源）是電力系統(tǒng)中最主要的諧波源。在電力系統(tǒng)實際運行中，受到多種因素的影響，發(fā)電機的感應(yīng)電動勢不是理想的正弦波，因此其輸出電壓中勢必會包含一定的諧波。而電力變壓器勵磁回路的非線性是引發(fā)諧波電流產(chǎn)生的主要原因，故變壓器諧波電流的大小和變壓器的連接方式、變壓器鐵心的飽和程度、變壓器鐵心的結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)。2.2非線性負載非線性負載在生活和工業(yè)用電負載中占了較大的比重，它是電力系統(tǒng)諧波的主要來源。作為最主要的非線性負載，電弧爐的諧波由起弧的時延和電弧的嚴重非線性引起，電弧長度的隨機性和不穩(wěn)定性造成電流諧波頻譜的復(fù)雜性，同時也會引發(fā)嚴重的諧波電流（含量最高的3次諧波還會引發(fā)諧振而放大諧波，從而引發(fā)電壓波形的嚴重畸變）。近年來變頻裝置和電功率整流裝置在我國工業(yè)生產(chǎn)中得到了極為廣泛的應(yīng)用，使得非線性負載所產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)造成了極大的污染，降低了功率因素。2.3電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不合理在規(guī)劃初期，我國不少地區(qū)（尤其是農(nóng)村和山區(qū)供電線路）的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)都存在布局不合理的問題，如供電導(dǎo)線截面偏小、供電線路迂回嚴重、變壓器布點不科學、供電半徑偏大等比比皆是，這些問題加大了線路的電壓損耗，嚴重時會引發(fā)線路末端電壓的嚴重偏低。2.4電力系統(tǒng)運行的故障電力系統(tǒng)在運行過程中受到內(nèi)外部因素的影響會發(fā)生各種運行故障，而這些運行故障也是引發(fā)電壓質(zhì)量問題的重要因素，如誤操作、雷擊跳閘、短路故障、故障保護裝置中電力電子設(shè)備的啟動、勵磁系統(tǒng)工作狀態(tài)的改變等。2.5其他原因除了上述幾種原因外，部分配電線路帶有多臺大容量電動機、配電變壓器數(shù)量過多、配變和電動機設(shè)施落后、配電線路帶有變化迅速的工業(yè)負荷等因素都會引發(fā)電壓質(zhì)量問題。此外，在南方不少地區(qū)的配電線路中有小水電站分布，在豐水期這些小水電站的同時工作也會造成線路電壓的嚴重偏高。3提升電壓質(zhì)量應(yīng)用對措施傳統(tǒng)提升配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的措施，是局部并聯(lián)電容器組或調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭，但是傳統(tǒng)方法的局限性比較明顯，因此此后一些現(xiàn)代方法被陸續(xù)采用并取得不錯效果。3.1傳統(tǒng)方法的應(yīng)用1）局部并聯(lián)電容器組。局部并聯(lián)電容器組的調(diào)節(jié)方式可以對系統(tǒng)的無功功率進行補償，因此對電壓偏低的問題可以進行良好解決，但此種方式的缺陷是無法解決輕載電壓偏高的問題。2）調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭。此種調(diào)節(jié)方式可以確保電壓的穩(wěn)定，但缺陷是不能夠改善系統(tǒng)無功需求平衡狀態(tài)，同時可能對變壓器運行的可靠性產(chǎn)生影響。3.2用戶電力技術(shù)的應(yīng)用作為將計算機、電力電子和控制等高新技術(shù)運用于中低壓配電網(wǎng)的一項先進技術(shù)，用戶電力技術(shù)能夠完美解決電壓波動和閃邊、諧波畸變及電壓不對稱等問題，從而對電壓質(zhì)量進行提升。在改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量時，用戶電力技術(shù)中涉及到的裝置主要包括如下幾類：動態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR），其用途是對敏感負荷（如半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家）進行電源電壓波動和閃變的補償；固態(tài)電子轉(zhuǎn)換開關(guān)（SSTS），其用途是克服傳統(tǒng)機械開關(guān)反應(yīng)慢的缺陷來保障雙回線路的快速切換；靜止調(diào)相機（STATCOM），其用途是對動態(tài)非線性負載（如電弧爐）進行系統(tǒng)功率因素和電壓的調(diào)節(jié)；不間斷穩(wěn)壓電源（UPS），其用途是對重要負荷（如醫(yī)院）進行電源電壓波動和閃變的補償。3.3制度手段的應(yīng)用前面兩種方法都是從技術(shù)手段著手，探討如何通過采用相應(yīng)的技術(shù)方法來對電壓質(zhì)量進行提升。事實上，電壓質(zhì)量的提升是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，與制度和技術(shù)兩個層面息息相關(guān)，因此這里將探討制度手段的應(yīng)用。（1）需求側(cè)管理的強化電力企業(yè)可以從如下方面來強化需求側(cè)管理：臺區(qū)用戶錯峰用電管理工作的開展，積極鼓勵和引導(dǎo)小型加工等較大負荷用戶進行錯峰用電，確保生產(chǎn)和生活用電的穩(wěn)定性和安全性;對分相用電量進行統(tǒng)計分析，定期測量臺區(qū)三相不平衡且對單相負荷所接相別進行調(diào)整，從而對三相不平衡度進行控制；強化營銷數(shù)據(jù)的采集和分析工作，切實開展精細化營銷；對低壓用戶裝接容量進行確定，宣傳和鼓勵用戶采用節(jié)能電器［7］。（2）設(shè)備運行維護工作的強化電力企業(yè)可以從如下方面來強化設(shè)備的運行維護工作：構(gòu)建完善的電壓無功設(shè)備運行維護管理制度，一旦發(fā)現(xiàn)電壓無功設(shè)備存在缺陷或故障要及時處理，確保電壓無功設(shè)備的完整性和正常工作；構(gòu)建“低電壓”配電臺區(qū)臺賬，結(jié)合配變停電檢修計劃，確保在負荷高峰來臨前對配電分接頭進行調(diào)整；強化電網(wǎng)調(diào)度的電壓管理，對變電站電壓控制情況進行及時的分析，并且及時投退電壓無功設(shè)備。（3）低壓用戶優(yōu)質(zhì)服務(wù)工作的強化電力企業(yè)要為低電壓用戶構(gòu)建完善的檔案，一旦發(fā)生低電壓投訴事件要及時派專人負責，對低電壓發(fā)生的原因進行查找并及時處理；設(shè)立低電壓投訴點，允許用戶通過電話進行低電壓事件的投訴，并且構(gòu)建完善的投訴處理機制，確保用戶反映的低電壓問題能夠及時得到解決。（4）低電壓監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的強化電力企業(yè)要構(gòu)建完善的電網(wǎng)電壓質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和管理平臺，對電壓監(jiān)測裝置進行定期維護和檢查，一旦發(fā)現(xiàn)電壓監(jiān)測裝置存在缺陷要及時處理或更換；開展低壓用戶典型日電壓曲線繪制工作，對配電臺區(qū)的運行規(guī)律進行研究，并且不定期開展低電壓情況的抽查和普查工作。（5）電壓質(zhì)量考評指標的制定電力企業(yè)在對電網(wǎng)電壓質(zhì)量進行考評時，主要從如下四個指標來衡量：綜合電壓合格率＞98%，A類電壓合格率＞98%（按變電站考核），C類電壓合格率＞96%（按10kV配電線路考核），D類電壓合格率＞96%（按低電壓戶考核）。電力企業(yè)在對電網(wǎng)電壓質(zhì)量管理情況進行考核時，主要從如下四個指標來衡量：低電壓客戶比率＜5%，低電壓投訴事件環(huán)比＜5%（純管理層面原因），低電壓投訴處理率100%（純管理層面原因），低電壓投訴回訪率100%。將上述四項指標分解到變電站、配電線路、配變臺區(qū)，分層、分級統(tǒng)計和考核。（6）電壓質(zhì)量指標的分級控制電力企業(yè)要根據(jù)電壓質(zhì)量管理職責的范圍，對電壓質(zhì)量指標進行“分級、分壓、分線、分臺區(qū)”管理控制，在原A、C、D類電壓監(jiān)測分析、供電區(qū)指標考核的基礎(chǔ)上，推行“線變”（高低壓配電線路、配變臺區(qū)）責任制。此外，要對重點治理的低電壓整治典型臺區(qū)和低電壓投訴點進行全過程跟蹤管理與考核。4結(jié)語綜上所述，電壓質(zhì)量與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行及人們的正常生活用電息息相關(guān)。電力企業(yè)單