電網運行中電壓的調整問題研究

宋亞威 馬愛武

摘 要：在電網的運行過程中，通常需要使電壓保持在一定的變化范圍內，只有這樣才能避免對用電設備和電網造成損害。文章將就電壓調整的優(yōu)點，以及怎樣對電壓進行調整等進行闡述。

關鍵詞：電壓調整；電力系統

1 電力電壓調整簡介

電壓調整，調節(jié)電力系統的電壓，使其變化不超過規(guī)定的允許范圍，以保證電力系統的穩(wěn)定水平及各種電力設備和電器的安全、經濟運行。電壓是衡量電能質量的基本指標之一，是反映電力系統無功功率平衡和合理分布的標志。

2 電力系統電壓調整的原因

電壓調整，調節(jié)電力系統的電壓，使其變化不超過規(guī)定的允許范圍，以保證電力系統的穩(wěn)定水平及各種電力設備和電器的安全、經濟運行。電壓如果偏移過大，將會對電網造成嚴重的影響。文章將就電壓偏低和偏高原因和影響進行介紹。

2.1 電網電壓偏低的原因和造成的影響

我國的電網是經過多年的建設才達到今天的規(guī)模的，而早期建設的電網由于當時設計的結構不合理，導致一些線路供電范圍過大，同時由于當時電力電纜直徑過小，造成電壓消耗從而是電壓偏低，或者是由于電網補償的無功功率電源不足或是設備因維護不當造成無法使用。電網電壓偏低時將會造成發(fā)電機的出力的降低，異步電動機中定子繞組中電流增大并且壽命降低，還會造成照明系統中電燈功率下降，亮度的降低等等危害，更嚴重的是電壓偏低還有可能造成電網的崩潰造成人民生活的不便。

2.2 電網電壓偏高的原因和造成的影響

近些年來我國大力加快推進現代電網的建設，各種大裝機容量的發(fā)電站持續(xù)落成，這些大容量的發(fā)電機組直接并入電網，向外輸送500kV的超高壓，由于這些超高壓的并入造成電網線路充電功率較大，從而造成220kV～500kV超高壓電網內無功過剩，進而造成電網電壓偏高。當電網電壓偏高時，將會造成用電設備絕緣保護層加速老化，從而使設備的使用年限大幅降低，同時電壓的偏高還會使變壓器電動機等的壽命降低，照明設備的損耗率大幅上升，從而對居民的生產生活造成很大的影響。

3 對電壓進行調整的方式與措施

造成電網電壓變化的原因是多方面的，下面將就電網電壓調整的方式與措施進行介紹。

電網電壓可以通過逆調壓、恒調壓、順調壓三種方式進行調壓。逆調壓是指電網高峰負荷時升高配電變壓器二次側母線的電壓，低谷負荷時降低配電變壓器二次側母線的電壓一種調壓方式。順調壓是指在最大負荷時允許中樞點電壓低一些，在小負荷時允許中樞點電壓高一些的調壓方式。恒調壓調壓方式是指不必隨負荷變化來調整中樞點電壓仍可保證負荷點的電壓質量，這種方式被稱為恒調壓方式。對電力系統的電壓調整可以有多種方法：

3.1 從發(fā)電機端進行調整，這種方法是最方便也是最實惠的，發(fā)電機調壓主要是為了滿足就近調壓的要求，在最大負荷時，發(fā)電機端電壓提高5%，最小負荷時保持額定。通過這種方法，不需要再添加其他的設備，這種調整方式是通過調節(jié)勵磁來實現的，在現今所采用的同步發(fā)電機中可以進行在額定功率上下5%的范圍內進行調節(jié)。在發(fā)電機將發(fā)出的電力直同用戶使用的電路中且并未通過變壓器升壓的情況下，當從發(fā)電地點到用戶處經過的長距離的輸送從而造成電網電壓的降低。發(fā)電機調壓的優(yōu)缺點，發(fā)電機端電壓有上限，因此可能無法滿足負荷側電壓不變的要求，調壓能力有限，并且線損和負荷間近似呈二次曲線關系，負荷增大會使線損迅速增大，而發(fā)電價無功出力增大很快，可能超過發(fā)電機的允許容量。

3.2 可以采用調整變壓器變比的方法來進行調整，通過調整變壓器分接頭來改變變壓比來改變負荷節(jié)點電壓，實質上是改變了無功功率的分布。變壓器調壓的優(yōu)缺點：（1）變壓器本身不是無功功率電源，因此從系統角度來看，通過控制變壓器變比來改變負荷節(jié)點電壓，實質上是改變了無功功率的分布；（2）變壓器調壓是以電力系統無功功率電源充足為基本條件的，在系統無功功率電源不足的情況下，僅靠改變變比調壓是達不到控制電壓低的效果。

3.3 可以采用并聯電容補償調壓的方式，并聯電容補償調壓的原理是通過改變功率因數，減少通過輸電線路上無功功率來達到調壓目的的。并聯電容補償調壓的優(yōu)缺點如下，并聯補償是系統中非常有效的無功補償手段，這些設備一般都是靜止元件，具有有功損耗小，適合于分散安裝等優(yōu)點。普通并聯電容器只能對無功功率實施有級調節(jié)，SVC等新型補償設備可以實現對無功的平滑調節(jié)，并聯補償設備的主要問題在于同步調相機外，均為負調壓特性，補償容量與其裝設地點端電壓平方成正比，在電壓較低時補償容量下降，不利于電壓的恢復。還可以采用并聯電抗器調壓，電抗器所起的作用，減輕空載或輕載線路上的電容效應，以降低工頻暫態(tài)過電壓，用以改善長距離輸電線路上的電壓分布，可以使輕負荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動，同時也減輕了線路上的功率損失，當在大機組與系統并列時，降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機同期并列，還可以防止發(fā)電機帶長線路可能出現的自勵磁諧振現象。當采用電抗器中性點經小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便于采用單相快速重合閘。

3.4 可以采用適當減小系統的阻抗的方式。以前建設的電網由于當時電纜制造工藝的問題導致當時采用的都是小直徑的電纜，這些小直徑的電纜造成電壓損耗過大，因此，對于城網內電網的改造要加快進行。

3.5 還可以采用組合調壓的方式，組合調壓是指采用多種調壓方式相結合，從而達到調壓的目的，由于各種調壓方式各有優(yōu)缺點，采用綜合調壓的方式可以將各個調壓方式優(yōu)缺點結合。

3.6 可以采用改變網絡參數進行調壓，如串聯電容器、投停并列運行變壓器，投?？蛰d或輕載高壓線路調壓，特殊情況下有時采用調整用電負荷或限電的方法來調整電壓。

4 在不同的時段根據情況靈活調整電壓

4.1 工作日時對電壓的調整

在平日工作日的時間里，電壓變化曲線大多會遵循一定的規(guī)律，這種變化據統計主要是由用戶負荷和輸送線上功率的變化引起的。由于這種變化總是會遵循一定的規(guī)律，因此應對起來相對容易，但是電壓調整一定要及時到位。

4.2 節(jié)假日時對電壓調整

工作日時電壓變化具有一定的規(guī)律只要把握好就可以相對容易的解決電壓調整問題，與工作日需要調高電壓不同，在節(jié)假日則表現為整個電網的電壓普遍高，當然也不排除其中某些地區(qū)的電壓下降嚴重。造成電網電壓升高的原因是節(jié)假日全電網的用電負荷下降從而導致了電網電壓的升高。在對節(jié)假日電壓的調節(jié)上需要時刻關注，隨時進行調壓，保證供電網絡的正常進行。

5 結束語

電壓調整，調節(jié)電力系統的電壓，使其變化不超過規(guī)定的允許范圍，以保證電力系統的穩(wěn)定水平及各種電力設備和電器的安全、經濟運行。電壓是衡量電能質量的基本指標之一，保障符合規(guī)范的電網電壓對居民的生產生活有著重要的意義，因此工作人員需要對電網電壓變化規(guī)律進行歸納，采用多種方式，切實做好電壓調整保障工作。

參考文獻

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