影響電能質(zhì)量的因素及改善措施

李洪越

摘 要：我國電力行業(yè)不斷發(fā)展，用戶與電力企業(yè)之間的矛盾不再是電能數(shù)量，而是電能質(zhì)量。對電能質(zhì)量實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確全面地進(jìn)行分析，進(jìn)而采取合理措施實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的改善和治理已顯得十分必要。本文綜述了電能質(zhì)量的衡量指標(biāo)，對電能質(zhì)量的影響因素進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了電能質(zhì)量的改善措施，旨在為研究電能質(zhì)量的提高提供一些參考。

關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；因素；改善措施；

中圖分類號：TM60 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-06-00-01

電能是一切行業(yè)中的基本能源，用電企業(yè)從供電企業(yè)所獲得的電能的質(zhì)量直接決定著企業(yè)的生存發(fā)展。隨著微電子與電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對電能質(zhì)量的要求也越來越高。通常電能質(zhì)量分為電流質(zhì)量、電壓質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。以電力電子裝置為代表的一些沖擊性、非線性負(fù)荷的廣泛使用，使得電網(wǎng)受到諧波的污染越來越嚴(yán)重，很多電壓瞬變現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)；另外，由于很多基于計(jì)算機(jī)以及微處理控制器等精密儀器于設(shè)備的廣泛使用，用戶對電能質(zhì)量有了越來越高的要求。

一、電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（一）電力系統(tǒng)頻率偏差標(biāo)準(zhǔn)。我國電力系統(tǒng)采用的是頻率為50Hz的電流，所以制造用電設(shè)備時(shí)也都是按照50Hz的額定頻率標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造的。電力系統(tǒng)頻率偏差標(biāo)準(zhǔn)（GB/T15945—2008）對電力系統(tǒng)中頻率偏差的限值做了明確規(guī)定。電力系統(tǒng)頻率偏差的范圍是50±0.2Hz。用戶沖擊負(fù)荷組成的系統(tǒng)頻率變動一般不超過±0.2Hz；當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差值可以放寬到±0.5Hz。

（二）供電電壓偏差標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，額定電壓上下的7%范圍的偏差值都是可以的。供電電壓偏差標(biāo)準(zhǔn)（GB/T12325—2003）規(guī)定，高于35kV的供電電壓的電壓偏差值不超過10%；低于20kV的三相供電電壓的電壓偏差不超過7%；220V的單相供電電壓的電壓偏差在-10%～+7%范圍內(nèi)波動。

（三）三相電壓不平衡標(biāo)準(zhǔn)。三相電壓不平衡標(biāo)準(zhǔn)（GB/T15543—2008）規(guī)定了在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)可以存在三相電壓的不平衡情況，并對三相電壓的不平衡度的限值做了規(guī)定，即負(fù)序電壓不平衡度小于2%，短時(shí)小于4%。

（四）電壓波動和閃變標(biāo)準(zhǔn)。電壓波動和閃變標(biāo)準(zhǔn)（GB/T12325—2003）對電壓閃變于波動的允許值做了限定。例如當(dāng)供電電壓大于110kV時(shí)，閃變限值為0.8；當(dāng)供電電壓小于或者等于110kV時(shí)，閃變限值為1。

二、影響電壓質(zhì)量的因素

（一）電網(wǎng)架構(gòu)仍然不完善。改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，導(dǎo)致出現(xiàn)了很多地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡的情況，特別是對于新興的工業(yè)區(qū)，由于這些工業(yè)區(qū)是是剛剛興起的，短時(shí)間內(nèi)的用電量劇增，造成線路過負(fù)荷的現(xiàn)象出現(xiàn)。

（二）系統(tǒng)本身接有整流器、電弧爐、單相負(fù)荷、大功率電動機(jī)等干擾性負(fù)荷。這些負(fù)荷會對電網(wǎng)產(chǎn)生的負(fù)面影響有無功沖擊、諧波、負(fù)序等，并且這些負(fù)面影響還可以經(jīng)過公共連接點(diǎn)影響其他終端用戶。

（三）季節(jié)對電力供應(yīng)的影響較大。電力負(fù)荷會隨用戶生產(chǎn)流程與晝夜、季節(jié)的變化而改變。用電負(fù)荷越低電壓越高，用電負(fù)荷越高電壓越低，導(dǎo)致不同季節(jié)、不同時(shí)間中用電量峰谷負(fù)荷的懸殊，從而引起電壓波動較大，不能夠提供穩(wěn)定的運(yùn)行電壓。

（四）設(shè)備問題。配網(wǎng)380/220V線路、10kV線路以及運(yùn)行時(shí)間長、配電設(shè)備數(shù)量巨大的線路設(shè)備數(shù)量很多，要對改造量殘舊設(shè)備與線路需要按輕重緩急按計(jì)劃分年分批進(jìn)行，在一定程度上阻礙了電壓質(zhì)量的提高。

（五）干擾系統(tǒng)，造成斷電或電壓變動的因素很多，如雷電、樹枝影響、外力破壞、電容器投切、配電設(shè)備故障、線路切換等，這些因素甚至?xí)ο噜従€路造成影響，造成有害影響的蔓延。

三、提高電能質(zhì)量的有效措施

（一）加強(qiáng)對農(nóng)網(wǎng)的改造。農(nóng)村電網(wǎng)用電具有一定的特殊性，造成其配變負(fù)荷與高低壓線路較重，進(jìn)而降低了電壓的合格率。配電網(wǎng)架差，自然能耗高，負(fù)荷率低。配變布點(diǎn)少，配電設(shè)備老化，供電半徑長且線徑小。降低線損是供電企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益最直接也是最根本的手段。

（二）降低電壓閃變與波動的技術(shù)措施。1、在電源側(cè)解決的技術(shù)措施。在用戶業(yè)務(wù)增容與擴(kuò)充時(shí)，對于大容量設(shè)備的相關(guān)的啟動方案與供電電壓等級應(yīng)當(dāng)合理選擇，如經(jīng)過計(jì)算選擇高一級或高兩級的電壓為電弧爐、軋鋼機(jī)等具有大的波動負(fù)荷與沖擊負(fù)荷的設(shè)備供電。2、在用戶側(cè)解決的技術(shù)措施。對于用戶的特殊要求，應(yīng)將電壓水平維持在一個(gè)可控制的范圍之內(nèi)，要求其在敏感負(fù)荷點(diǎn)安裝可控硅控制補(bǔ)償器（TSC）與不間斷供電電源（UPS）來平滑電壓波形。隨時(shí)利用動態(tài)電壓恢復(fù)裝置（DVR）檢測電源狀況，并為使電壓維持在一個(gè)滿足正常工作的合格水平，應(yīng)依照設(shè)定的電壓曲線進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

（三）解決三相不平衡問題的措施。由于電網(wǎng)不合理的負(fù)荷配置，用戶受單相或兩相負(fù)荷的影響，這些都會導(dǎo)致三相電壓不平衡。而對于單相負(fù)荷，供電部門可以通過適當(dāng)改變負(fù)荷，來解決電網(wǎng)的三相電壓的平衡問題；又如鐵路部門的使用兩相負(fù)荷電力機(jī)車，因?yàn)槠湄?fù)荷比較大，產(chǎn)生的負(fù)序電壓以及負(fù)序電流會引起公用電網(wǎng)的三相電壓嚴(yán)重不平衡。

（四）電網(wǎng)電壓的二次調(diào)整。對電網(wǎng)電壓進(jìn)行二次調(diào)整的方式有助于穩(wěn)定供電電壓，更好地滿足用戶的要求。這種調(diào)整方式的優(yōu)點(diǎn)是可以按照穩(wěn)定電網(wǎng)供電電壓的要求，充分合理等分配無功補(bǔ)償裝置的無功容量，維持供電區(qū)電壓水平基本恒定。

（五）針對外部因素采取的措施：首先是降低裝置對電能質(zhì)量問題的敏感性，主要是安裝補(bǔ)償裝置在用戶側(cè)的關(guān)鍵負(fù)荷或者敏感負(fù)荷處，對單個(gè)負(fù)荷這種方法會有明顯與直接的效果，但是因?yàn)檠a(bǔ)償裝置的容量和價(jià)格的限制，也限制了其應(yīng)用范圍。

隨著電力電子與信息技術(shù)在社會各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，用電設(shè)備不斷增多，新型的用電設(shè)備也對電能質(zhì)量提出了新的要求，一些新型電力負(fù)荷對電能質(zhì)量有了越來越高的要求，用戶和電力企業(yè)都非常關(guān)心的問題就是電能質(zhì)量。這樣確保電能質(zhì)量對用電單位與供電單位提出了新的要求。本文通過對產(chǎn)生電能質(zhì)量問題的多種因素進(jìn)行分析，對電能質(zhì)量的分析方法進(jìn)行了總結(jié)，對怎樣提高電能質(zhì)量，提出了一些建設(shè)性意見。針對電能質(zhì)量問題，我們要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，隨時(shí)檢測電能質(zhì)量，用科學(xué)的方法解決問題，這將是今后解決電能質(zhì)量問題的最根本途徑。

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