淺析電能質(zhì)量治理與節(jié)能降耗的相互關(guān)系

沈嘉

摘要：電能是一種實(shí)用，清潔并且經(jīng)濟(jì)的能源，有效的提高電能質(zhì)量對(duì)穩(wěn)定電氣設(shè)備的運(yùn)行以及提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)都有著非常重要的意義，同時(shí)電能質(zhì)量治理還和節(jié)能降耗有著非常緊密的聯(lián)系。本文主要分析了電能質(zhì)量治理與節(jié)能降耗的相互關(guān)系，并且就如何更好的質(zhì)量電能質(zhì)量給出了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞；電能質(zhì)量質(zhì)量；節(jié)能降耗；相互關(guān)系

中圖分類號(hào)：TM71 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2017）01-160-02

前言

電能質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)，日常生活，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及節(jié)能降耗都有著非常緊密的聯(lián)系，現(xiàn)階段伴隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大以及人們用電量的不斷增多，電能的質(zhì)量問(wèn)題便成了人們關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題，因此需要人們?cè)黾訉?duì)電能質(zhì)量治理以及節(jié)能降耗的重視。電能質(zhì)量治理與節(jié)能降耗的相互關(guān)系

1.1節(jié)能降耗和電壓之間的關(guān)系

電壓質(zhì)量的一個(gè)明顯的特征就是電壓偏差，即系統(tǒng)額定電壓同實(shí)際電壓之間形成的偏差。電壓偏差不僅僅會(huì)影響著例如電力電容器，電壓器，異步電動(dòng)機(jī)等用電設(shè)備的具體節(jié)能降耗效果，同時(shí)還會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)一定的影響。

其一，異步電動(dòng)機(jī)受電壓的一些影響。異步電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生的損耗主要分為可變損耗以及空載損耗這兩個(gè)部分，其中空載損耗和電壓的平方形成一種正比例關(guān)系，而可變損耗則和電壓的平方形成一種反比例關(guān)系。因此可以證明，異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的損耗不僅僅和電壓有關(guān)，還和可變損耗以及空載損耗的實(shí)際比例有關(guān)。當(dāng)遇到供電電壓相對(duì)比較低的情況，負(fù)荷就會(huì)較大，尤其是在滿載運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷就會(huì)更大，這樣就會(huì)導(dǎo)致異步電動(dòng)機(jī)中的定子電流也跟著增大，這樣不論是轉(zhuǎn)子繞組還是定子繞組，造成的損耗都會(huì)增大，從而使電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率損耗得到增加。當(dāng)遇到三項(xiàng)電壓出現(xiàn)不平衡情況時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)就會(huì)產(chǎn)生不平衡電流，從而使負(fù)序分量產(chǎn)生，在負(fù)序分量的作用下形成負(fù)序磁場(chǎng)導(dǎo)致?lián)p耗增加。

其二，電力電容器受電壓的影響。電力電容器一般情況下為并聯(lián)電容器，它提供的無(wú)功功率數(shù)值同電壓的平方形成一種正比例關(guān)系，同并聯(lián)的電容器容抗形成一種反比例關(guān)系。當(dāng)遇到電壓發(fā)生下降的情況時(shí)，由電容器提供的無(wú)功功率就會(huì)快速降低，這樣整個(gè)系統(tǒng)的損耗就會(huì)大幅度增大。如果遇到電壓過(guò)高的情況，電容器的實(shí)際使用壽命將無(wú)法得到保障。

其三，輸電線路的實(shí)際損耗受到電壓的影響。在保持輸出功率不發(fā)生改變的情況下時(shí)，輸電線路的電流數(shù)值會(huì)和正在運(yùn)行的電壓形成一種發(fā)比例的關(guān)系。電網(wǎng)在處于低壓運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)，線路中的電流就會(huì)增大。而變壓器繞組以及線路的有功損耗又和電流的平方形成一種正比例的關(guān)系，所以在處于低壓運(yùn)行時(shí)，不論是電網(wǎng)的無(wú)功功率還是有功功率損耗都會(huì)得到大幅度增加，從而使供電成本增加。

1.2節(jié)能損耗同無(wú)功之間的關(guān)系

電網(wǎng)中存在的電力負(fù)荷，例如變壓器，電動(dòng)機(jī)，這些大部分都屬于感性負(fù)荷，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中這些設(shè)備都需要一定的無(wú)功功率的提供，在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償之后，無(wú)功功率就會(huì)減少，無(wú)功功率的減少就會(huì)使電能損耗得到減少，從而達(dá)到節(jié)能減耗的效果。

其一，線路損耗受無(wú)功的影響。很多的感性負(fù)載會(huì)存在于線路的負(fù)載中，如果要輸送相同數(shù)量的有功功率，負(fù)載電流數(shù)值提升，線路損耗就會(huì)增加，因此如果想要有效的減低線路中的損耗，就需要將線路中的負(fù)載電流減少。

其二，異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際損耗受到線路損耗的影響。異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中需要無(wú)功的多少主要由各轉(zhuǎn)子以及定子之間的氣隙來(lái)決定的。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)在運(yùn)行中消耗的無(wú)功功率是，異步電動(dòng)機(jī)在有一定負(fù)載之下消耗的無(wú)功功率和空載下消耗的無(wú)功功率的總和，所以如果想要有效的減低異步電動(dòng)機(jī)的損耗，就需要對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行一定的無(wú)功補(bǔ)償。

1.3節(jié)能降耗和諧波之間的相互關(guān)系

其一，電力電壓器受到諧波的影響。電力電壓器在實(shí)際的運(yùn)行中，其一，諧波電流的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生的銅耗增加，銅耗增加就會(huì)導(dǎo)致噪聲過(guò)大，局部過(guò)熱，一些繞組會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱等現(xiàn)象。其二，諧波電壓會(huì)形成附加損耗，這些附加損耗會(huì)導(dǎo)致變壓器的渦流以及磁滯出現(xiàn)的損耗增加，這樣絕緣材料需要承擔(dān)的實(shí)際電氣應(yīng)力就會(huì)隨之增加，從而導(dǎo)致絕緣的介質(zhì)會(huì)增大以及絕緣局部會(huì)形成防電。如果繞組是以三角形的形狀連接而成的，諧波會(huì)在繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，從而導(dǎo)致繞組的溫度快速升高，損耗急速增大。

其二，電力電纜形成損耗受到諧波的影響。諧波的作用會(huì)導(dǎo)致發(fā)生泄漏的電流升上，這樣就會(huì)導(dǎo)致干式電纜的一些局部地區(qū)放電得到快速增加，溫度也會(huì)提升，這樣電纜所產(chǎn)生的輸電損耗以及介質(zhì)損耗都會(huì)得到增大。另外，諧波還會(huì)對(duì)電纜周圍分布的電容產(chǎn)生影響，從而使諧波電流增大，這樣在系統(tǒng)處在負(fù)荷的低谷時(shí)，系統(tǒng)電壓會(huì)得到上升，諧波電壓也會(huì)跟著上升，從而導(dǎo)致電纜產(chǎn)生的損耗增加。

2.電能質(zhì)量治理的建議

2.1有效的使電壓質(zhì)量提高，控制電壓偏差

有效提升電壓質(zhì)量的方法有很多，例如，其一，可以對(duì)電網(wǎng)的供電電壓進(jìn)行有效的調(diào)整，具體的做法可以有，①將有載變壓器的分接開關(guān)的等級(jí)進(jìn)行有效的調(diào)整，從而有效的控制各級(jí)母線之間的偏差。②還可以對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行調(diào)整，即可以投切并聯(lián)電抗器，并聯(lián)電容器，靜止補(bǔ)償器以及調(diào)整發(fā)電機(jī)等。③可以將網(wǎng)路參數(shù)進(jìn)行改變，如可以停或者投并列的變壓器，或者進(jìn)行串聯(lián)電容器的裝設(shè)。④可以對(duì)電網(wǎng)的具體運(yùn)行方式進(jìn)行合理的改變，從而使無(wú)功功率和有功功率之間實(shí)現(xiàn)重新分配。

其二，對(duì)供電電壓的等級(jí)進(jìn)行合理的選擇。在進(jìn)行電網(wǎng)供電規(guī)劃工作時(shí)，需要結(jié)合供電距離以及用電的負(fù)荷大小等一些情況來(lái)對(duì)供電電壓進(jìn)行合理的選擇，從而起到節(jié)能降耗的作用。如果在其他條件都不發(fā)生改變的情況下，適當(dāng)提高供電電壓的等級(jí)，就會(huì)起到降低損耗的作用。例如，如果將35kv的供電電壓提升到110kv，那么供電的電流數(shù)值就會(huì)減少三倍，則供電線路的損耗數(shù)值就會(huì)降低9倍。

2.2合理進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償

就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)姆绞接腥N，具體是指跟蹤無(wú)功補(bǔ)償，隨機(jī)無(wú)功補(bǔ)償以及隨器無(wú)功補(bǔ)償，其中進(jìn)行隨機(jī)無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒?，用電?dòng)機(jī)和低壓電容器進(jìn)行并聯(lián)，然后在借助保護(hù)，控制裝置與電動(dòng)機(jī)，同時(shí)進(jìn)行投切。進(jìn)行隨器無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w做法為，以低壓保險(xiǎn)為通道，在變電變壓器的二次側(cè)用低壓電容器進(jìn)行連接，這樣可以有效的補(bǔ)償配電電壓器運(yùn)行時(shí)的空載無(wú)功。

2.3對(duì)諧波進(jìn)行治理和抑制

其一，可以采用有效縮減電源間和用電設(shè)備之間距離的方法來(lái)對(duì)諧波進(jìn)行治理，即要將系統(tǒng)的阻抗降低，，采取的具體做法是將供電電壓等級(jí)以及供電電源容量提升，從而使那些非線性的用電設(shè)備抵抗諧波干擾的能力得到提升。然而這種抑制諧波的方法投資成本相對(duì)比較大，需要對(duì)電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)行統(tǒng)一整體的規(guī)劃。其二，可以采取將諧波進(jìn)行有效隔離的方法。因?yàn)橹C波的產(chǎn)生不僅會(huì)對(duì)本級(jí)電網(wǎng)產(chǎn)生影響，同時(shí)還會(huì)在變壓器的作用下對(duì)其他級(jí)的網(wǎng)造成一定的影響。因此可以采取將發(fā)生的九次，三次零序分量諧波同上級(jí)網(wǎng)隔開的方式，從而減少諧波對(duì)其他級(jí)的網(wǎng)造成的影響，這也是治理諧波的一個(gè)有效方法。其三，可以采用安裝濾波器的方法。不論采用分散處理的方法還是集中處理的方法，濾波器的安裝對(duì)有效防止諧波的影響都有一定的作用。濾波器分為無(wú)緣=源濾波器和有源濾波器這兩大類。其中無(wú)源濾波器通過(guò)的是L，C串聯(lián)或者并聯(lián)的方式，這樣可以在產(chǎn)生諧波的同時(shí)產(chǎn)生諧振，同和諧振形成串聯(lián)時(shí)，電壓很小，因此諧波分量也很小，從而起到治理諧波的目的。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，電能質(zhì)量治理和節(jié)能降耗之間有著非常緊密的聯(lián)系，有效的提高電能質(zhì)量對(duì)節(jié)能降耗有非常大的促進(jìn)意義，因此需要我們加強(qiáng)對(duì)電能的質(zhì)量管理，采取有效措施提升電能質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，促進(jìn)電力發(fā)展。