低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量問題分析及其優(yōu)化措施研究

劉鶴峰

（廣東順德電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 佛山 528300）

0 引言

社會(huì)的迅猛發(fā)展，促使電力需求正在不斷增加，而絕大多數(shù)的電力企業(yè)為了可以提高低壓配電網(wǎng)中的電壓質(zhì)量，均采取了一系列的措施來做出改進(jìn)與完善。但是，由于受到諸多因素的影響，造成優(yōu)化電壓質(zhì)量的過程中依然存在一些亟待處理的問題。由此可見，相關(guān)工作者只有充分了解到低壓配電網(wǎng)中電壓所存在的各類質(zhì)量問題，才能夠針對(duì)于此提出針對(duì)性的優(yōu)化對(duì)策，進(jìn)而保障電力的穩(wěn)定與安全運(yùn)行。

1 低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量分析

配電網(wǎng)絡(luò)由配電設(shè)備組成，該配電設(shè)備與電源變壓器，低電壓主線，支線和低壓連接家用線之間相互關(guān)聯(lián)。配電網(wǎng)電能量傳輸過程中的穩(wěn)定性與可靠性，屬于體現(xiàn)低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的核心所在。在運(yùn)行供配電系統(tǒng)的過程中，電能量傳輸期間的電壓質(zhì)量，屬于對(duì)其質(zhì)量做出分析與評(píng)價(jià)的最為標(biāo)準(zhǔn)的值數(shù)[1]。通常的情況下，如果電壓發(fā)生損壞，其面積或概率絕不可超出4%。從電壓變換的角度來看，目前階段一般是調(diào)整10kV高壓配電網(wǎng)，而220V /380V配電網(wǎng)的調(diào)整對(duì)策相對(duì)較少。配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整狀態(tài)更難以滿足當(dāng)前對(duì)于電壓質(zhì)量所提出的各種要求，在用戶的用電高峰時(shí)間里，電壓過低問題依然不斷出現(xiàn)，而在低谷時(shí)間里，還會(huì)發(fā)生過高電壓問題，同電壓所要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之間，存在極其顯著的差異。

2 低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量現(xiàn)狀分析

配電網(wǎng)轉(zhuǎn)換方法的關(guān)鍵是調(diào)整10kV高壓配電網(wǎng)的電壓，而調(diào)整380V配電網(wǎng)絡(luò)的電壓的方法很少。但是，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，僅調(diào)整10kV高壓配電網(wǎng)的電壓不能滿足當(dāng)前情況下提高配電網(wǎng)絡(luò)電壓質(zhì)量的要求。在配電網(wǎng)絡(luò)中，極端高峰時(shí)段的電壓略低一些，而低負(fù)載時(shí)段的電壓偏高的情況非常普遍。以區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)為例，其電壓質(zhì)量合格率僅為75%，而規(guī)范中規(guī)定的電壓質(zhì)量合格率差異很大[2]。

3 低壓配電網(wǎng)相關(guān)的質(zhì)量問題反映

3.1 三相負(fù)荷

針對(duì)于三相負(fù)載系統(tǒng)而言，同等電壓相比，其電阻器的電源存在相似性，在三相電壓根植方面也存在極大的相似性，在三相電壓中，并不存在過大的相位差。但是，如若三相負(fù)載發(fā)生失衡的問題，將會(huì)導(dǎo)致三相電壓相位差出現(xiàn)諸多變化，也無法對(duì)其平衡性做出保障。此類系統(tǒng)，如果負(fù)載過大，將會(huì)降低此相差電壓；反之，如果負(fù)載太小，將會(huì)升高電壓。通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理方法分析后，可以發(fā)現(xiàn)，三相負(fù)載如果出現(xiàn)失衡的現(xiàn)象，將會(huì)增加線路的損耗以及三相電壓的失衡[3]。

3.2 無功補(bǔ)償

在改進(jìn)電網(wǎng)之后，可以不斷完善線路，實(shí)現(xiàn)覆蓋電網(wǎng)面積的不斷擴(kuò)張，但無功補(bǔ)償量卻并未有所增加。隨著電網(wǎng)的不斷改進(jìn)，可用機(jī)械設(shè)備增加無功補(bǔ)償量，這種機(jī)械設(shè)備的無功補(bǔ)償價(jià)格和運(yùn)行成本都很高，絕大多數(shù)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域在此方面缺乏足夠的預(yù)算。面對(duì)此種現(xiàn)象，用戶往往采用有功與無功計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)表代替無功補(bǔ)償，這種設(shè)備雖然價(jià)格便宜，也可以得到無功補(bǔ)償?shù)男Ч?，但是從源頭上解決不了困難，電網(wǎng)的無功補(bǔ)償很難實(shí)現(xiàn)，沒有辦法保證電網(wǎng)的質(zhì)量。

3.3 線路結(jié)構(gòu)

電網(wǎng)的更新改造可改善和升級(jí)配電網(wǎng)路徑的實(shí)際效果，但是勞動(dòng)量大，零件過于繁密，無法注意各個(gè)方面的細(xì)節(jié)點(diǎn)。由于傳輸線過細(xì)，距離也很遠(yuǎn)，無法滿足高峰時(shí)間用戶的用電需求。用戶無法獲得用電量的保證；電能量測(cè)量驗(yàn)證表建設(shè)過于集中，某些元素的介入將導(dǎo)致測(cè)量驗(yàn)證表后面的路線太細(xì)，從而降低用戶用電的電壓[4]。

4 低壓配電網(wǎng)電壓質(zhì)量提高的措施

4.1 三相負(fù)荷平衡工作的實(shí)施

想要對(duì)三相負(fù)載的平衡運(yùn)作做出保障，需要采取兩個(gè)步驟，第一為分類讀取表中所記錄的所有用戶，并且將其劃分至大型電力用戶、普通電力用戶、小型電力用戶、規(guī)模商戶、加工廠和養(yǎng)殖業(yè)電力用戶。三相負(fù)載均衡如需維護(hù)，以電力工程用戶為基礎(chǔ)，并始終將電力工程用戶的功耗保持在基本電壓下，這樣可以保證功耗的平衡，并根據(jù)用戶的功耗狀態(tài)連接每個(gè)用戶，然后使每個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)的三個(gè)電流保持一致[5]。第二，晚上是功耗的高峰時(shí)間，將此功耗時(shí)間范圍用作三相負(fù)載時(shí)間的參考點(diǎn)，然后和其他時(shí)間范圍的功耗相結(jié)合，對(duì)合適的接點(diǎn)進(jìn)行選取，確保接點(diǎn)的平衡性。對(duì)于線路而言，如果存在過遠(yuǎn)的距離，就要保障平衡下一接點(diǎn)，從而有效縮進(jìn)不平衡地區(qū)中各條線路之間的距離，平衡系統(tǒng)如（如圖1）。

圖1 三相負(fù)荷自動(dòng)平衡系統(tǒng)

4.2 無功補(bǔ)償容量增加

在整體性、全面性規(guī)劃配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)期間，必須有針對(duì)性地調(diào)整低配電網(wǎng)絡(luò)的無功補(bǔ)償，并且將分散補(bǔ)償和現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)償這兩種方法緊密結(jié)合。其中，高壓補(bǔ)償和低壓補(bǔ)償相互結(jié)合，底部壓力補(bǔ)償是作用的對(duì)象，壓力轉(zhuǎn)換和減少損失相互結(jié)合，減少損失是行動(dòng)的目標(biāo)，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是相互集成的，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償被視為行為的主體。為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無功補(bǔ)償，可以合理地減小功率電容器與電動(dòng)機(jī)之間的距離。在某些特殊情況下，如果無法現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)償，則選擇最接近的原理來補(bǔ)償和減少無功功率。流體通過的距離最小化，可加快異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，以減少無功負(fù)載。

4.3 低壓配電網(wǎng)線路完善

在配電網(wǎng)絡(luò)的路由結(jié)構(gòu)中，為了減少電壓誤差，必須執(zhí)行許多步驟，如變壓器設(shè)置在負(fù)載的定位點(diǎn)；變壓器的總數(shù)適當(dāng)增加，電源系統(tǒng)的半衰期減少,等。配電網(wǎng)絡(luò)的傳輸線直徑的適度增加，使高峰時(shí)段增加的功率與實(shí)際效果很好地融合在一起。路線距離過遠(yuǎn)的用戶無法維持長時(shí)間的工作，需集中安裝電壓電能量計(jì)量校準(zhǔn)表，計(jì)量校準(zhǔn)表后面的傳輸線直徑增大，可以保持電力用戶的特定電壓。

4.4 電網(wǎng)阻抗降低并安裝移項(xiàng)電容器

低配電網(wǎng)中的電阻器，往往是影響到電壓質(zhì)量的核心原因。傳輸線、電阻的直徑，同其溫度與原材料之間存在密切的關(guān)聯(lián)。電阻器損壞會(huì)影響到電壓的質(zhì)量，電纜必須用作電力傳輸線。在這種情況下，可以防止電纜的特性阻抗對(duì)電壓的損害，在某些特殊區(qū)域中，必須使用路徑空機(jī)架方法。功率電容器串聯(lián)在傳輸線上，并且根據(jù)功率電容器中的電容電抗來補(bǔ)償路徑的電感，這可以減小路徑的特性阻抗。從另一個(gè)角度來看，使用人力來調(diào)整移位功率電容器的安裝也是提高電壓質(zhì)量的一種方法[6]。

4.5 采用大數(shù)據(jù)配電網(wǎng)調(diào)度管理

大數(shù)據(jù)配電網(wǎng)調(diào)度管理將電壓、EMS、生產(chǎn)規(guī)劃等信息作為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)安全傳輸，合理應(yīng)用信息。此外，必須在整個(gè)過程和使用數(shù)據(jù)信息的情況下顯示安全保護(hù)系數(shù)。除了構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)外，還必須充分掌握配電網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵組成部分和應(yīng)用方法，通過物理的層面，在自然環(huán)境的控制上做好工作。根據(jù)電子設(shè)備機(jī)房設(shè)計(jì)方案的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定主機(jī)房木地板和相關(guān)抗靜電材料的選擇，并選擇適合自然環(huán)境的溫度控制指標(biāo)。另外合理運(yùn)行中調(diào)節(jié)氣體工作壓力，通常溫度在15°-30°之間，工作壓力在80kpa-108kpa之間。

5 結(jié)語

通常，配電網(wǎng)絡(luò)的電壓質(zhì)量的普遍問題包括由電網(wǎng)中三相負(fù)載不平衡引起的電壓不平衡問題，以及由電網(wǎng)負(fù)荷降低引起的電壓質(zhì)量下降的問題，由路由產(chǎn)品質(zhì)量問題引起的配電網(wǎng)絡(luò)電壓產(chǎn)品質(zhì)量的問題。因此，規(guī)定可以積極地改善配電網(wǎng)絡(luò)電壓質(zhì)量的管理方法，例如對(duì)電網(wǎng)的連接方法進(jìn)行升級(jí)，以確保三相負(fù)載的可靠性，并且也可以根據(jù)需要安裝智能無功補(bǔ)償設(shè)備，完成分散補(bǔ)償，并保證電壓產(chǎn)品的質(zhì)量。