試論電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整

　　論文摘要：電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電壓過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)電網(wǎng)和用戶造成嚴(yán)重的危害。隨著社會(huì)的發(fā)展，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。從電壓調(diào)整的必要性、電壓調(diào)整的措施、不同時(shí)段電壓調(diào)整的方法幾個(gè)方面進(jìn)行論述，以便更好地服務(wù)社會(huì)發(fā)展。

　　論文關(guān)鍵詞：電壓調(diào)整；電力系統(tǒng)；電能質(zhì)量 
　　
　　一、電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的必要性

　　電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電壓不合格會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的危害。電壓偏移過(guò)大，會(huì)影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量，損壞電力設(shè)備，甚至引起系統(tǒng)性“電壓崩潰”，造成大面積停電。
　　1.電網(wǎng)電壓偏低
　�。�1）電網(wǎng)電壓偏低的原因。由于早期設(shè)計(jì)的供電網(wǎng)絡(luò)或配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理，特別是一些線路送電距離長(zhǎng)，供電半徑大，導(dǎo)線截面小，使線路電壓損失較大。電網(wǎng)無(wú)功功率電源不足或無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備管理不善、長(zhǎng)期失修、經(jīng)常停用等，使無(wú)功平衡破壞，這是電網(wǎng)電壓水平普遍降低的根本原因。變電所變壓器分接頭位置放置不合理，電網(wǎng)接線不合理，負(fù)荷過(guò)重，負(fù)荷功率因數(shù)低，電力設(shè)備檢修及線路故障等，都可使電網(wǎng)電壓下降。

　�。�2）通過(guò)調(diào)整變壓器變比調(diào)整電壓。雙繞組變壓器的高壓繞組和三繞組變壓器的高中壓繞組一般都有若干個(gè)分接頭可供選擇，通過(guò)選擇不同的分接頭，使變壓器變壓比例發(fā)生變化，從而達(dá)到調(diào)壓目的。在無(wú)功充裕的系統(tǒng)中，運(yùn)用各種類型的有載變壓器調(diào)壓方便、有效，而且有些負(fù)荷不采用有載調(diào)壓變壓器幾乎就無(wú)法獲得負(fù)荷需要的電能質(zhì)量，中低壓配電網(wǎng)中因?yàn)檩旊娋�路電阻較大，通過(guò)無(wú)功功率調(diào)壓往往效果不夠好，經(jīng)常不得不采用具有分接頭的有載調(diào)壓變壓器。但是只有當(dāng)無(wú)功充足時(shí)，用改變變壓器變比調(diào)壓才會(huì)有效，當(dāng)系統(tǒng)無(wú)功不足時(shí)，必須先增設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。若在無(wú)功不足時(shí)調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓，可能引起整個(gè)系統(tǒng)電壓的“崩潰”，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)電壓平方與無(wú)功功率成正比，若該點(diǎn)電壓升上去了，則該點(diǎn)所需要的無(wú)功會(huì)更多，最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的電壓繼續(xù)下降，導(dǎo)致電壓“崩潰”。
　　（3）通過(guò)補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓。系統(tǒng)中無(wú)功功率不夠充分時(shí)，需要考慮運(yùn)用各種補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行調(diào)壓。這些補(bǔ)償設(shè)備可分為兩類，即串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償。所謂串聯(lián)補(bǔ)償就是指串聯(lián)電容器補(bǔ)償，但是作為調(diào)壓措施，串聯(lián)補(bǔ)償電容器由于設(shè)計(jì)、運(yùn)行等方面的原因，目前應(yīng)用比較少。并聯(lián)補(bǔ)償指并聯(lián)電容器、調(diào)相機(jī)和靜止補(bǔ)償器。并聯(lián)電容器的優(yōu)點(diǎn)：電容器可以根據(jù)需要連接成組，可以分組集中使用，又可以分散安裝，就地提供無(wú)功，從而減少線路功率損耗和電壓損耗；電容器還可以做到隨電壓波動(dòng)分組投切，再加上電容器運(yùn)行損耗小，投資費(fèi)用低，因此，電容器仍是目前電網(wǎng)中應(yīng)用最普遍的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。并聯(lián)電容器的缺點(diǎn)：電容器只能發(fā)出感性無(wú)功功率以提高節(jié)點(diǎn)電壓，不能吸收無(wú)功功率來(lái)降低節(jié)點(diǎn)電壓，因此，在低負(fù)荷時(shí)，應(yīng)當(dāng)切除節(jié)點(diǎn)上的部分乃至全部電容器。調(diào)相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：調(diào)相機(jī)的調(diào)壓方式是借改變其勵(lì)磁電流的大小來(lái)改變其供出或吸收的感性無(wú)功功率。在負(fù)荷較大時(shí)可以過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行發(fā)出無(wú)功功率，在負(fù)荷較小時(shí)可以欠勵(lì)磁運(yùn)行吸收無(wú)功功率；可以通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)相機(jī)勵(lì)磁，平滑地改變其無(wú)功功率的大小和方向，因此可以平滑地調(diào)節(jié)電壓，既可以升壓也可以降壓；調(diào)相機(jī)還可以裝設(shè)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，在電力系統(tǒng)電壓變化時(shí)自動(dòng)增減無(wú)功出力以維持系統(tǒng)電壓，這對(duì)于提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性是有益的。調(diào)相機(jī)缺點(diǎn)：調(diào)相機(jī)的有功功率損耗比較大，在滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下，有功功率損耗可以占到其額定容量的1.5%～5%，而且調(diào)相機(jī)容量越小，有功損耗所占比重越大。此外，調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)設(shè)備，運(yùn)行的維護(hù)量也比較大。靜止補(bǔ)償器，靜止補(bǔ)償器是一種可控的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，其特點(diǎn)是將可控的電抗器與電容器并聯(lián)使用，電容器發(fā)出無(wú)功，可控電抗器則可以吸收無(wú)功功率，根據(jù)無(wú)功負(fù)荷的變化情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保持母線電壓的穩(wěn)定。
　�。�4）適當(dāng)增大導(dǎo)線半徑。部分老城網(wǎng)都因?yàn)閷?dǎo)線半徑小電阻大而導(dǎo)致電網(wǎng)電壓損耗太大。所以，加大導(dǎo)線半徑是城網(wǎng)改造的重要內(nèi)容。對(duì)于新架設(shè)線路的導(dǎo)線需要考慮一定的裕度，尤其對(duì)中低壓線路，因其承受能力小容易出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷過(guò)大。
　�。�5）組合調(diào)壓。顧名思義就是幾種調(diào)壓措施的組合。既然不同的調(diào)壓措施都各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)綜合采用各種調(diào)壓措施，取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能達(dá)到最好的調(diào)壓效果。
　　選擇調(diào)壓措施的幾個(gè)原則：首先采用發(fā)電機(jī)調(diào)壓。在無(wú)功充足的情況下，優(yōu)先采用改變變壓器分接頭調(diào)壓。在無(wú)功不足的情況下，需要采用補(bǔ)償設(shè)備。為合理選擇調(diào)壓措施，要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。所選措施不但在技術(shù)上優(yōu)越，能夠滿足調(diào)壓的要求，而且要有最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，主要有三個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，即折舊維修費(fèi)、投資回收費(fèi)和電能損耗費(fèi)，對(duì)于每種參與比較的方案三項(xiàng)指標(biāo)之和最小的方案就是經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案。

　　三、不同時(shí)段電壓調(diào)整

　　1.電網(wǎng)平時(shí)的電壓調(diào)整
　　大多數(shù)時(shí)間電壓調(diào)整是有規(guī)律可循的。這種情況下，電壓的變化主要是由用戶負(fù)荷的變化或聯(lián)絡(luò)線上輸送功率的變化引起的，其變化趨勢(shì)一般是事先知道的，相對(duì)來(lái)說(shuō)這種電壓變化是比較容易調(diào)整的。但是如果調(diào)整不當(dāng)，或者不及時(shí)（特別是在無(wú)功功率不足的電網(wǎng)中），就可能使本來(lái)沒有問(wèn)題的地方出現(xiàn)問(wèn)題。
　　需要提高電壓時(shí)，一般先將電壓最低地區(qū)的電廠及無(wú)功設(shè)備調(diào)大，其中尤其需要以從低到高的電壓順序投入電容器為原則，并由此順序從受端電網(wǎng)到主電網(wǎng)的方向逐步調(diào)整。需要降低電壓時(shí)，與提高時(shí)相反，首先降低主電網(wǎng)電廠及中樞點(diǎn)的電壓，然后再減少地區(qū)電廠的無(wú)功功率，若此時(shí)電壓仍偏高，則按從高壓到低壓等級(jí)的順序切除無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。
　　2.節(jié)假日時(shí)的電壓調(diào)整
　　節(jié)假日電網(wǎng)電壓的變化特點(diǎn)體現(xiàn)為整個(gè)電網(wǎng)的電壓普遍高，其中也可能有個(gè)別地區(qū)的電壓嚴(yán)重下降。電壓普遍升高的原因是全網(wǎng)的負(fù)荷普遍下降，個(gè)別地區(qū)電壓嚴(yán)重下降則可能是由于該地區(qū)發(fā)電廠發(fā)電機(jī)檢修或電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線停電檢修引起的。調(diào)度人員必須事先做好有功功率和無(wú)功功率的分區(qū)平衡工作，在考慮無(wú)功平衡時(shí)，應(yīng)考慮無(wú)功電源和無(wú)功負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性的影響，并通過(guò)計(jì)算得出電壓可能升高、降低的水平。節(jié)假日調(diào)壓工作比較復(fù)雜，需要隨時(shí)進(jìn)行。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，合格的電壓對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)和人民生活有著非常重要的意義。采取合理的措施保障合格的電壓是電力部門的重要任務(wù)。

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