試論電力系統的電壓調整
論文摘要：電壓是電能質(zhì)量的重要指標，電壓過(guò)高或過(guò)低都會(huì )對電網(wǎng)和用戶(hù)造成嚴重的危害。隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，用戶(hù)對電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。從電壓調整的必要性、電壓調整的措施、不同時(shí)段電壓調整的方法幾個(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：電壓調整；電力系統；電能質(zhì)量
一、電力系統電壓調整的必要性
電壓是電能質(zhì)量的重要指標，電壓不合格會(huì )對電網(wǎng)造成嚴重的危害。電壓偏移過(guò)大，會(huì )影響工農業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量，損壞電力設備，甚至引起系統性“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。由于早期設計的供電網(wǎng)絡(luò )或配電網(wǎng)絡(luò )結構不合理，特別是一些線(xiàn)路送電距離長(cháng)，供電半徑大，導線(xiàn)截面小，使線(xiàn)路電壓損失較大。電網(wǎng)無(wú)功功率電源不足或無(wú)功補償設備管理不善、長(cháng)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(xiàn)不合理，負荷過(guò)重，負荷功率因數低，電力設備檢修及線(xiàn)路故障等，都可使電網(wǎng)電壓下降。
�。�2）通過(guò)調整變壓器變比調整電壓。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，從而達到調壓目的。在無(wú)功充裕的系統中，運用各種類(lèi)型的有載變壓器調壓方便、有效，而且有些負荷不采用有載調壓變壓器幾乎就無(wú)法獲得負荷需要的電能質(zhì)量，中低壓配電網(wǎng)中因為輸電線(xiàn)路電阻較大，通過(guò)無(wú)功功率調壓往往效果不夠好，經(jīng)常不得不采用具有分接頭的有載調壓變壓器。但是只有當無(wú)功充足時(shí)，用改變變壓器變比調壓才會(huì )有效，當系統無(wú)功不足時(shí)，必須先增設無(wú)功補償設備。若在無(wú)功不足時(shí)調節變壓器分接頭升壓，可能引起整個(gè)系統電壓的“崩潰”，因為節點(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，最終導致整個(gè)系統的電壓繼續下降，導致電壓“崩潰”。
�。�3）通過(guò)補償設備調壓。系統中無(wú)功功率不夠充分時(shí)，需要考慮運用各種補償設備進(jìn)行調壓。這些補償設備可分為兩類(lèi)，即串聯(lián)補償和并聯(lián)補償。所謂串聯(lián)補償就是指串聯(lián)電容器補償，但是作為調壓措施，串聯(lián)補償電容器由于設計、運行等方面的原因，目前應用比較少。并聯(lián)補償指并聯(lián)電容器、調相機和靜止補償器。并聯(lián)電容器的優(yōu)點(diǎn)：電容器可以根據需要連接成組，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(xiàn)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，再加上電容器運行損耗小，投資費用低，因此，電容器仍是目前電網(wǎng)中應用最普遍的無(wú)功補償設備。并聯(lián)電容器的缺點(diǎn)：電容器只能發(fā)出感性無(wú)功功率以提高節點(diǎn)電壓，不能吸收無(wú)功功率來(lái)降低節點(diǎn)電壓，因此，在低負荷時(shí)，應當切除節點(diǎn)上的部分乃至全部電容器。調相機的優(yōu)點(diǎn)：調相機的調壓方式是借改變其勵磁電流的大小來(lái)改變其供出或吸收的感性無(wú)功功率。在負荷較大時(shí)可以過(guò)勵磁運行發(fā)出無(wú)功功率，在負荷較小時(shí)可以欠勵磁運行吸收無(wú)功功率；可以通過(guò)調節調相機勵磁，平滑地改變其無(wú)功功率的大小和方向，因此可以平滑地調節電壓，既可以升壓也可以降壓；調相機還可以裝設自動(dòng)勵磁調節裝置，在電力系統電壓變化時(shí)自動(dòng)增減無(wú)功出力以維持系統電壓，這對于提高電力系統運行的穩定性是有益的。調相機缺點(diǎn)：調相機的有功功率損耗比較大，在滿(mǎn)負荷運行的情況下，有功功率損耗可以占到其額定容量的1.5%～5%，而且調相機容量越小，有功損耗所占比重越大。此外，調相機是旋轉設備，運行的維護量也比較大。靜止補償器，靜止補償器是一種可控的動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置，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，根據無(wú)功負荷的變化情況進(jìn)行調節，以保持母線(xiàn)電壓的穩定。
�。�4）適當增大導線(xiàn)半徑。部分老城網(wǎng)都因為導線(xiàn)半徑小電阻大而導致電網(wǎng)電壓損耗太大。所以，加大導線(xiàn)半徑是城網(wǎng)改造的重要內容。對于新架設線(xiàn)路的導線(xiàn)需要考慮一定的裕度，尤其對中低壓線(xiàn)路，因其承受能力小容易出現過(guò)負荷過(guò)大。
�。�5）組合調壓。顧名思義就是幾種調壓措施的組合。既然不同的調壓措施都各有優(yōu)缺點(diǎn)，應當綜合采用各種調壓措施，取長(cháng)補短，才能達到最好的調壓效果。
選擇調壓措施的幾個(gè)原則：首先采用發(fā)電機調壓。在無(wú)功充足的情況下，優(yōu)先采用改變變壓器分接頭調壓。在無(wú)功不足的情況下，需要采用補償設備。為合理選擇調壓措施，要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較。所選措施不但在技術(shù)上優(yōu)越，能夠滿(mǎn)足調壓的要求，而且要有最優(yōu)的經(jīng)濟指標。經(jīng)濟比較時(shí)，主要有三個(gè)經(jīng)濟指標，即折舊維修費、投資回收費和電能損耗費，對于每種參與比較的方案三項指標之和最小的方案就是經(jīng)濟上的最優(yōu)方案。
三、不同時(shí)段電壓調整
1.電網(wǎng)平時(shí)的電壓調整
大多數時(shí)間電壓調整是有規律可循的。這種情況下，電壓的變化主要是由用戶(hù)負荷的變化或聯(lián)絡(luò )線(xiàn)上輸送功率的變化引起的，其變化趨勢一般是事先知道的，相對來(lái)說(shuō)這種電壓變化是比較容易調整的。但是如果調整不當，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(méi)有問(wèn)題的地方出現問(wèn)題。
需要提高電壓時(shí)，一般先將電壓最低地區的電廠(chǎng)及無(wú)功設備調大，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(chǎng)及中樞點(diǎn)的電壓，然后再減少地區電廠(chǎng)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的順序切除無(wú)功補償設備。
2.節假日時(shí)的電壓調整
節假日電網(wǎng)電壓的變化特點(diǎn)體現為整個(gè)電網(wǎng)的電壓普遍高，其中也可能有個(gè)別地區的電壓嚴重下降。電壓普遍升高的原因是全網(wǎng)的負荷普遍下降，個(gè)別地區電壓嚴重下降則可能是由于該地區發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電機檢修或電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò )線(xiàn)停電檢修引起的。調度人員必須事先做好有功功率和無(wú)功功率的分區平衡工作，在考慮無(wú)功平衡時(shí)，應考慮無(wú)功電源和無(wú)功負荷的電壓靜態(tài)特性的影響，并通過(guò)計算得出電壓可能升高、降低的水平。節假日調壓工作比較復雜，需要隨時(shí)進(jìn)行。
四、結束語(yǔ)
電壓是電能質(zhì)量的重要指標，合格的電壓對于社會(huì )生產(chǎn)和人民生活有著(zhù)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(mén)的重要任務(wù)。
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