探究电能质量治理中电压偏差和频率偏差的危害

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年第7期   作者:王登
[导读] 新时期国内各地区经济发展速度极快,伴随着生活质量需求的提高
        摘要:新时期国内各地区经济发展速度极快,伴随着生活质量需求的提高,对用电的需求也随着提升了,这都给实际从业者提出了不小的挑战。如果没办法保证电能质量,那么将会对社会发展带来很多潜在的影响。在本文中笔者试图结合所看所闻,谈如何做好电能质量控制,特别是电压偏差和频率偏差的危害治理工作,进而为实际业务开展打下坚实的理论上基础、给国民生活的推进带来可靠的技术保障。
        关键词:频率  质量  社会
1  引言
        国内发展速度十分迅猛,在整体经济总量上已经跃居了世界的第二位,这是国人的骄傲。伴随着经济的进步,国民生活质量也随之提升了很多,不过与此同时的用电需求也提高不少,这对于从业者而言是个挑战。如果在大量的新需求面前保证输送电能质量有足够可靠保障,值得认真的思考和探索。在本文中笔者试图结合影响电能质量的因素,也就是电压偏差问题、和频率偏差问题,谈如何做好业务适配和调整,进而为实际业务开展打下坚实的基础。
2  电压偏差的危害概述
2.1  电压偏差的概念
        大家都知道对于国内电能产业发展电压是十分重要的衡量指标,电压偏差和电压相关,指的是衡量供电系统正常运转的一项具体的参数。供电系统在正常运转中,任何一个节点的电压测量值和系统标称电压之间的差值,对系统标称电压的百分数之比就被称作电压偏差。如果是正常运转系统中所有的电器元件都会按着既定方式工作,负荷也会因此而时刻发生;如果系统中有其他的变动,那么各个节点的电压也会因此而变,会脱离电压的额定值,这类的变动是相对比较慢的,在国内的电能质量供电电压标准偏差规范中,有对这项数值规范,如果在数值规范之内,那么是没有问题的。
2.2  电压偏差的危害
        如果出现了过大的电压偏差问题,那么对广大用电设施和电网安全都会带来直接的影响。对用电稳定和安全运转也会有直接危害。首先,电压偏差过大会对所有的用户带来干扰,因所有设施都是按着额定压所做设计和制造的,如果离数值偏差很大,那么设施的运转问题,就会被逐步积累起来,久而久之就会因过电压而导致损坏。特别是包含电动机和铁芯的设施、所带来影响更是不可逆转的,这都是实际成本所在。
        其次在电压偏差过大发生时,也会对整个电力的系统运转带来危害,电压过低或者过高都会导致系统运转的安全性和稳定性大打折扣,具体的影响包括以下几个方面。首先,输电线路的说那个功率受功率的稳定极限所制约,而在输送的环节,具体的功率数值的静态功率,在最高峰值上和系统电压平方,有着正比例关系,和所传递路线涉及到等效电抗成反比例;因此可以得知如果系统的电压逐步的降低,那么就会出现不稳定的系统瓦解,造成严重的影响。如果,电网缺乏无功功率,导致整体上电压过低时,也会因电压不稳而造成崩溃。
        此外,输电线路和变压器在输送相同的功率条件时,在电流大小和电压方面也是做饭弊,如果电网低电压运转,就会使线路变压器电流大幅度增加,会导致各类问题的发生。还有,在实际设计之中各类线路和变压器绕组的有功损耗和电流平方成正比,低电压运转的问题,也会对其带来直接的干扰。对于各类的电压升高是系统电气设施绝缘受损的情况也是比较多见的,这也是需要注意的问题所在。
3  频率偏差概述
3.1  频率偏差的概念
        频率也是电能质量的重要参考指标,系统负荷和频率之间相关,如果处理不好这个问题,将会对整个设计系统的稳定性带来直接的影响。

所以,必须要在负荷设计中对频率严格要求,使得该项数值可以收到严格的控制,在具体偏差中必须要保持在可以接受的数值区间之内。在理论上来看允许偏差的大小,也可以展示出整个系统的水平,也可反映出国家和地区的、电力产业发展水平。
3.2  频率偏差的问题
        结合笔者的研究来看,频率偏差的问题主要包括以下几个。首先,在电工理论的研究中,正弦量在单位时间内的交变次数是频率的数值,所涉及的时间也是重要的参考数值项。频率和周期相互之间是成反比的关系。在交流系统中标称频率有50、60赫兹两个不同的类别。对于国内各地区所使用的电气设施,如果想要非同步运转,就必须做好变频速度数值的调整;在正确运转的范围内,具体频率的实际值和标称值之差,就被称之为是频率偏差。
        频率偏差也有自己的规范,和电压偏差相同。一般而言在国家规范的要求下运转的可以理解数值差在正负0.2赫兹以内的,都是合理的。结合着容量需求可适度的放宽到0.5赫兹。此外在保证足够稳定和安全前提下,也可以适度的做出数值的变革设计。如果相互之间差值,存在过大的问题就会对系统造成巨大的伤害。比如降低发电机组的效率导致崩溃问题发生、汽轮机在低频下造成叶片的永久损坏,以及低频电力系统电压水平降低给整体调整引困难,都是问题所在。需要结合实际措施来做出调整。
4  问题解决措施
        想要保证系统的稳定性,使得整体可以随时的运转下去,就需要结合提升发电机输出功率使得频率的实际数值可以保证在允许范围内来回波动,而不会有过大的波折。这就是理论研究中所提到频率调整。这可以看作是基本任务,对于问题所采取各类调频处理属于该范围。所以需要结合实际业务情况在充分考虑理论和技术的基础上做好调整设计工作。
4.1  电力系统的频率调整
        首先需要做出电力系统的频率调整,这是基础业务也是最重要的项目。具体的调整包括一次调整和二次调整。这里所提到的一次调整主要是结合发电机组所带的调速器做处调整,对于那么幅度相对是比较小的,具体时间和周期不足够的所做的调整,都包括在这个范围。所有发电机组军装配有调速的装置,所以在投运前需要对此作设计,也需自动参与适配调整;二次调整是结合发电机组的调速器对那些数值变动幅度相对比较大的做出的处理,主要是包括在0.5-1.5个百分比的部分,以及周期超过了10秒的频率偏差。这项业务主要是由调频机构做出的,也就是调频厂,可以结合实际需求打造专业的调频租,在主调频机和辅助设施助力下做好设计和调整。
4.2  系统频率波动的措施
        结合笔者实际研究来看,如果电力系统频率的波动出现,包括以下几个原因。首先是故障后失去了大量的电源,导致局部系统的功率失衡;气候的变革所带来的问题;在系统供应不足中缺乏控制的措施;高峰负荷增长速率控制不当;大规模冲击所带来的频率波动问题。想要做出处理首先要保证电能系统有足够的备用,在实际的调度所和变电所可直接做控制、有事故的闸续表,在设计的系统也要有频率降低自动减负装置,和对于功率过剩的自动高频装置。只有这样才可以保证器运转足够稳。
5  结语
        对于国内各地区在经济发展中电能质量都是重要的控制项目,需结合电压偏差和频率偏差做好控制调整业务,提升整体的质量给国民的经济生活保驾护航,这是实际的从业者必须仔细认真思考问题,也是提升业务质量的重要措施。
参考文献:
[1]王耿耿,孟高军,孙玉坤,刘海涛.微电网并网环境下电能质量分析与研究综述[J].电器与能效管理技术,2019(15):81-89.
[2]赵亮. 随机性电源接入配电网的电能质量评估研究[D].沈阳工业大学,2017.
[3]盛沈阳. 分布式电源协调控制与电能质量评估系统设计[D].南京理工大学,2017.
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