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提高供电系统电压质量的措施

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：徐偲侨张晨

[导读] 摘要：电压质量是衡量电能质量的基本指标之一，电压偏低或偏高将影响电力系统客户用电的安全经济运行。

        （国网山东省电力公司宁阳县供电公司山东省泰安 271400）
        摘要：电压质量是衡量电能质量的基本指标之一，电压偏低或偏高将影响电力系统客户用电的安全经济运行。影响电压质量的因素有供电部门原因，也有用户的因素；有电网结构因素，也有管理欠佳的原因。保证电压质量的措施主要有提高功率因素、选择合理的供电半径以及对电网进行技术改造等等。
        关键词：电压质量；供电半径；功率因素；电容补偿
        引言
        电压的质量是影响电能质量的重要因素，电压质量对用电设备的影响也很大。在供电系统中，电压如果过高会加快绝缘体的老化，进而使得电能消耗更加会计，进而使电费支出有所增加，而在电压过低时，将会对水泵设备以及风机具有一定的影响，如果实在日常生活中，过低的电压就会使得电子设备无法继续运行，因此，我们必须要加强对电压质量的控制，进而提高电气设备的使用年限与工作效率。这对于工业废物以及电能的充分利用，都具有重要的现实意义。
        1供电电压允许偏差标准
        根据电力行业标准，电力系统正常状况下供电企业供到客户受电端的电压的允许偏差规定为：（1）35kＶ及以上的电压供电的，电压正负偏差绝对值之和不超过额定值的10％；（2）10kＶ及以下的三相供电的，为额定值的正负7％；（3）220Ｖ单相供电的，为额定值的正7％～10％；（4）电力系统非正常情况下客户受电端电压最大允许偏差不应超过正负10％。
        当上述指标不正常时，对电网和用户的主要危害是什么，应采用什么措施来保证电压质量呢？这是本文讨论的重点问题。
        2供电电压偏差超过允许范围对用电客户的不利影响
        供电电压低的危害：电力系统的供电线路末端，发生低电压运行的可能性很大，其危害有：
        （1）受电区域内的电压若低于允许压降范围，此时如果线路负荷再增加，则电压就会进一步下降，负荷越大，压降也越大，形成恶性循环，最终导致继电保护动作，甩去大量负荷，造成大面积停电。
        （2）送变电设备在低电压状态下运行，会增加无功电力的输送而减少有功电力的输送。
        （3）低电压运行状态下，线路输送无功分量较大，从而增加线损。
        （4）用户电动机不能正常工作，甚至造成烧毁，而使企业停电、减产。
        （5）影响家用电器及照明设备的正常使用，缩短寿命，严重时会烧毁。
        供电电压高的危害：（1）高电压有可能超过电器设备绝缘允许值会加速绝缘损坏，因高电压使得通过设备的电流增大，使设备发热，绝缘长期处于高温下，降低设备使用寿命。如照明设备的寿命会明显缩短，如在电压偏高10%的情况下，白炽灯的寿命缩短一半。（2）因有功电能损耗与电压的平房成正比，所以增加供电企业和用户设备的损耗，造成能源的浪费。（3）在造成能源浪费的同时，增加了电能消耗，增加了电费支出，加大了生产成本。
        3影响电压质量的因素
        电网电压偏移的原因是多方面的，造成的因素也是较为复杂。以运行情况看，有供电部门原因，也有用户的因素；有电网结构因素，也有管理欠佳的原因。现分析如下：
        （1）电网运行方式、负荷变化，引起电压在某一时段内的偏移。随着经济的发展，人民生活水平提高，家用电器，电炊用具进入千家万户使用结构发生变化，尤其加剧了峰谷负荷的悬殊，造成负荷畸变，引起峰段电压偏低。
        （2）电网内感性负荷大量投入，造成功率因素下低，电压偏移。随着工农业生产发展，电动机作为拖动各种生产机的动力而广泛使用。电风扇、空调机及制冷设备普遍使用，增加电网感性负荷。电动机为建立旋转磁场，需要吸取电网的无功功率，配变的运行也需要吸取电网的无功功率。随着感性负荷大量吸取无功功率，势必造成电网远距离输送，增加功率损耗。同样道理，由于功率因素下降，电网电压损失增大，用户受电端电压下降。反之，功率因素提高，电压损失少，电压上升。

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        （3）电网的中性线断开，三相负荷不对称，产生电压偏移。在低压三相四线供电的电网中，由于中性线接触不良或断开时，当三相负荷不平衡运行时，势必引起相电压畸变。同理，当电网处于三相负载不平衡运行时，也会发生电压畸变，产生中性点位移电压。
        （4）电网内大功率电动机起动、大功率负荷投入、短路事故等，产生电压短时偏移。
        （5）电网内线路导线截面偏小，较大负荷电流通过时，电压损失大，造成电压偏移。
        （6）电网供电半径超过标准，线路末端电压降低，造成电压偏移。
        （7）电网布局不合理，T形连接多，迂回供电，使电压损失增大，造成电压偏移。
        （8）电网运行中，基于上述原因，均会造成运行电压下降，这不仅增加电能损耗，而且株连用户产品质量。为此，在电网运行中，把抓电网管理和抓技术措施结合起来，这才是改善电网电压质量的必由之路。
        4提高电压质量的措施分析
        （1）提高用户的功率因素。电网内各生产用户的自然功率因素过低，向电网吸取的无功功率就得增加，势必使发电机多发无功来达到平衡，就会影响有功的输出，减少供电能力。同时因无功远距离输送也增加损耗。为此，供电管理部门一定要对电网生产用户进行力率考核，实行力率调整电价，通过电价杠杆作用，使用户采取技术措施，提高功率因素。用户功率因素提高，向电网吸取的无功减少，造成电压损失也减少，从而改善用户受点端的电压质量。
        （2）增加无功补偿，提高功率因数。在提高自然功率因数的基础上，采取在变电站按主变容量的10％～15％安装电容器组集中补偿，平衡无功电力，但要做到随负荷和电压变动及时投切，防止无功倒送。
        （3）变电站主变采用有载自动调压式变压器，用户配电变压器安装带负荷调压装置。
        （4）实行“移峰填谷”，提高负荷率：只有落实负荷调整措施，并采取行政、技术、经济等手段，强制实行移峰填谷提高负荷率，这也是改善电压质量的方法。
        （5）重视低压电网的维护检修：在三相四线供电的低压电网中，配电通常采用中性线、避雷器接地线、变压器外壳连在一起接地方式。当配变处于三相负载不平衡运行时，会产生中性点位移，发生电压畸变。负荷小的一相其相电压升高，而负载重的一相其相电压下降。为此，应重视低压电网中性线的检查维护，使之处于良好技术状态下运行，提高供电可靠性，改善电压质量。
        （6）合理的选择供电半径，调整线路，减少线路迂回、功率倒送、尽量减小低压线路的供电半径，最大不超过0.5km配变应设在接近负荷中心的位置。
        （7）对电网进行技术改造：对不合格的配电线路进行整改，对主干线和分支线按经济电流密度选择导线截面。电网线路导线的截面，按线路输送容量、经济电流密度进行选择，并进行机强度、发热、电压损失的校验。使电压损失符合国家标准，提高用户端电压，改善电压质量。
        5结束语
        我国经济的飞速发展，使得我国工得到了前所未有的进步，在这样的大环境下，家用电量也会逐步增加，因此，人们对于用电质量的要求也越来越高，为了满足人们的需求，我们就要不断地提高电压管理质量，同时还要根据我国的实际情况，借鉴国外的先进经验，将电力技术与方法进行完善的和改进，优化和调整电网结构，进而有效的提供电力系统的运行效率，改善电压质量，使之更好地为人们服务。我们的电力工作人员要保持一个积极地工作态度，不断地完善和提高自身修养，对于先进的电力知识也积极地学习和吸取，进而提高我国电力队伍的整体素质。
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