电压质量对用电客户的影响及优化措施

上海磅帛实业发展有限公司中国上海长阳路235号申茂大厦1701-1702电话：86-21-51273866传真：86-21-51273860电压质量对用电客户的影响及优化措施摘要：分析了电压质量对用电设备寿命、用电设备工作性能、用电设备效率三个方面的影响，提出了无功分层平衡、逆调压实现无功平衡、优化电网结构的办法，阐述了全网实施无功补偿、提高变压器有载调压利用率和加强无功电压运行管理的具体措施。关键词：电压质量无功电力影响优化措施由于电网设备都是设计在额定电压下工作的，只有电网各级电压符合标准，才能保证用电设备处在最佳工况下运行，电压质量下降会造成用电设备出力降低，线损增加，电动机启动困难，严重时会造成用电设备损坏和产品报废，电压质量的好坏已直接影响到用电设备的性能、生产效率和产品质量，距国外统计，一次电能质量的不稳定扰动（电压骤降低于90％，持续时间超过35毫秒）可能造成半导体芯片工厂约100万美元的损失。因此，电压质量已受到越来越多用电客户的关注，由于电压质量不可靠，投资商搬家的现象在国内已屡见不鲜，为满足广大用电客户对电压质量越来越高的需求，供电企业必须认真分析电压质量对用电客户产生的影响，找出优化电压质量的措施并加以实施，以保证电网的安全运行和用户的高质量用电。1．电压质量对用电客户的影响1.1对用电设备寿命的影响电压高于额定值的7％，白炽灯的寿命要缩短57％。电压低于额定值的10％，荧光灯的寿命要缩短10％以上。电压低于额定值的10％以下且负载增加时，异步电动机线圈会发热，可能会引起过负荷而烧毁电机。电压过高，会影响电热设备中发热元件的寿命。1.2对用电设备工作性能的影响电压低于额定值的10％，电控系统的继电器、接触器线圈吸力下降，造成吸合不良，线圈发热，噪音增大。电压低于额定值的10％以下，荧光灯启动困难。电压低于额定值的10％，异步电动机转矩减小19％，启动时间延长。欠电压会导致用电设备不能正常工作。1.3对用电设备效率的影响电压低于额定值的10％，白炽等的光通量下降30％左右，发光效率大大降低。电压低于额定范围时，异步电动机的效率下降。变压器的铁损与受电电压的平方成正比，电压升高，铁损增加，电压降低，铜损增高。电压过高、过低都会影响变压器的效率。上海磅帛实业发展有限公司中国上海长阳路235号申茂大厦1701-1702电话：86-21-51273866传真：86-21-512738602．优化电压质量的措施2.1无功分层平衡在交流电网中，应尽量避免无功的远距离传输，尤其是避免无功的过网传输，因此，无功应实行分层控制，分层平衡，力求通过变压器的无功尽量少，做到变压器低压侧无功不要向高压侧倒送，高压侧过剩的无功，都流入低压侧母线上，由电容（抗）器补偿，并进行平衡，抑制无功不流入相邻电网以达到分层平衡，无功不过网的目的。2.2采用逆调压原理实现无功平衡由于高峰负荷时，无功负荷大，无功电源到负荷点的压降大，低谷负荷时，无功负荷小，无功电源到负荷点的压降小，所以为使负荷端电压稳定，需要实现无功电源电压的逆调整，即高峰时电压要高一点，低谷时电压要低一点，按逆调后的要求确定目标电压，在这个目标电压下实现无功平衡。2.3无功补偿（1）35kV及以上变电站原则上只补偿主变压器无功损耗，并考虑留有一定的补偿裕度，可按主变容量的10%～15%来补偿，并同时配备自动投切装置。（2）10kV配电变压器容量在100kVA及以上的用户，必须进行无功补偿，并应采用自动投切补偿装置，其补偿容量根据负荷性质来确定。10kV配电线路可以根据无功负荷情况采取分散补偿的方式进行补偿。（3）在配电变压器低压侧配置低压并联电容器进行随器补偿，电容器安装容量不宜过大，一般约为配电变压器总容量的5-10%，并且在线路最小负荷时，避免向变电站倒送无功。（4）5kW及以上的交流异步电动机应进行随机补偿，电容器与交流异步电动机同步投切，电容器的补偿容量为电机额定容量的20～30%。农村排灌用电是典型的季节性用电，每到排灌用电高峰，用电负荷同时增加，由于排灌线路供电半径大，排灌线路到达井口的端电压就非常低，严重影响了电机抽水出力。为此我们在机井旁安装了电容器与抽水电泵同步投切，既保证了受电端电压在电压合格范围内，又提高了抽水电泵的出力。随着居民生活用电负荷的快速增长，应积极推广家用分户无功补偿。2.4优化电网结构（1）对于线径偏小，供电半径过大，线路迂回等情况应逐步进行技术改造或更换。必要时还应增加配变容量，调整安装位置。（2）受端变电站应深入市区，靠近负荷中心。配电变压器也应设在负荷中心。（3）110kV－10kV配电线路首末端最大允许电压损失值不超过5％，380V线路首末端最大允许电压损失值不超过5％，220V线路首末端最大允许电压损失值不超过7％。10kV及以下配电线路的供电半径，可根据电压损失允许值、负荷密度、供电可靠性并留有一定裕度的原则予以确定。上海磅帛实业发展有限公司中国上海长阳路235号申茂大厦1701-1702电话：86-21-51273866传真：86-21-512738602.5提高变压器有载调压安装率和利用率（1）由于电压与无功密不可分，为防止频繁调节变压器分接头和频繁投切电容器，防止电压调节与电容器投切发生冲突，变电站宜采用就地电压无功综合自动控制装置，不宜采用调压和投切电容器相互独立的两套自动控制装置。(2）对于新建的变电站应采用节能型有载调压变压器，对已投运的无载调压变压器要逐步进行有载调压改造，变压器的额定变比、调压方式、调压范围以及每档调压值，应满足变电站母线和用户受电端电压质量要求，并考虑电网发展的需要。（3）对无人值班变电站，要求调度值班员实时监视变电站10kV母线电压，利用电压曲线、电压棒图和电压越限信号，根据电压变化趋势，提前进行电压调整。使电压曲线在没超过上、下限值时就及时被遥控调整，确保A类电压合格率控制在合格范围内。根据我们对某一工厂4个变电站8台有载调压变压器调压情况的统计，2005年全年调压次数如表1，全年A类电压合格率达到99.98％。表1：2003年有载调压变压器调压情况的统计表变电站名称甲变调压次数（次）乙变调压次数（次）1号变电站155014892号变电站112011203号变电站7567604号变电站12821282合计470846512.6加强无功电压的运行管理（1）对已投入运行的无功补偿设备应严格按照相关运行规程，进行定期巡视检查、维护、检修，发现问题及时处理，确保无功补偿设备、调压设备可用率达到96%及以上。（2）地方电厂、企业自备电厂的机组必须按照调度命令，进行无功电力和电压的调整。（3）为了防止低力率运行，供电企业要严格执行力率调整电费，让用电客户装设无功补偿设备，与此同时，还要采取防倒送无功措施，杜绝低谷负荷时用电客户向电网倒送无功现象的发生。（4）由于农村负荷峰谷差大，用电负荷率低，应采取各种调荷措施，实现移峰填谷，使负荷曲线趋于平稳，达到改善电网电压质量的目的。（5）做好有载调压开关的日常运行管理，当操作次数达到规定次数时，要及时进行检上海磅帛实业发展有限公司中国上海长阳路235号申茂大厦1701-1702电话：86-21-51273866传真：86-21-51273860修维护。（6）每月要根据配变台区的用电情况和三相负荷电流的测量情况，计算三相负荷不平衡度，当不平衡度超过或接近20%时，应及时采取措施制订调平方案调整三相负荷。调整低压电网三相负荷平衡时，不仅要注意均衡分配用电户数，更要注意用电户的用电量和用电性质。（7）对大容量的异步电动机，且启动频繁的，应督促用电客户选择合适的启动方式，降低启动电流。结束语电力建设滞后于中国经济的发展，以至于引发了今天的电力“吃紧”，许多地区出现拉路限电，越是在这种形式下，越不能忽视电压质量在电网安全运行中的“分量”，因为电压质量已经成为电能供应市场的核心问题，并成为发电、输配电、电力客户越来越关注的焦点，研究和解决这一问题变得日益迫切。