关于提高配网电压质量的研究

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[摘 要]介绍电压波动的危害和提高电压质量的必要性，研究分析影响农网电压的主要因素，提出相应的措施，从而达到提高电压合格率的目的。

[关键词]无功；电压；合格率；因素；措施

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01

随着社会经济的飞速发展，人们的生活水平和科技水平的不断提高，高科技新产品的广泛应用，企业和家庭对电能的依赖性不断攀升，同时也对电力企业的供电水平有了更高的要求和提高。电压作为电能质量的重要指标之一，其质量对电力系统的安全与经济运行，保证用户安全生产和产品质量以及电器设备的安全与寿命，有重要的影响。尤其是配网与企事业单位和广大居民生活直接相关，配网的电压质量显得尤为重要。

1 电压合格率的标准及相关规定

城市地区：居民客户端电压合格率不低于96%；农村地区：居民客户端电压合格率，经国家电网公司核定后，由各省（自治区、直辖市）电力公司公布承诺指标。

电压是反映电源无动出力与用户无功负荷的平衡情况、按照国家标准，供电所供电额定电压为：

配网低压供电：单相为22V、三相为380V。

配网高压供电：l0kV。

客户电压质量指标主要是指客户供电电压偏差合格的状况，供电部门与客户的产权分界处或由供用电协议所规定的电能计量点的电压允许偏差是：

（1）单相供电220V居民客户受电端：-10%～+7%，即用电时最高电压不高于236V，最低电压不低于198V。

（2）三相供电10KV（6KV）专线客户或380V客户端：-7%～+7%，即用电时最高电压不高于10.7KV（6.42KV）或407V，最低电压不低于9.3KV（5.58KV）或353V。

（3）35kV及以上用户的电压变动幅度，应不大于系统额定电压的10%；其电压允许偏差值，其绝对值之和应不超过系统额定电压的±10%。

（4）对电压质量有特殊要求的客户（如高、新技术客户等），供电电压允许偏差及其合格率由供用电协议确定。

（5）变电站110kV～35kV母线，正常运行方式时为相应系统额定电压的-3%～+7%，事故时为系统额定电压的±10%。如调度重新下达母线电压曲线，则以调度下达的为准。

2 电压波动过大的危害

（1）对电力系统本身来说，低电压会影响发、供电设备的出力，影响供电可靠性。也影响电力企业自身的经济效益；特别严重时，会发生电压崩溃，频率下降和大面积停电。

（2）对于配网最广泛应用的电动机，当电压低于额定电压时，转距减小，转速下降，导致工厂产生次品、废品；电流增加，电机温升增加，线圈发热，加剧绝缘老化，甚至烧坏。当电压高于额定电压时，转矩增加，使联接轴和从动设备上的加速力增加，引起设备的振动、损坏；起动电流增加、在供电线路上产生较大的电压降，影响其它电气设备的运行。

3 影响配网电压的主要原因

3.1 管理机制不完善

大多县级公司没有电压无功管理机构和电压无功管理专职人员，或虽设置了管理人员，但业务水平和专业技能有限，对电压无功管理工作不够重视，导致电压无功管理水平相对落后。

3.2 设备故障及操作影响

当配电系统中发生短路故障、雷击、断路器操作、变压器、电容器组的投切以及所带感应电机的启动等事件时，均会引起电压波动。其中，短路故障、雷击和所带感应电机的启动是引起配电网中电压波动的最主要原因。

相比雷击和电机启动，短路故障引起的电压波动最为严重，也是灵敏设备误动作的主要原因。短路故障发生后，短路点附近节点电压下降，电压波动发生；随着故障消失，短路点附近电压恢复正常，电压波动结束，因而电压波动的持续时间取决于故障清除时间。短路故障引起的电压波动可以分为两类：对称电压波动（三相短路故障引起）和不对称电压波动（单相接地短路、两相短路以及两相短路接地引起）。配电系统中的多数故障为单相接地故障，该故障是产生电压波动的最主要原因。据统计，单相、两相和三相电压波动占该类电压暂降的比例分别约为66%、17%和17%。

3.3 供电半径不合理

部分负荷点离供电变电站距离远，线径过小，虽然变电站母线电压达标，但受供电半径的影响，线路末端电压不合格。冲击性或间歇性负荷对电网电压影响大。部分县区变电站负荷主要供给铁路系统、金属冶炼及轧制工艺等厂，负荷变化周期短、频率快，变电站的一般调压手段（如调变压器抽头和电容、电抗投切等）难以调整跟踪，导致具有此类功率波动负荷或电源的变电站电压质量下降。

4 配网电压监测与统计

4.1 电压监测点设置

4.1.1 A类供电电压监测点

带地区供电负荷的变电站20/10（6）千伏母线电压。

（1）变电站内两台及以上变压器分列运行，每段20/10（6）千伏母线均设置一个电压监测点。

（2）一台变压器的20/10（6）千伏为分列母线运行的，只设置一个电压监测点。

4.1.2 B类供电电压监测点

35、66千伏专线供电和110千伏及以上供电的用户端电压。B类电压监测点设置及安装应符合下列要求：

（1）35、66千伏及以上专线供电的可装在产权分界处，110千伏及以上非专线供电的应安装在用户变电站侧。

（2）对于两路电源供电的35千伏及以上用户变电站，用户变电站母线未分列运行，只需设一个电压监测点；用户变电站母线分列运行，且两路供电电源为不同变电站的应设置两个电压监测点；用户变电站母线分列运行，两路供电电源为同一变电站供电，且上级变电站母线未分列运行的，只需设一个电压监测点；用户变电站母线分列运行，双电源为同一变电站供电的，且上级变电站母线分列运行的，应设置两个电压监测点。

（3）用户变电站高压侧无电压互感器的，电压监测点设置在给用户变电站供电的上级变电站母线侧。

4.1.3 C类供电电压监测点

66千伏非专线供电的和20/10（6）千伏供电的用户端电压。每10兆瓦负荷至少应设一个电压监测点。C类电压监测点设置及安装应符合下列要求：

（1）C类电压监测点应安装在用户侧。

（2）C类负荷计算方法为C类用户售电量除以统计小时数。

（3）应选择高压侧有电压互感器的用户，不宜设在用户变电站低压侧。

4.1.4 D类供电电压监测

380/220伏低压用户端电压。每50台公用配电变压器至少应设1个电压监测点，不足50台的设1个电压监测点。监测点应设在有代表性的低压配电网首末两端用户。

配网主要负责C类和D类电压监测的安装、运行巡视、统计和分析。

4.2 电压监测方法及要求

电压监测点必须装设自动记录型电压监测仪，每天24h连续不间断地进行监测统计和记录，电压监测仪要具有自动记录和自动统计功能，测量精度不应低于0.5 级，并至少保证停电72h 不丢失已监测到的数据。监测仪必须具有按月和按日统计功能，能显示打印电压合格率及累计时间，电压超限率及运行时间，最高电压、最低电压及相应时间。至少储存上月和当月数据。每月选定2个典型日作为电网电压监测代表日，代表日各监测点应有24h 整点记录，每月至少进行一次电压数据统计分析。

4.3 电压合格率的计算

5 总结

要提高配网电压质量就必须从组织措施和技术措施同时入手，多措并举，加大监管，缓解无功补偿不合理和谐波污染，使电网运行更加智能、灵活，配网电压合格率得到不断提高。

参考文献

[1] 何晓英，苗竹梅.电力系统无功电压管理及设备运行维护.北京：中国电力出版社，2010.

[2] 何仰赞等.电力系统分析（上）[M]武汉：华中理工大学出版社，1996.

[3] 孙树勤.电压波动与闪变[M].中国电力出版社，1999.06.

[4] 程浩忠，吴浩.电力系统无功与电压稳定性[M].北京：中国电力出版社，2003.