電能質量治理與控制是改善電能質量指標的唯一手段，是優(yōu)質供用電的必 要條件，也是節(jié)能降耗的主要手段。隨著電能質量技術監(jiān)督的深入，《中華人民 共和國電力法》中與電能質量相關條款實施執(zhí)行力度的加大，以及與電能質量 相關的治理處罰措施的頒布實施，電能質量治理與控制已越發(fā)顯得重要。 電能質量污染的治理與控制主要包括電壓調整、頻率調節(jié)、諧波抑制、無 功補償、閃變抑制、瞬態(tài)電壓事件的控制等。表3-1是治理控制方法和電能質 量的關系。

 

    電力系統(tǒng)電壓調整的主要目的是采取各種調壓手段和方法，在各種不同運 行方式下，使用戶的電壓偏差負荷國家標準。但由于電力系統(tǒng)結構復雜、負荷眾 多，對每個用電設備電壓都進行監(jiān)視和調整，既不可能也無必要。電力系統(tǒng)電壓的監(jiān)視和調整可以通過對中樞點電壓的監(jiān)視和調整來實現(xiàn)。所謂中樞點是指電力 系統(tǒng)可以反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠和變電站的母線，很多負荷都由這些母 線供電。若控制了這些中樞點的電壓偏差，也就控制了系統(tǒng)中大部分負荷的電壓 偏差。 圖3-1顯示了一個簡單的電壓損耗情況。圖(a)是一個簡單網絡，有兩個 負荷點A和B} H為中樞點。圖((b)和圖((c)分別是一種簡化的負荷A和負 荷B的日負荷曲線，只有大負荷和小負荷兩種狀態(tài)。根據(jù)負荷曲線和線路 參數(shù)，可以計算出相應的線路HA電壓損耗△Uxn和線路HB電壓損耗△U。的變 化，如圖(d)和圖((e)所示。圖((f)表示負荷A} B允許的電壓偏差，這里 假設兩個負荷對電壓偏差要求相同。

 

    對中樞點的電壓調整，可根據(jù)電力網的不同性質，大致確定一個中樞點電 壓的變動范圍。其具體方式有3種:逆調壓、順調壓、恒調壓。

 

    1、逆調壓 如果中樞點供電至各負荷點的線路較長，各負荷的變化規(guī)律大致相同，而負荷變動比較大，則在高峰負荷時適當提高中樞點的電壓以補償線路上增大的電壓 損耗;在低谷負荷時，供電線路電壓損耗比較小，中樞點電壓適當降低，以防止 負荷點電壓過高。這種高峰負荷時電壓高于低谷負荷時電壓調整方式，稱為逆調 壓。逆調壓方式是一種要求較高的調壓方式，一般需要在中樞點裝設特殊的調壓 設備才能實現(xiàn)。中樞點采用逆調壓方式的，在高峰負荷時一般保持電壓比線路額 定電壓高5%，在低谷負荷時電壓下降至線路額定電壓。

 

    2、順調壓 對供電線路不長、負荷變動不大的中樞點，可以采用順調壓。順調壓方式是 指在高峰負荷時允許中樞點電壓略低，低谷負荷時電壓略高。順調壓一般要求高 峰負荷中樞點電壓不低于線路額定電壓的102.5%.，低谷負荷時中樞點電壓不高 于線路額定電壓的107.5%0

 

    3、恒調壓 介于逆調壓和順調壓之間的是恒調壓。恒調壓是指在任何負荷時，保持中樞 點電壓基本不變，一般保持在額定電壓的102}}-105。這種方式一般避免采 用，只有在無功調整手段不足時，負荷變動甚小時，或用戶處于允許電壓偏移較 大的農業(yè)電網時，才可采用。

 

    發(fā)電機不僅是有功電源，也是無功電源，有些發(fā)電機還能通過進相運行吸收 無功功率，所以可用調整發(fā)電機端電壓的方式進行調壓?，F(xiàn)在同步發(fā)電機都裝有 自動勵磁調解設備，其主要功能是自動調整發(fā)電機的機端電壓、分配無功功率以 及提高發(fā)電機同步運行的穩(wěn)定性。按規(guī)定，發(fā)電機可以在其額定電壓的95 % ^- 105%范圍內保持以額定功率運行。這是一種充分利用發(fā)電機設備、不需額外投 資的調壓手段。 對于由發(fā)電機直接供電的負荷，如果供電線路不長、電壓損耗不大，通過發(fā) 電機調壓就能滿足負荷的電壓要求。但如果通過多級變壓供電，僅用發(fā)電機調壓， 往往不能滿足負荷的電壓要求。而且因為發(fā)電機要照顧近處的地方負荷，電壓不 能調的過高，所以遠處負荷的電壓調整，還要靠有載調壓變壓器等其他調壓措施 來解決。

 

    1、改變電網無功功率分布對電壓的影響 當線路、變壓器傳輸功率時，會產生電壓損耗，因而如果能改變線路、變 壓器等電網元件上的電壓損耗，也就改變了電網節(jié)電的電壓大小。由電壓損耗 表達式△U=(PR+QX)/U可知，要改變電壓損耗有兩種辦法。一種改變網絡參 數(shù)，可用的辦法是串聯(lián)電容，利用串接的電容、電感上電壓相位差180“的特 點，抵消部分電抗;另一種是改變電網元件中傳輸?shù)墓β?。在滿足負荷有功功 率的前提下，要改變供電線路、變壓器傳輸?shù)挠泄β剩潜容^困難的，除非 負荷是由環(huán)形網供電。所以改變線路、變壓器傳輸功率都是改變其無功功率。

 

    2、改變電網參數(shù) 改變元件的電阻和電抗，也能起到改變電壓損耗的作用。增大導線截面減 小電阻以減小電壓損耗，這種方法只是在負荷功率因數(shù)較高、原有導線截面偏 小的配電線路中才比較有效。一般不宜采用。改變電網的接線方式，如切除或 投入雙回線路中的一回線路，切除或投入變電站中一部分并列運行的變壓器等。 采用以上方法時，要考慮不降低供電可靠性和不顯著增加功率損耗等因素，所 以投切線路的辦法很少采用。 電網中用的多辦法是減小線路中的電抗。在超高壓輸電線路中廣泛采用 的分裂導線就可以明顯降低線路的電抗。在我國，220kV線路一般采用二分裂， 500kV線路采用四分裂。采用分裂導線，還可以減少導線周圍的電場強度，減 小電暈放電，降低線路電抗。

 

    電壓調整是個比較復雜的問題，因為整個系統(tǒng)每個節(jié)點的電壓都不相同， 運行條件也有差別，因此，電壓調整要根據(jù)系統(tǒng)具體情況選用合適的方法。

 

    發(fā)電機調壓是各種調壓手段中首先 被考慮的。因為它不需要附加設備，而是 充分利用發(fā)電機本身具有發(fā)出或吸收無 功功率的能力，從而不需要附加投資。但 這種方法往往只能滿足電廠地區(qū)負荷的 調壓要求，對于通過多級電壓輸電的負 荷，還需要采取其他調壓措施才能保證系 統(tǒng)電壓質量。

 

    在無功電源充裕的系統(tǒng)中，應該大力推廣和采用有載調壓變壓器，這是在 各種運行方式下保證電網電壓質量的關鍵手段之一。對一些通過多條不同電壓 等級線路、多級變壓器供電的負荷，其高峰負荷與低谷負荷電壓損耗的差別己 經大到無法僅僅用發(fā)電機調壓或無功補償?shù)姆椒?/a>來滿足兩種運行方式下用戶電 壓的要求了，其結果不是高峰負荷時電壓太低，就是低谷負荷時電壓過高。在 這種情況下，輸電系統(tǒng)中的一級變壓器或多級變壓器，采用有載調壓是保證用 戶電壓質量唯一可行的辦法。但如果采用自動調壓有載調壓裝置時，調壓裝置 將反應于變壓器出口電壓的降低，調整抽頭位置，提高變壓器的輸出電壓，其 結果是負荷電壓的恢復和負荷吸收無功功率的增加，可能導致高壓電網電壓的 低落，終造成系統(tǒng)穩(wěn)定破壞和受端系統(tǒng)的電壓崩潰。

 

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