劉麗霞

【摘 要】永安地區(qū)電網(wǎng)電壓合格率是永安電網(wǎng)電能質量的保證，無功功率平衡是提高永安地區(qū)電網(wǎng)安全可靠運行的保證，所以永安地區(qū)電網(wǎng)電壓合格率和無功功率的平衡性直接影響著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民群眾的正常生活，為面向永安電力市場及提高永安人民生活水平打好基礎，同時，永安地區(qū)電網(wǎng)電壓合格率直接影響著永安電網(wǎng)設備及用電設備的安全經(jīng)濟運行。

【關鍵詞】無功電壓管理；無功功率平衡；電壓偏差；電壓異常；AVC系統(tǒng)

1.無功電壓管理：電壓偏差

電壓偏差是指電網(wǎng)運行狀態(tài)的緩慢變化使電壓發(fā)生偏移，其電壓變化率小于每秒1%時的實際電壓值與系統(tǒng)額定電壓之差。我國規(guī)定電壓允許偏差值如下：

（1）發(fā)電廠和500kV變電站的220kV母線，正常運行方式時，電壓允許偏差為系統(tǒng)額定電壓的0～10%；事故運行方式時為系統(tǒng)額定電壓-5%～+10%。

（2）發(fā)電廠和220kV變電站的110～35kV母線正常方式時為相應系統(tǒng)額定電壓的-3%～+7%，事故后為系統(tǒng)額定電壓的±10%。

（3）用戶受電端的電壓允許偏差值如下：（1）35kV及以上用戶的電壓波動幅度應不大于系統(tǒng)額定電壓的10%；（2）10kV用戶為系統(tǒng)額定電壓的±7%；（3）0.38kV用戶為系統(tǒng)額定電壓的±7%；（4）0.22kV用戶為系統(tǒng)額定電壓的+5%～-10%。

（4）發(fā)電廠和變電站的10（6）kV母線應使用戶電壓符合用戶受電端的電壓允許偏差的規(guī)定值。（帶地區(qū)供電負荷的變電站和發(fā)電廠（直屬）的10（6）kV母線正常運行方式下的電壓允許偏差為系統(tǒng)額定電壓的0%—+7%。）。

2.無功電壓管理：影響電壓的因素及調整措施

（1）系統(tǒng)電壓是由系統(tǒng)潮流分布和系統(tǒng)設備參數(shù)決定的，影響系統(tǒng)電壓的主要因素是：a）由于生產(chǎn)、生活、氣象等因素引起的負荷變化；b）無功補償容量的變化；c）系統(tǒng)運行方式的改變引起的功率分布和網(wǎng)絡阻抗變化d）系統(tǒng)設備參數(shù)發(fā)生變化。

3.無功電壓管理：無功控制與有功控制的差別

在交流輸電系統(tǒng)中，有功功率和無功功率各有其特點，因此在控制上差別也較大：

（1）有功功率的發(fā)出與消耗比較集中，基本限于網(wǎng)絡中各個發(fā)電廠和負荷點，網(wǎng)絡上的損耗相對較??；而無功功率則不同，由于網(wǎng)絡各個元件的電抗遠大于電阻，因此各個元件上消耗的無功相對較大，另外由于存在線路的對地電容以及大量補償用的并聯(lián)電容器，所以無功功率的發(fā)出與吸收遍及網(wǎng)絡的各個部分，具有極大的分散性。

（2）有功功率的平衡直接反映在電網(wǎng)的頻率變化上，而電網(wǎng)各部分無功功率能否平衡將直接影響到各個部分的系統(tǒng)電壓。

（3）在供電網(wǎng)中，因線路電抗占有主導地位，根據(jù)理論推導，可以近似認為網(wǎng)絡中無功功率的流動取決于兩點間電壓相量的相位角差值；而有功功率的流動取決于兩點間電壓相量的幅值差。

4.無功電壓管理：電網(wǎng)無功平衡的原則

電網(wǎng)無功平衡的原則是分層平衡和地區(qū)供電網(wǎng)絡無功電力分區(qū)就地平衡。

5.無功管理：電壓異常處理

5.1當電網(wǎng)電壓異常降低時，值班調度員應采取以下措施進行調整

a）迅速增加發(fā)電機無功出力；b）投無功補償電容器；c）設法改變系統(tǒng)無功潮流分布；d）條件允許降低發(fā)電機有功出力，增加無功出力；e）必要時啟動備用機組調壓；f）切除并聯(lián)電抗器；g）確無調壓能力時拉閘限電。

5.2當電網(wǎng)無功功率過剩、電壓偏高時，值班調度員應采取以下措施進行調整

a）發(fā)電機高功率因數(shù)運行，盡量少發(fā)無功；b）部分發(fā)電機組進相運行，吸收系統(tǒng)無功；c）切除并聯(lián)電容器；d）投入并聯(lián)電抗器；e）控制低壓電網(wǎng)無功電源上網(wǎng)；f）必要且條件允許時改變運行方式；h）調相機組改進相運行。

6.無功電壓管理：無功補償

（1）輸電系統(tǒng)的無功補償主要是為了控制電壓，提高輸電網(wǎng)絡的最大功率傳輸能力和提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；配電系統(tǒng)的無功補償大多屬于負荷的補償，主要是控制無功，改善負荷的功率因數(shù)，改善電能質量。（2）電網(wǎng)中的無功電源有同步發(fā)電機、同步調相機、同步電動機、靜電電容器、靜止無功補償器、新型無功發(fā)生器、高壓架空線路和電纜線路的對地電容。（3）并聯(lián)電容器是一種常用的無功補償裝置，在電力系統(tǒng)中得到了十分廣泛的應用。永安電網(wǎng)自2007年以來，自坑邊變、尼葛變10kV母線上新安裝并聯(lián)電容器以來，已有17座變電站相繼安裝并聯(lián)電容器，改善了永安地區(qū)電網(wǎng)的無功電壓管理水平新局面。（4）在確定并聯(lián)無功補償容量時應該注意以下問題：1）在不同功率因數(shù)的條件下，相同補償容量的補償效益是不相同的。通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95左右為好，體現(xiàn)合理補償，取得最佳技術經(jīng)濟效益的原則。2）在輕負荷時不允許過補償，否則由于無功補償容量過大，會使功率因數(shù)超前，向電網(wǎng)倒送無功，是不經(jīng)濟的。

7.無功電壓管理：電容器的故障處理

（a）事故情況下，全所失壓后，必須將電容器的斷路器斷開：全所無電后，一般情況下應將所有饋線開關斷開，因來電后，母線負荷為零，電壓較高，電容器如不事先斷開，在較高的電壓下突然充電，有可能造成電容器嚴重噴油或鼓肚。（b）電容器組斷路器跳閘后不準強送。（c）電容器熔斷器熔斷后，在未查明原因前，不得更換熔體送電。d）當電容器組發(fā)生下列情況之一者，應立即退出運行：

（1）電容器爆炸；（2）電容器噴油或起火； （3）瓷套管發(fā)生嚴重放電閃絡；（4）接點嚴重過熱或熔化；（5）電容器內部或放電設備有嚴重異常響聲；（6）電容器外殼有變形膨脹。

8.無功電壓管理：AVC系統(tǒng)

所謂AVC系統(tǒng)是自動電壓控制系統(tǒng)的簡稱，英文為Automatic Voltage Control，是發(fā)電廠和變電站通過集中的電壓無功調整裝置自動調整無功功率和變壓器分接頭，使注入電網(wǎng)的無功值為電網(wǎng)要求的優(yōu)化值，從而使全網(wǎng)的無功潮流和電壓都達到要求。

目前永安地區(qū)AVC系統(tǒng)已涵蓋了城區(qū)及各個35kV～110kV變電站，對各個變電站的所有有載調壓主變及電容器進行自動控制，實現(xiàn)以下功能：

（1）通過AVC方案的實施，在優(yōu)先滿足110kV變電站110kV母線電壓合格的前提下，進一步提高永安市區(qū)電網(wǎng)各變電站的35kV、10kV母線電壓合格率，提高供電質量。

（2）充分利用現(xiàn)有的各種無功補償設備，在保證全地區(qū)110kV變電站功率因數(shù)合格的前提下，降低電網(wǎng)的線損率。

（3）通過AVC系統(tǒng)對電網(wǎng)內的主變有載分接頭及電容器進行自動調節(jié)和自動投切操作，減輕值班調度員和現(xiàn)場變電值班人員的工作量。

（4）通過AVC系統(tǒng)潮流計算，對如何調控地區(qū)各電廠的無功出力提出建議，供值班調度員參考調控。

9.總結

通過永安電網(wǎng)設備的合理配置，人員的監(jiān)控意識不斷提高，新設備、新技術的更新應用，使永安電網(wǎng)無功電壓管理水平得到很大的提高。

【參考文獻】

[1]丁書文.電力系統(tǒng)微機型自動裝置.中國電力出版社，2006，1.

[2]張永健.電網(wǎng)監(jiān)控與調度自動化.中國電力出版社，2009，5.

[3]何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析.華中科技大學出版社，2002，3.