周曉武 雷華斌 徐曉輝

【摘要】小水電作為一種清潔無污染、可再生、具有良好生態(tài)與社會效益的綠色能源類型，充分開發(fā)利用水電資源，對于羅田電網(wǎng)和國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重大的作用。

【關鍵詞】水電;電網(wǎng);措施;分析

前言

我縣境內有5大水系，大小河流501條共2186公里，全縣建有水庫132座，控制來水面積597.4平方公里，總蓄水量3.58億立方米。并網(wǎng)接入羅田電網(wǎng)的小水電共61座，總裝機容量 75.85 MW小水電接入配電網(wǎng)運行，不具備可調節(jié)能力的小水電站接入10kV線路小水電有57座分別接入28條10KV用戶線路，具備一定調節(jié)能力的小水電站，接入10KV線路有3條，接入專用線路1條，接入35KV線路1條，接入110KV線路3條，小水電的并網(wǎng)對我縣的國民經(jīng)濟發(fā)展起到了積極推動的作用。但是，隨著小水電的建設規(guī)模和裝機容量的迅速擴大，對羅田電網(wǎng)的運行也存在一定的影響，現(xiàn)就高電壓、無功不足、線路損耗及安全四個方面進行分析及采取措施：

一、小水電高電壓的形成分析及措施

1.小水電高電壓形成原因分析

小水電引起高電壓問題主要發(fā)生在豐水期，由于部分區(qū)域小水電開發(fā)較為集中，總裝機容量較大，而水電資源豐富的區(qū)域一般經(jīng)濟都不發(fā)達，負荷密度小，豐水期小水電發(fā)出的電能無法就地進行平衡，引起線路末端電壓升高。

（1）東安河電站是梯級電站共有五級接入10KV專用線路，豐水季節(jié)，庫容拖水，小水電滿發(fā)用電高峰時，電壓合格，用電低谷時，存在系統(tǒng)有功。無功倒送，就算調整變壓器檔位，也存在電壓過高的現(xiàn)象。當枯水季節(jié)，水庫一般在頂峰時發(fā)電，也易存在高電壓。

（2）跨馬墩、鳳凰關等等52個小水電分別接入10條10KV用戶線路，小水電一般都是徑流式，豐水期，小水電滿發(fā)線路負荷倒送，這些用戶線路往往是首端線徑粗，末端線徑細，而小水電一般接入10 kV線路的末端。當枯水期時，線路能保證末端供電需求，調檔主變檔位或投入電容，也是導致電壓高的原因之一。當潮流發(fā)生變化，首末倒置，其末端線路線徑便成為負荷輸送瓶頸，從而導致高電壓。

（3）響水潭電站接入35KV線路時， 當小水電的負荷無法在本變電所供電區(qū)域就地平衡時，負荷將向上級電源倒送，從而抬高了變電所的35kV側母線電壓， 造成整片區(qū)域高電壓。

（4）小水電管理問題。小水電建設時，為獲準接入10kV公用線，有意將報裝容量降低，而實際安裝時則提高裝機容量，而供電線路的接入設計余量不足，從而造成高電壓。

2.小水電高電壓采取的措施

（1）安裝雙向自動調壓器。以10kV鳳凰關線路為例，在線路中部和末端有水電站4座，總裝機容量達到4830kW。據(jù)運行數(shù)據(jù)顯示，枯水期小水電停運，線路末端電壓根據(jù)壓降計算只有8.167kV左右，不能滿足用戶的用電質量需求。豐水期變電站出口電壓為11.045kV，線路上的小水電除了滿足周邊用戶用電之外，還向主電網(wǎng)輸送一部分電能，末端電壓最高時超過12kV，相應提出安裝線路自動調壓器的治理措施。雙向自動調壓器能針對雙向供電或多電源供電系統(tǒng)自動識別潮流方向，通過跟蹤輸入電壓的變化，來自動調整三相有載分接開關的檔位，在±20%的范圍內對輸入電壓進行雙向自動調節(jié)，保持輸出電壓穩(wěn)。

（2）根據(jù)枯水期和豐水期的實際情況，將變壓器分接開關進行調檔和根據(jù)無功的情況及時投退電容器。節(jié)范圍可選擇為-15%～+15%。豐水期時，通過變壓器的檔位上調，達到正常電壓運行的需要，枯水期將變壓器檔位根據(jù)負荷情況下調。

（3）轉移小水電負荷，將線路進行改造小水電密集區(qū)域內的小水電負荷集中轉接入附近小水電較少的10 kV公用線，通過負荷轉移就地平衡的方式，解決高電壓問題。

二、小水電無功電量不足的形成分析及措施

1.小水電無功電量不足形成的原因分析

（1）小水電無功電量受上網(wǎng)電壓影響

小水電站大都建在山區(qū)且線路末端，線路半經(jīng)大，用電負荷峰谷差大，電壓與用電負荷成反比，峰谷時電壓在10KV左右，低谷時電壓高達11kv以上，按電力變壓器的最低檔電壓反眏到低壓側電壓在0.45kv左右，直接影響小水電的無功上網(wǎng)電量不足。

（2）并網(wǎng)小水電無功出力不足設備因素

一是入網(wǎng)線路較長、電壓等級不高、導線截面偏小、供電半徑大，線路參數(shù)不合適。二是發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)容量不足。運行中，隨著并網(wǎng)機組所帶負荷的增加，機端電壓相應升高。當機端電壓達到1.05額定電壓時，定子鐵芯已經(jīng)飽和，在電樞反應去磁作用下，需勵磁電流加大，增加勵磁電流無功出力和機端電壓雖然稍有增加，但發(fā)熱嚴重，限制了勵磁調節(jié)，也就限制了無功輸出。

（3）并網(wǎng)小水電無功出力不足管理因素

一是對于徑流式小水電，在豐水期，為了盡量減少棄水，搶發(fā)有功，減發(fā)無功，寧可扣除部分電費，造成發(fā)無功不足的現(xiàn)象。二是大部分的小水電發(fā)電機設備落后只有手動勵磁系統(tǒng)，沒有根據(jù)有功輸出的大小相應調節(jié)無功輸出的比例，即沒有按功率因數(shù)保持在0.8左右并網(wǎng)運行。三是小水電值班人員錯誤地認為向電網(wǎng)發(fā)無功，必然影響有功的輸出，有意將勵磁調至最小，造成發(fā)電機在“欠勵磁”狀態(tài)下運行，加重電網(wǎng)中的無功負擔，造成不應有的有功損耗。

2.提高小水電無功電量不足的措施

（1）增大勵磁電流

采用改善勵磁條件，增大勵磁電流的方法是改善上網(wǎng)電量和供電質量的重要條件，勵磁控制質量的好壞直接影響上網(wǎng)電量質量和電力系統(tǒng)的供電質量，因電網(wǎng)負荷峰谷差大，低谷時電壓偏高，增大勵磁電流是有限的并且長期超出發(fā)電機額定電壓值運行對發(fā)電機絕緣和使用壽命有很大影響。

（2）裝設電容器

在無功缺額的線路裝設電容器，有效補償無功電量不足的途徑，但這種方法需要設備多、投資大、不宜節(jié)省空間等缺點。