趙希才1,劉月朋2 河北省 1阜城縣電力局;2武邑縣電力局
[摘 要]調(diào)整電網(wǎng)電壓的幾項措施
[關(guān)鍵詞] 電網(wǎng)電壓
電壓是電能的一個重要指標(biāo)，是衡量電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。電網(wǎng)電壓過高會造成電氣設(shè)備絕緣損壞，而且變壓器、電動機(jī)等的鐵芯損耗增大，溫升增加，縮短壽命。電壓過低會使用電設(shè)備出力下降，效率降低，致使不能正常工作或者產(chǎn)品質(zhì)量不合格；嚴(yán)重時導(dǎo)致電動機(jī)啟動時間大為增長，因溫度過高而燒毀電器。所以如何保證電網(wǎng)合格的電壓是電網(wǎng)設(shè)計及運(yùn)行工作的一項重要內(nèi)容。
在系統(tǒng)電壓正常的情況下，若實現(xiàn)本供電區(qū)域的電網(wǎng)電壓合格，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和布局是首要因素。必須滿足：（1）變電站靠近負(fù)荷中心；（2）各電壓等級的供電半徑不應(yīng)過大；（3）供電線路導(dǎo)線截面應(yīng)滿足負(fù)荷要求規(guī)定。經(jīng)過近幾年的農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造工程，農(nóng)村電網(wǎng)得到了很大的改進(jìn)，以上幾個條件都能滿足。下面主要論述一下在現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，電網(wǎng)運(yùn)行人員調(diào)整電壓的幾種措施。
一、改變變壓器的變比進(jìn)行調(diào)壓
110KV及以上等級的變壓器一般都是三繞組，35KV以下的變壓器都是雙繞組。三繞組變壓器的高中壓繞組和雙繞組變壓器的高壓繞組都有若干分接頭可供選擇�，F(xiàn)在主變壓器多采用有載調(diào)壓的變壓器，其特點是可以在有負(fù)載的情況下更改分接頭，而且分接頭和調(diào)壓范圍都比無載變壓器增多和增加了。例如對于SFSZ9-31500/110型有載調(diào)壓變壓器，其高壓繞組有17個分接頭，調(diào)壓范圍是 ±10%。中壓側(cè)有5個分接頭，調(diào)壓范圍是 ±5%（中壓不可有載調(diào)整）。既然變壓器的分接頭可以選擇，也就是說變壓器的變比可以選擇，那么我們可以利用選擇適當(dāng)分接頭的方法進(jìn)行調(diào)壓。下面舉例說明選擇方法：
假設(shè)變電站H最大負(fù)荷時高壓母線電壓為UHmax ，變壓器的電壓損耗為 ΔU hmax ，歸算到高壓側(cè)的低壓母線電壓為U hmax ，低壓母線要求的實際電壓為Uˊhmax ，則選擇的分接頭為
Uˊhmax=U hmax/Khmax
=（UHma x -ΔU hmax）/ Khmax
=（UHmax -ΔU hmax）/UNH/UHmax
可得為： UHmax=（UHmax -ΔU hmax）/UNH/ Uˊhmax------------------------(1)
式中 Khmax ——變壓器最大負(fù)荷時應(yīng)選擇的變比；
UNH ——變壓器低壓繞組的額定電壓；
UHmax ——變壓器最大負(fù)荷時應(yīng)選擇的高壓繞組分接頭電壓。
同樣，該變壓器最小負(fù)荷時應(yīng)選擇的高壓繞組分接頭電壓為
UHmin=（UHmin -ΔU hmin）/UNH/ Uˊhmin--------------------------------------(2)
二、投切無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行調(diào)壓
線路的電壓損耗可以表示為:
△U=(PR+QX)/UN--------------------------------------------------------------(3)
有功負(fù)荷只能由發(fā)電機(jī)提供，而無功負(fù)荷除了由發(fā)電機(jī)提供外，還可以由一些無功補(bǔ)償裝置提供。由式（3）可見無功功率越小，電壓損耗也就越低。這種調(diào)壓方式的原則就是盡量使系統(tǒng)無功功率就地平衡。電網(wǎng)中常用的并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備包括電容器、調(diào)相機(jī)和靜止補(bǔ)償器。它們雖然補(bǔ)償原理不同，但作用卻都是在大負(fù)荷時發(fā)出感性無功功率，補(bǔ)償用電設(shè)備對感性無功功率的需求，減少由于輸送這些感性無功功率而在線路上產(chǎn)生電壓降落，提高電壓質(zhì)量。
補(bǔ)償容量可以由下式確定
Qc=Ujc(Ujc-Uj)/Xij
其中 Qc ——需設(shè)置的無功功率補(bǔ)償設(shè)備容量；
Uj——設(shè)置補(bǔ)償設(shè)備前歸算到高壓側(cè)的變電站低壓母線電壓；
Ujc——變電站低壓側(cè)要求保持的電壓；
Xij——歸算到高壓側(cè)的兩母線之間總電抗。
1、調(diào)相機(jī)的調(diào)節(jié)方式是借改變其勵磁電流以改變供應(yīng)或吸收的感性無功功率。端電壓為定值時，無功功率與勵磁電流之間基本是線性關(guān)系。調(diào)相機(jī)調(diào)節(jié)無功功率的效果最好，因為它既能發(fā)出感性無功又能吸收感性無功，所以既能提高電壓又能降低電壓。但是調(diào)相機(jī)的投資大、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜。
2、電容器是一種容性負(fù)荷，由于它只吸收容性無功功率，即只發(fā)出感性無功功率，所以投入電容器只能提高電壓。選用電容器時，變壓器的分接頭應(yīng)按最小負(fù)荷時電容器全部退出運(yùn)行的條件考慮，再按最大負(fù)荷時的調(diào)壓要求確定應(yīng)設(shè)置的電容器容量。有關(guān)規(guī)程規(guī)定，變電站設(shè)置電容器的容量應(yīng)不小于主變?nèi)萘康?0~30%，具體數(shù)值還要參考本供電區(qū)域的負(fù)荷性質(zhì)。
電容器在使用中要采用集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合的原則。集中補(bǔ)償是將電容器集中裝在變電站低壓側(cè)的母線上。這種補(bǔ)償方式的優(yōu)點是：可以減少主變壓器及其高壓側(cè)輸電線路的無功負(fù)荷，彌補(bǔ)低壓線路分散安裝電容器容量的不足；便于運(yùn)行維護(hù)管理。分散補(bǔ)償是指在6~10KV農(nóng)村配電線路上分散安裝電容器。這種安裝方式可以有效補(bǔ)償配電線路和配電變壓器的無功損耗，提高電壓水平。安裝地點應(yīng)根據(jù)負(fù)荷分布情況選擇，主干 線的前中段不宜安裝。最好安裝在分支線的1/3到2/3之間。
為了使無功功率盡量就地平衡，我們可以在一些功率因數(shù)較低的用戶安裝電容器，進(jìn)行所謂的“動態(tài)補(bǔ)償”。電容器的投切是隨著電動機(jī)的啟動和停運(yùn)同步進(jìn)行的，這樣實際改變了用戶的負(fù)荷性質(zhì)，效果很好。
3、靜止補(bǔ)償器的主要作用是限制電壓波動�？煽毓杩刂频碾娍剐驼{(diào)節(jié)方式是借改變可控硅的觸發(fā)角度來改變電抗器的無功功率。
三、運(yùn)行中需要注意的幾個問題
1、由于配電變壓器大都是無載調(diào)壓型的，所以線路運(yùn)行人員需要經(jīng)常監(jiān)視用戶的電壓水平，在負(fù)荷大幅度變化時及時調(diào)整變壓器的分接頭，使供電電壓保持在正常范圍內(nèi)。
2、電網(wǎng)電壓和系統(tǒng)無功功率存在著密切的聯(lián)系。論述調(diào)壓措施都是在系統(tǒng)無功功率平衡的前提下進(jìn)行的，（討論無功功率平衡也是在電壓水平正常的情況下進(jìn)行的）。實際運(yùn)行中電壓調(diào)整和無功功率管理二者要兼顧。即電網(wǎng)電壓合格的同時無功功率也要盡量平衡。變電站值班員或者調(diào)度員在投切電容器和調(diào)整主變分接頭時一般應(yīng)按照這樣的原則進(jìn)行：電網(wǎng)電壓偏低時，先投運(yùn)電容器，再調(diào)整主變分接頭；電網(wǎng)電壓偏高時，先調(diào)整主變分接頭，再停運(yùn)電容器。而且降壓變壓器不得向電源側(cè)倒送無功功率。
3、一些沖擊性或間歇性負(fù)荷對于電網(wǎng)的電壓波動影響很大。為了減少這類負(fù)荷對其他用戶的干擾，可以采用如下措施：以專用母線或?qū)Ｓ镁�路對這類用戶單獨供電；在發(fā)生電壓波動的地點和電源之間設(shè)置串聯(lián)電容器；在這類負(fù)荷線路上設(shè)置靜止補(bǔ)償器。
