电网波动原因分析及其影响

电网波动原因分析及其影响

李达

（大庆炼化公司机电仪厂黑龙江大庆163000）

摘要：220KV繁荣变电所是为炼化公司五个电源系统提供电源，即宏伟动力站、110KV建新变电所、110KV炼化变电所、马鞍山一次变、南一油库。

关键词：电力系统；电网波动；电压波动

一、电力系统的组成

电力是现代工业的主要动力，电力系统是由电压不等的电力线路将一些发电厂和电力用户联系起来的一个由电源、电力网以及用户组成的整体。发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。电力网是电力系统的一部分。它包括所有的变、配电所的电气设备以及各种不同电压等级的线路组成的统一整体。它的作用是将电能转送和分配给各用电单位。电能的生产是产、供、销同时发生，同时完成，既不能中断又不能储存。电力系统是一个由发、供、用三者联合组成的一个整体。其中任意一个环节配合不好，都不能保证电力系统的安全、经济运行。电力系统中，发、供、用之间始终是保持平衡的。

二、电网波动的因素

考核电网供电质量的指标包括电能质量（电压、频率和电压波形）和供电可靠性两大指标。以下情况可以造成电网波动：

(1)电压波动。电网电压的波动常常是因电网负载出现了较大的增加或减少而引起的。例如在用电高峰时电压往往偏低，有设备停机时电压往往偏高。电网电压波动的影响是较大的。

(2)频率波动。电网的频率波动主要是由于电网超负荷运行所致。

(3)波形失真度。波形失真度指计算机输入端交流电压所有高次谐波有效值之和与基波有效值之比的百分数。

(4)瞬时停电。瞬时停电是指计算机在正常运行过程中电网的瞬时断电。瞬时断电时间长会引起计算机出错，甚至停机。

(5)电压瞬变。供电电源的输出电压最大瞬变应小于等于额定电压的8％～10％，并在100～200ms内稳定。

(6)输出电压畸变率。一般应≤±5％。

(7)三相不平衡。指相角不平衡、电压不平衡、电流不平衡三种。

三、电压波动

由于供电系统中部分负荷的非线性、冲击性以及不平衡的用电特性，造成了诸多电能质量问题，电压波动就是其中之一。电压波动会影响敏感负荷和超敏感负荷的正常运行，严重时还会影响生产或造成不可估量的损失。

电压波动一般有一下几种原因：

1、产电入网及输电损耗

市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各式各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波动。

2、电涌的产生

电涌指的是输出电压有效值高于额定值110%，而且持续时间达一个或数个周期。电涌的产生有两类：外部电涌和内部电涌。

外部电涌最主要来源于雷电，另一个来源是由于电网上连接的大型电气设备、各种大型转换负载等常常需要关机或开机操作，这就使得电网因突然卸载或加载而产生高压涌流。内部电涌往往产生于低压电源线上电气设备。如：冰箱、空调、电梯、电焊机、空气压缩机和其它感应性负荷。

3、高压尖脉冲

高压尖脉冲指的是电压峰值达到6000v，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。高压尖脉冲主要是由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生的。这种脉冲电压具有突变性和不联续性，一旦产生将对用电设备造成极大的损坏，是用电设备潜在的杀手之一。

4、暂态过电压

暂态过电压指的是峰值电压高达20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。所有的用电设备都在公共电网这个大家庭下，在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高，从而导致电气设备瞬间过电压。暂态过电压对电气设备造成的破坏不下于高压尖脉冲。

5、电压下陷

电压下陷指的是市电电压有效值介于额定值的80%至85%之间的低压状态，并且持续时间达到一个或数个周期。

电压下陷是最常见的电力问题，它占了电力问题的87%。往往大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。电压下陷对电压质量要求高的新科技和精密设备影响非常严重。特别是对计算机的影响，轻则使keyboard等接口设备暂停作业，重则使数据流失、档案毁坏；电压的下陷同时也会使计算机内的组件毁坏，减短计算机的使用寿命。

6、电线噪声

电线噪声系指射频干扰(RFI)和电磁干扰（EFI）以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等，都会引起线噪声干扰。

7、频率偏移

频率偏移是指市电频率的变化超过3Hz以上。频率偏移主要由于应急发电机的不稳定运行，或由频率不稳定的电源供电所致。

电压波动与谐波的产生有类似的物理原因，如冲击性负荷的非线性特性、规则或不规则的分合闸操纵等。使非线性的交变负荷电流在与频率有依赖关系的电网阻抗上造成电网的电压波动。

四、炼化公司电力系统波动对生产装置造成很大影响

220KV繁荣变电所是为炼化公司五个电源系统提供电源。是电力系统的枢纽，当繁荣变电所发生事故造成系统电压波动时，会造成炼化公司电力系统波动。

2016年10月27日6时52分，繁荣2号主变35KV中压开关柜出现短路引起主变差动保护动作，繁荣110KV系统出现电压暂降波动，造成炼化公司57台机泵停机。

2017年6月18日12时06分，公司所属的炼化变系统、马变系统、建新系统均出现出现电压波动。此次故障原因为110KV兴盛变电所至龙湖泡变110KV输电线路乙线故障，从炼化变故障录波软件中查看，公司110KV电网A相、B相、C相电压分别下降至63.16%、55.31%、86.51%，持续时间0.894秒。由于电压下降幅度较大、持续时间长，造成我公司部分电动机停机。

91号磺酸盐配电所造粒机后台

经统计此次受影响装置46套，电动机停机227台，其中高压机3台，低压机224台。

2013年9月26日8时19分，宏伟系统电源电压波动，对炼化公司聚丙烯厂和动力一厂空分二车间3套装置生产造成波动。

参考文献：

[1]、王文峰郑州大学电压波动与闪变的检测方法研究

作者简介：

李达,电气工程师,毕业于长春工业大学工业自动化专业.