提高10kV配电线路供电电能质量水平的技术措施研究

提高 10kV配电线路供电电能质量水平的技术措施研究

何 凯

汉中供电公司，陕西 汉中 724200

摘要：近年来，电力能源的在能源使用中越来越占据主导地位，人们的生产和生活的各个领域中都离不开电力，且对电力能源的应用质量要求不断提高。10 kV配电线路是电力能源输送的主要方式，人们对10 kV配电路线的管理越来越严格。目前我国的配电线路管理中还存在许多问题，只有保障其安全、可靠、稳定地工作，才能为人们安全稳定供电。

关键词：10kV配电线路；供电；电能质量水平
        引言： 电力系统的稳定运行对社会稳定、经济发展具有至为重要的作用。首先，输配电线路在电力企业、电力用户以及各大企业间搭起一座桥梁，起着连接作用，保障各类电力用户的平稳运行。不难理解，当输配电线路发生故障时，经常会造成电力供应中断的情况，由此给广大电力用户的生活、工作等造成极大不便，给企业生产经营造成不可估量的损失，从而使得用户对电力企业服务质量给出较低的评价。其次，一旦输配电线路产生大面积瘫痪的情况，容易导致中心地区大范围停电，使得广大居民心中出现恐慌，从而影响社会治安，对社会稳定产生极为不利的影响。

        1 电能质量概述
        1.1电能质量的概念
        在理想状态下，电网中三相交流电的电压和电流波形为正弦波，各相电压和电流要求幅值相等、相位相差120°，并且各相电压、电流的相位相同。但在实际情况下，由于配电网中大量非线性、非对称性设备，以及一些外部干扰、故障、操作等原因，导致电网的理想状态消失，电能质量受到影响。为了减少和改善外部因素对配电网的负面影响，需要对配电网中的电能进行分析，进而引出了电能质量的概念。
        1.2电能质量的重要性
        由于电力系统电源的不断发展，电力生产由计划经济逐渐转变为向市场经济，众多用户对电能质量的要求也越来越高。同时，对群众生活的供电是一种公益事业，保证良好的供电质量促进社会文明、安定的重要因素。电能质量已经逐渐成为全中国乃至全世界共同关注的重要问题，同时已经成为电工领域的研究重点。实际上电能质量就是供电电压特性，即关系到用电设备工作（或运行）的供电电压各种指标偏离理想值（额定值或标称值）的程度。
       1.3电能质量主要指标
       电压偏差；谐波含量；频率偏差；三相电压不平衡；电压波动和闪变；暂时过电压和瞬态过电压；电压暂降；波形缺口。电网的结构、系统无功补偿设备和调压、调频手段以及电网调度的合理性决定了电压偏差和频率偏差。
       2 10kV配电网电能质量影响原因分析
       10kV 配网工程施工技术以及质量控制工作水平的高低直接影响我国电力系统供电质量的好坏。因此要想提高我国供电系统的整体质量和水平，为千家万户输入源源不断的高质量电源，就需要从 10kV 配网工程施工及质量控制两方面入手，与时俱进、开拓创新，实现我国电力企业经济效益和社会效益的最大化。
        2.1 三相电压不平衡
       从本质上来看，三相电压不平衡属于基波负荷配置问题，是由于单相大容量负荷在三相系统中的容量及电气位置分布不合理导致。电力系统中存在大量电容元件及电感，便会产生无功功率。无功功率本身并不会消耗能量，其能量仅在负载与电源间交换、输出，但在能量交换过程中会带来一定程度的电能损耗，会让电网实际功率增加，甚至会对电力系统及部分用电设备产生一定影响。无功功率不足会让负荷端供电电压下降；若无功功率过大则会造成运行电压波动上升、加大输电线路附加损耗、引发非特征次谐波、导致负荷较大的某相绕组出现过热等问题。
        2.2 配网管理工作不到位
        配网管理工作不到位是影响配网建设的一个重要因素，因此，要求供电部门要对供电过程中的运行、建设和规划进行有效协调，建立健全配网供电管理体系，提高对配网管理的重视程度，才能够有效提高配网供电的可靠性。经验得知，一批优秀员工如果得不到有效管理和资源调配，同样不能够做出优秀成绩。这足以证明有效协调配网管理工作，可以最大限度提高 10kV 配网供电的可靠性。
        3 10kV配电网电能质量改善措施
        无功功率在电力系统当中对配电系统的压力影响非常大，无功功率不足电网电压就会降低，无功功率过于旺盛电网电压就会偏高，因此确保无功功率平衡是保证电网电压质量的基础。在进行无功补偿配置时要根据便于电压调整和分级就地平衡的原则进行配置。以降损为主调压为辅；以分散补偿为主集中补偿为辅二者相结合的方式，进而实现配电网电能质量10kV。
        3.1无功优化补偿
        目前，10k配电网的无功配置主要包括用户终端分散补偿、杆上无功补偿及变电站集中补偿3种方式：首先，用户分散补偿该补偿方式可应用于整个电网，具有较好的适用性，其电压改善效果较为理想，可有效降低线损及电压损失，有利于提升线路整体供电能力。由于低压无功补偿主要是通过配电变压器低压侧最大无功功率需求来确定容量，故设备利用率不高，投资较大。其次，杆上无功补偿杆上无功补偿是10kV配电网中最为常见的补偿方式。该方式主要是通过提升配电网功率因数来实现降损升压。其设备利用率较高，投资较小，电压改善效果较高。但由于杆上安装并联电容器与变电站存在一定距离，会影响保护配置，会对维护工作产生一定影响。最后，变电站集中补偿该补偿方式主要是通过并联电抗器及有载调压变压器来实现协调控制，可获取较好的电压改善效果，但投资相对较大。

        3.2抑制谐波
        抑制或减缓谐波通常可以分为预防性和补偿性两种。一方面预防性措施包括：通过增加整流器的脉动数或者采用可控的整流来限制整流器的谐波；对于供电设备，如电容器﹑发电机﹑变压器等，采取在设计﹑制造﹑配置等方面减少谐波。另一方面补偿性措施包括：改变馈线参数；采用滤波器、比如在变电站l0kV的母线上加装谐波补偿装置。通常的谐波补偿装置有无源滤波器、有源滤波器以及混合滤波器。
       3.3构建电能质量协调系统
       在电能质量控制过程中，可采取多种方法或方式进行调节。但这些方法只能独立调节，且调节结果会相互影响。为保证电能质量得到最大程度地改善，就需要协调各种调节设备，以发挥协同作用，这就需要构建出一个电能质量协调系统。电能质量协调系统可采取集中控制、分级控制方式构建集中控制主要是将大量实时数据传递至控制中心，进行统一处理；分级控制则是将信息控制在一个较小范围内，由上级对下级进行协调。同时，电能质量协调系统应视为电力系统的一部分，它可单独成立，但不能成为信息孤岛。通过电能质量协调系统可对全网电能质量进行实时监测、分析，根据分析结果对相关设备行为进行协调，以保证电能质量达到要求。
       4 结语
       综上所述，对于配电网的电能质量来说，存在一定的质量问题是在所难免的，但一旦问题出现，就有可能在一定程度上对于供电用电带来不利影响，必须采取有效措施给予改进与完善，从而更好的提供供电用电服务，为全面推进10kV配电网的用电安全以及稳定运行奠定重要的基础，相信，随着科学技术的不断进步，对于电能质量的改进技术也将越来越高，并更好的为配电网的电能运行以及使用服务。
参考文献
[1]周健,郭光成,李正刚,等.10kV配电网电能质量分析及改善措施研究[J].工程技术:全文版,2016(6):00176-00176.
[2]路迎春.论10千伏配电长线路如何确保电能质量措施[J].工程技术:全文版,2016(10):00210-00210.