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供电企业电网电能质量管理的探讨
来源: | 作者: | 发布时间: 2021-03-04 | 66 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
  
  0前言
  随着国民经济和科学校术的高速发展,冶金工业、化学工业和信息产业等现代化大工业和电气化铁路都得到了大发展.这就使电力系统的负荷日趋复杂化和多样化,电网中非线性负荷(硅整流设备、电解设备、电力机车)及冲击性、波动负荷(电弧炉、轧钢机、电力机车运行)的大量应用;使得电网发生波形畸变(谐波)电压波动、闪变、三相不平衡、非对称性。用电负荷的高速增长和多样性、复杂化使电能的需求量日益增加,同时对电能质量的要求也越来越高。
  如何保证或提高电能质量,是发、供、用电各级部门认真思考的问题。我国十分重视电能质量的管理,从二十世纪九十年代开始,根据国际标准逐步制定了相关的国家标准。在目前的情况下,如何加强电能质量肯理.保证电能质量,是供电企业必须认真面对的重要课题。
  1电能质量标准简介
  对于供电企业而言,衡量电能质量的主要指标是电网频率和电压质量。频率质量指标为频率允许偏差;电压质量指标包括允许电压偏差、允许波形畸变率(谐波)、三相电压允许不平衡度以及允许电压波动和闪变。相应地,我国电能质量的标准包括以下五个方面。
  1.1 电网频率
  我国电力系统的标准频率为50Hz,国标《电能质量电力系统频率允许偏差》(GB/T15945-1995)中规定电力系统正常频率偏差允许值为±02Hz。当系统容量较小时,偏差值了放宽到±0.5Hz。此标准中并没有说明系统容量大小的界限,而在《全国供用电规则》中有规定:“供电局供电频率的允许偏差:电网容量在3×107kW千瓦以上者为0.2Hz;电网容量在3×10kW及以下者为0.5Hz”。实际运行中,我国各跨省电力系统频率都保持在+0.1Hz~-0.1Hz的变化范同内,这点是在电网电能质量中最有保障的指标。
  1.2电压偏差
  国标《电能质量-供电电压允许偏差》(GB/Tl2315-90)中规定,电力系统在正常运行条件下,用户受电端供电电压的允许偏差为:35kV及以上供电电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%;10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%,220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%~10%。
  1.3三相电压不平衡
  国标《电能质量--三相电压允许不平衡度》(GB/T1543-995)适用于交流额定频率为50Hz的电力系统正常运行方式下,由于负序分量而引起的PCC点连接点的电压不平衡。该标准规定:电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%,短时间不得超过4%。该标准还解释:不平衡度允许值是在电力系统正常运行的最小方式下,负荷所引起的电压不平衡度为最大的生产(运行)周期中的实测值。在确定三相电压允许不平衡指标时,该标准规定用95%概率值作为衡量值,即正常运行方式下的不平衡允许值;对于波动性较小的场合,应和实际测量的五次接近数值的算术平均值对比;对于波动性较大的场合,应与实际测量的95%概率值对比格。其短时允许值是指在任何时刻均不能超过的限制值,以保证保护和自动装置的正确动作。
  1.4公用电网谐波
  国标《电能质量--公用电网谐波》(GB/T14549-93)中规定6kV~220kV各级公用电网电压(相电压)总谐波畸变率0.38kV为50%;6kV~10kV为40%;35kV~66kV为30%;110kV为2.0%,而用户注入电网的谐波电流允许值应保证在各级电网谐波电压限值范围内,所以国标规定各级电网谐波源产生的电压总谐波畸变率0.38kV为2.6%;6kV~10kV为22%;35kV~66kV为19%;110kV为15%。对220kV电网及其供电的电力用户参照本标准110kV执行。
  1.5波动和闪变
  国标《电能质量-电压允许波动和闪变》(GB/T12326-2000)是在原来GB12326-90的基础上,参考国际电工委员会(IEC电磁兼容(EMC标准IEC6100-3-7等标准修订而成。其中规定在公共供电点的电压波动允许值10kV及以下为25%;35kV-10kv为2%,220kv及以上为16%。电压闪变值主要是表征人眼对灯闪主观感觉的参数.国标推荐的闪变干扰的允许值,对照明要求较高的白炽灯负荷△U10为性0.4%,而一般性照明负荷△U10为0.6%。
  2供电企业电能质量管理
  供电企业的电能质量应从组织管理制度上和运行管理上加以严格保证。
  2l从组织管理制虎上保证电能质量的管理
  供电企业应根据国家有关标准,并结合电网的实际情况,制定适合于本企业的各种组织管理制度、设备运行管理和技术培训管理等措施。在相应的电能质量管理制度中应明确各级部门的责任和权利,明确地规定各部门和各级人员的电能质量管理的岗位职责,并制定相应的各种管理规定和考核办法。把电能质量的各项指标都纳入各级部门和相关人员的培训计划
  和经济考核中。
  2.2运行管理
  运行管理主要包括对电网频率及无功和电压的管理。无功和电压管理包括电压偏差、三相电压不平衡、谐波、电压波动及闪变的管理和主变压器有载开关和无功设备的管理。
  2.2.1频率的管理
  频率稳定是一个有功平衡问题,关键是要设置足够的备用设备容量,对于电力系统来说既要设置常规的负荷备用,又要设置重大负荷事故的10%备用容量;不仅要设置检修备用,还要根据国民经济的发展,设置国民经济备用。备用电源要根据系统的需要来设置热备用和旋转备用状态。进行频率稳固调整的机组既要有充足的调整额度,又要有与负荷变化速度相适应的调整速度,频率调整必须符合安全和经济的原则。一般,调度中心负责电网频率的远行监视和低周减载装置的管理。
  2.2.2电胜偏差的管理
  保证电压稳定的方法有如下几种:(1)改变电源或发电机端电压,调整发电机励磁电流,使发电机端电压偏离额定值不超过±5%,这是最经济的选择;(2)改变电源布局或改变无功补偿装置的安装位置,尽量降低线路无功的输送,以实现无功就地补偿;(3)改变变压器的变比或调整变压器分接头开关,实现电压调整,其实质也就是改变电力系统的无功分布;(4)改变电力线路的参数,如串联电容器,增加导线截面,降低线路电压损耗。(5)使用无功补偿装置,如电力电容器及目前市面上的新型电力稳压装置;(6)对超高压线路布设电抗器,吸收系统无功电能,以保证电压稳定。
  一般,由生计部门、调度中心及其它相关部每月对变电所母线电压曲线及用户变电所、用户配电所和用户处的记录式电压表系统电压进行连续监测和统计,以使电压调整到合格水平。
  2.2.3三相电压不平衡的管理
  负荷分配不平衡和特殊负荷(如电气化铁道的电力机车、电成重溶炉等)会导致三相电压不平衡。各供电公司负责准确统计用户负荷并尽量做到合理分配,而市场部则负责对特殊用电负荷进行网审查,并同步落实治理措施,这样才能尽量避免三相电压的不平衡。
  2.2.4电网的谐波管理
  电网的谐波主要是指电力系统中的非线性负荷,如硅整流设备、电解设备等引起的波形畸坐。未经治理的谐波在电网中流动,会造成电力系统的继电保护和自动装置产生误动或拒动,使各种电气设备产生附加的损耗和发热,使电机产生机械振动及噪声,并且,谐波电流在电网中流动,大大增加了电网中发生谐波谐振的可能,增加了引发事故的可能性。市场部和各供电公司负责对用户的非线性设备进行统计评估和监督治理,并落实治理措施。
  2.2.5电压的波动和闪变管理
  电压波动和闪变是一个暂态过程,其产生的原因设计系统运行以及用户用电两方面。系统方面产生的原因主要有短路故障,雷击致使保护动作等。用户方面的原因主要是大量设备的投入使用。如电弧炉、轧钢机、电力机车等特殊用电设备运行所引起。各东电公司负责测试冲击功率负荷引起的电压波动和闪变进行监督治理。
  2.2.6主变压器有载开关和无功设备管理
  为使各级变电站母线电压维持在一个合格的水平,调度中心对无功功率潮流进行实时监测和调整无功功率运行方式,并负责电容器组投退及有载开关的调档,并对电压合格率进行统计。计量部门则负责有无功电能平衡计算、分析。
  3结束语
  电网的电能质问题是摆在供电企业面前的一项非常紧迫的任务,决不能向环境污染那样,到了非要治理不可的地步才着手治理。因此必须从现在抓紧摸清现状,对现有谐波源加以限制,并采取切实有效的具备统计和分析功能的电能质量测试和监测仪器、开展技术交流与培训,不断提高人员素质等措施,以提高全电网的电能质量水平,向社会提供高质量的电能。