电网客户侧电能质量治理分析

关键词：电能质量；电网技术；治理分析

 

电能质量是指通过公用电网供给客户端的交流电的品质。 理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压持 续对用户供电。一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生 了电能质量问题。电能质量问题是一个复杂的系统问题，电能 的发、输、变、配、用瞬间完成，任何环节的异常变化都可能对电 能质量造成影响。国际电工委员会（IEC）指出：“一定数量的 电能质量问题是不可避免的，大多数设备应具有承受一定程度 电能质量问题影响的能力。”这意味着，电能质量问题的治理需 要电力企业、设备制造商以及客户三方的共同努力，在电网不 断提高抗外力干扰能力及稳定运行水平的同时,设备工艺的改 良、客户端安装补偿装置、电能质量下降时正确的处理方式等 都可以帮助客户减少损失。

 

以某科技有限公司电能质量事件调查分析为例，对客户侧 电能质量的治理与分析进行评估。事件概况:①4月9日10： 40左右，某科技有限公司供电线路1号变电站F26出现“闪 断”，导致客户电梯、电脑等受影响。②4月13日11：07左右， 租赁物业,分别由2号变电站F41和F51供电，出现电压波动， 导致客户机房、所有办公电脑等受影响。③4月15日08：51左 右，某科技有限公司供电线路1号变电站F26出现“闪断”。其 中，1号变电站F26位于1号变电站10 kV 2BM,2号变电站 F41和F51位于2号变电站10 kV 3M。

过程分析:经查电能质量监测系统，1号变电站和2号变 电站110 kV侧均未发生电能质量暂态事件，排除1号变电站 和2号变电站上级电源分别对其10 kV侧的影响。1号变电站 F14（10 kV 2AM）接地跳闸，重合不成功，故障原因为:户外公 用柜#4开关电缆出现故障。2015年4月13 H 2号变电站 10 kV3M未有暂态事件记录。经查SOE数据，主配网设备均 无异常，但11 ：07 ：04 2号变电站#3主变复合电压启动又复归。 （注:复合电压闭锁过流保护功能是作为馈线或者变压器保护 的后备，其功能是解决系统在运行方式下线路终 端两相短路（负序闭锁）或三相短路（低电压闭锁）时,故障电 流达不到速断整定值,过流延时时间又太长的矛盾引入复合电 压回路，来降低过流的动作值o）2015年4月13日11：07 2号 变电站10 kV 3M站外线路应出现瞬时短路，但未造成线路跳 闸。故障原因可能是站外线路瞬间短路或客户设备瞬间短路。 1号变电站F02（10 kV 2AM）接地跳闸，重合成功；1号变电站 F14（ 10 kV 2AM）接地跳闸，重合不成功，故障原因为：用户电 缆终端头故障。

原因分析:①2015年4月9日和2015年4月15日，某科 技有限公司电能质量事件均是由于1号变电站F14接地跳闸 （重合不成功），引起1号变电站10 kV 2AM母线的电压波动； 由于1号变电站10 kV 2AM和2BM存在电气连接，使得10 kV 2BM电压也出现电压波动现象，造成1号变电站F26电能质量 事件的发生。②2015年4月13日，租赁物业（分别由2号变电 站F41和F51供电）电能质量事件原因为：2号变电站10 kV 3M站外线路瞬间短路或客户设备瞬间短路，引起2号变电站 10 kV3M电压波动，造成2号变电站F41和F51电能质量事件 的发生。

结论：2015年4月9日和2015年4月15日，某科技有限 公司电能质量事件均是由于1号变电站F14接地跳闸引起。 2015年4月13日，租赁物业（分别由2号变电站F41和F51供 电）电能质量事件原因为站外线路或设备瞬间短路引起。

 

在日常工作中客户反映较多，对客户用电设备影响比较大 的电能质量问题主要有电压波动、谐波、电压暂降和短时中断， 引起这些问题的原因多种多样，大致可分为电力系统倒闸操 作、自然气候影响、电力系统故障和冲击性负荷投切等。

电压波动是指电压方均根值（有效值）一系列的变动或连 续的改变。电压波动是在某一时段内,实际电压幅值“急剧”变 化而偏离了额定电压，偏差是动态的，也就是我们通常所说的 “电压忽高忽低”。上述案例属于电压波动，短时间内造成客户 端电压波动超过允许值，这种现象主要危害在于可能因为瞬时 电压波动而导致线路与设备失压停机,造成该科技大厦的电 梯、安保系统、计算机等中止工作。

谐波是指其频率为基波的整数倍的辅波或分量。在理想 的纯净供电系统中，电流和电压都是正弦波。在只含线性元件 （电阻、电感及电容）的简单电路里，流过的电流与施加的电压 （大小）成正比，流过的电流是正弦波。近些年来，由于各种非 线性负荷（如变频调速设备、计算机系统等）的迅速发展使得公 用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也 不断发生，谐波危害的严重性才引起人们的高度关注。

电压暂降是指电气供电系统某一点上的工频电压方均根　　值突然减小到标称电压的0. lpu ~ 0. 9pu,随后经历10ms ~ Imin恢复到正常值的情况。短时中断是指电气供电系统某一 点上的工频电压方均根值突然减小到标称电压的a ipu以下， 随后经历10ms~lmin恢复到正常值的情况。

 

目前电能质量的治理方法主要为改善用电功率因数，使无 功就地平衡。合理选择供电半径。合理选择供电系统线路的 导线截面。合理配置变、配电设备，防止其过负荷运行。适当 选用调压措施，如串联补偿、变压器加装有载调压装置、安装同 期调相机或静电电容器等。

对于电站来说在电站系统中，将正常运行设备为参考对 象，分析其各项技术参数,然后将分析结果同故障设备的检测 结果做对比分析，根据对比结果便可以确定故障发生位置。 此种检测方法主要适用于定值校验过程中实测值与整定值存 在较大偏差，同时又不能准确确定故障发生原因的故障类型。 另外,选择此种方法对电站的电磁型继电器定值进行校验时， 如果继电器实测值与整定值存在较大偏差时，要选择用相同 仪器对其他相同回路同类继电器进行诊断，然后将两个继电 器的诊断结果进行对比，确定是否真的存在运行故障,而不是 在第一次诊断后直接断定该继电器不合格，或者对参数进行 调整。智能电网可以集中调试故障线路，作为一次设备集中 保护了大量电网节点，继电保护装置应该加强其容错性。对 于主干线路的开关控制以及线路自身的使用方面有着重要的 意义。独立性的开关可以将主线与支线在较短时间内进行分 割，便于解除故障。在母线的保护电路中可以采用多个电路 来防止偶然性错误造成的系统自动判断失误。同一时段如果 部分电路有问题，对应支路可以替代其工作，并且保证其同步 性。在经济合理的成本下实现对用户端用电系统设施的管理 控制，可以大幅提高配电用电系统与设施的运行与管理效率， 降低运营成本。

对于上述案例，针对1号变电站F14近期频繁跳闸，建议 加强对该线路的巡视工作，及时排除故障隐患，减少线路再次跳闸，造成对其余线路客户的影响。鉴于某科技有限公司近几次电能质量事件 的发生 ，均是 由于其余线路或客户故障对其造成的影响，其承受电压波动能力不强， 建议该公司根据用 电设备实际情况，重新整定其低压保护设定时间，减少电压波动对其造成的影响。宜综合采用不问断电源 (UPS)、动态电压暂降恢复装置(DVR)、电压整流器 、VSP电压暂降保护器等设备，缓解以电压暂降和短时中断为特征的电能质量问题。有效减轻电压波动对于设备带来的影响 ，起到平波的作用 ，同时也减轻了对于线路的损耗，是相对科学有效的办法。