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]調整電網電壓的幾項措施
[關鍵詞] 電網電壓
電壓是電能的一個重要指標，是衡量電能質量的標準之一。電網電壓過高會造成電氣設備絕緣損壞，而且變壓器、電動機等的鐵芯損耗增大，溫升增加，縮短壽命。電壓過低會使用電設備出力下降，效率降低，致使不能正常工作或者產品質量不合格；嚴重時導致電動機啟動時間大為增長，因溫度過高而燒毀電器。所以如何保證電網合格的電壓是電網設計及運行工作的一項重要內容。
在系統電壓正常的情況下，若實現本供電區域的電網電壓合格，電網的結構和布局是首要因素。必須滿足：（1）變電站靠近負荷中心；（2）各電壓等級的供電半徑不應過大；（3）供電線路導線截面應滿足負荷要求規定。經過近幾年的農網建設與改造工程，農村電網得到了很大的改進，以上幾個條件都能滿足。下面主要論述一下在現有電網結構下，電網運行人員調整電壓的幾種措施。
一、改變變壓器的變比進行調壓
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。現在主變壓器多采用有載調壓的變壓器，其特點是可以在有負載的情況下更改分接頭，而且分接頭和調壓范圍都比無載變壓器增多和增加了。例如對于SFSZ9-31500/110型有載調壓變壓器，其高壓繞組有17個分接頭，調壓范圍是 ±10%。中壓側有5個分接頭，調壓范圍是 ±5%（中壓不可有載調整）。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分接頭的方法進行調壓。下面舉例說明選擇方法：
假設變電站H最大負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 ——變壓器最大負荷時應選擇的變比；
UNH ——變壓器低壓繞組的額定電壓；
UHmax ——變壓器最大負荷時應選擇的高壓繞組分接頭電壓。
同樣，該變壓器最小負荷時應選擇的高壓繞組分接頭電壓為
UHmin=（UHmin -ΔU hmin）/UNH/ Uˊhmin--------------------------------------(2)
二、投切無功補償裝置進行調壓
線路的電壓損耗可以表示為:
△U=(PR+QX)/UN--------------------------------------------------------------(3)
有功負荷只能由發電機提供，而無功負荷除了由發電機提供外，還可以由一些無功補償裝置提供。由式（3）可見無功功率越小，電壓損耗也就越低。這種調壓方式的原則就是盡量使系統無功功率就地平衡。電網中常用的并聯補償設備包括電容器、調相機和靜止補償器。它們雖然補償原理不同，但作用卻都是在大負荷時發出感性無功功率，補償用電設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生電壓降落，提高電壓質量。
補償容量可以由下式確定
Qc=Ujc(Ujc-Uj)/Xij
其中 Qc ——需設置的無功功率補償設備容量；
Uj——設置補償設備前歸算到高壓側的變電站低壓母線電壓；
Ujc——變電站低壓側要求保持的電壓；
Xij——歸算到高壓側的兩母線之間總電抗。
1、調相機的調節方式是借改變其勵磁電流以改變供應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系。調相機調節無功功率的效果最好，因為它既能發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。但是調相機的投資大、運行維護復雜。
2、電容器是一種容性負荷，由于它只吸收容性無功功率，即只發出感性無功功率，所以投入電容器只能提高電壓。選用電容器時，變壓器的分接頭應按最小負荷時電容器全部退出運行的條件考慮，再按最大負荷時的調壓要求確定應設置的電容器容量。有關規程規定，變電站設置電容器的容量應不小于主變容量的20~30%，具體數值還要參考本供電區域的負荷性質。
電容器在使用中要采用集中補償和分散補償相結合的原則。集中補償是將電容器集中裝在變電站低壓側的母線上。這種補償方式的優點是：可以減少主變壓器及其高壓側輸電線路的無功負荷，彌補低壓線路分散安裝電容器容量的不足；便于運行維護管理。分散補償是指在6~10KV農村配電線路上分散安裝電容器。這種安裝方式可以有效補償配電線路和配電變壓器的無功損耗，提高電壓水平。安裝地點應根據負荷分布情況選擇，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較低的用戶安裝電容器，進行所謂的“動態補償”。電容器的投切是隨著電動機的啟動和停運同步進行的，這樣實際改變了用戶的負荷性質，效果很好。
3、靜止補償器的主要作用是限制電壓波動。可控硅控制的電抗型調節方式是借改變可控硅的觸發角度來改變電抗器的無功功率。
三、運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壓型的，所以線路運行人員需要經常監視用戶的電壓水平，在負荷大幅度變化時及時調整變壓器的分接頭，使供電電壓保持在正常范圍內。
2、電網電壓和系統無功功率存在著密切的聯系。論述調壓措施都是在系統無功功率平衡的前提下進行的，（討論無功功率平衡也是在電壓水平正常的情況下進行的）。實際運行中電壓調整和無功功率管理二者要兼顧。即電網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度員在投切電容器和調整主變分接頭時一般應按照這樣的原則進行：電網電壓偏低時，先投運電容器，再調整主變分接頭；電網電壓偏高時，先調整主變分接頭，再停運電容器。而且降壓變壓器不得向電源側倒送無功功率。
3、一些沖擊性或間歇性負荷對于電網的電壓波動影響很大。為了減少這類負荷對其他用戶的干擾，可以采用如下措施：以專用母線或專用線路對這類用戶單獨供電；在發生電壓波動的地點和電源之間設置串聯電容器；在這類負荷線路上設置靜止補償器。
