電能質量治理與控制是改善電能質量指標的唯一手段，是優質供用電的必 要條件，也是節能降耗的主要手段。隨著電能質量技術監督的深入，《中華人民 共和國電力法》中與電能質量相關條款實施執行力度的加大，以及與電能質量 相關的治理處罰措施的頒布實施，電能質量治理與控制已越發顯得重要。 電能質量污染的治理與控制主要包括電壓調整、頻率調節、諧波抑制、無 功補償、閃變抑制、瞬態電壓事件的控制等。表3-1是治理控制方法和電能質 量的關系。

 

    電力系統電壓調整的主要目的是采取各種調壓手段和方法，在各種不同運 行方式下，使用戶的電壓偏差負荷國家標準。但由于電力系統結構復雜、負荷眾 多，對每個用電設備電壓都進行監視和調整，既不可能也無必要。電力系統電壓的監視和調整可以通過對中樞點電壓的監視和調整來實現。所謂中樞點是指電力 系統可以反映系統電壓水平的主要發電廠和變電站的母線，很多負荷都由這些母 線供電。若控制了這些中樞點的電壓偏差，也就控制了系統中大部分負荷的電壓 偏差。 圖3-1顯示了一個簡單的電壓損耗情況。圖(a)是一個簡單網絡，有兩個 負荷點A和B} H為中樞點。圖((b)和圖((c)分別是一種簡化的負荷A和負 荷B的日負荷曲線，只有大負荷和小負荷兩種狀態。根據負荷曲線和線路 參數，可以計算出相應的線路HA電壓損耗△Uxn和線路HB電壓損耗△U。的變 化，如圖(d)和圖((e)所示。圖((f)表示負荷A} B允許的電壓偏差，這里 假設兩個負荷對電壓偏差要求相同。

 

    對中樞點的電壓調整，可根據電力網的不同性質，大致確定一個中樞點電 壓的變動范圍。其具體方式有3種:逆調壓、順調壓、恒調壓。

 

    1、逆調壓 如果中樞點供電至各負荷點的線路較長，各負荷的變化規律大致相同，而負荷變動比較大，則在高峰負荷時適當提高中樞點的電壓以補償線路上增大的電壓 損耗;在低谷負荷時，供電線路電壓損耗比較小，中樞點電壓適當降低，以防止 負荷點電壓過高。這種高峰負荷時電壓高于低谷負荷時電壓調整方式，稱為逆調 壓。逆調壓方式是一種要求較高的調壓方式，一般需要在中樞點裝設特殊的調壓 設備才能實現。中樞點采用逆調壓方式的，在高峰負荷時一般保持電壓比線路額 定電壓高5%，在低谷負荷時電壓下降至線路額定電壓。

 

    2、順調壓 對供電線路不長、負荷變動不大的中樞點，可以采用順調壓。順調壓方式是 指在高峰負荷時允許中樞點電壓略低，低谷負荷時電壓略高。順調壓一般要求高 峰負荷中樞點電壓不低于線路額定電壓的102.5%.，低谷負荷時中樞點電壓不高 于線路額定電壓的107.5%0

 

    3、恒調壓 介于逆調壓和順調壓之間的是恒調壓。恒調壓是指在任何負荷時，保持中樞 點電壓基本不變，一般保持在額定電壓的102}}-105。這種方式一般避免采 用，只有在無功調整手段不足時，負荷變動甚小時，或用戶處于允許電壓偏移較 大的農業電網時，才可采用。

 

    發電機不僅是有功電源，也是無功電源，有些發電機還能通過進相運行吸收 無功功率，所以可用調整發電機端電壓的方式進行調壓。現在同步發電機都裝有 自動勵磁調解設備，其主要功能是自動調整發電機的機端電壓、分配無功功率以 及提高發電機同步運行的穩定性。按規定，發電機可以在其額定電壓的95 % ^- 105%范圍內保持以額定功率運行。這是一種充分利用發電機設備、不需額外投 資的調壓手段。 對于由發電機直接供電的負荷，如果供電線路不長、電壓損耗不大，通過發 電機調壓就能滿足負荷的電壓要求。但如果通過多級變壓供電，僅用發電機調壓， 往往不能滿足負荷的電壓要求。而且因為發電機要照顧近處的地方負荷，電壓不 能調的過高，所以遠處負荷的電壓調整，還要靠有載調壓變壓器等其他調壓措施 來解決。

 

    1、改變電網無功功率分布對電壓的影響 當線路、變壓器傳輸功率時，會產生電壓損耗，因而如果能改變線路、變 壓器等電網元件上的電壓損耗，也就改變了電網節電的電壓大小。由電壓損耗 表達式△U=(PR+QX)/U可知，要改變電壓損耗有兩種辦法。一種改變網絡參 數，可用的辦法是串聯電容，利用串接的電容、電感上電壓相位差180“的特 點，抵消部分電抗;另一種是改變電網元件中傳輸的功率。在滿足負荷有功功 率的前提下，要改變供電線路、變壓器傳輸的有功功率，是比較困難的，除非 負荷是由環形網供電。所以改變線路、變壓器傳輸功率都是改變其無功功率。

 

    2、改變電網參數 改變元件的電阻和電抗，也能起到改變電壓損耗的作用。增大導線截面減 小電阻以減小電壓損耗，這種方法只是在負荷功率因數較高、原有導線截面偏 小的配電線路中才比較有效。一般不宜采用。改變電網的接線方式，如切除或 投入雙回線路中的一回線路，切除或投入變電站中一部分并列運行的變壓器等。 采用以上方法時，要考慮不降低供電可靠性和不顯著增加功率損耗等因素，所 以投切線路的辦法很少采用。 電網中用的多辦法是減小線路中的電抗。在超高壓輸電線路中廣泛采用 的分裂導線就可以明顯降低線路的電抗。在我國，220kV線路一般采用二分裂， 500kV線路采用四分裂。采用分裂導線，還可以減少導線周圍的電場強度，減 小電暈放電，降低線路電抗。

 

    電壓調整是個比較復雜的問題，因為整個系統每個節點的電壓都不相同， 運行條件也有差別，因此，電壓調整要根據系統具體情況選用合適的方法。

 

    發電機調壓是各種調壓手段中首先 被考慮的。因為它不需要附加設備，而是 充分利用發電機本身具有發出或吸收無 功功率的能力，從而不需要附加投資。但 這種方法往往只能滿足電廠地區負荷的 調壓要求，對于通過多級電壓輸電的負 荷，還需要采取其他調壓措施才能保證系 統電壓質量。

 

    在無功電源充裕的系統中，應該大力推廣和采用有載調壓變壓器，這是在 各種運行方式下保證電網電壓質量的關鍵手段之一。對一些通過多條不同電壓 等級線路、多級變壓器供電的負荷，其高峰負荷與低谷負荷電壓損耗的差別己 經大到無法僅僅用發電機調壓或無功補償的方法來滿足兩種運行方式下用戶電 壓的要求了，其結果不是高峰負荷時電壓太低，就是低谷負荷時電壓過高。在 這種情況下，輸電系統中的一級變壓器或多級變壓器，采用有載調壓是保證用 戶電壓質量唯一可行的辦法。但如果采用自動調壓有載調壓裝置時，調壓裝置 將反應于變壓器出口電壓的降低，調整抽頭位置，提高變壓器的輸出電壓，其 結果是負荷電壓的恢復和負荷吸收無功功率的增加，可能導致高壓電網電壓的 低落，終造成系統穩定破壞和受端系統的電壓崩潰。

 

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