摘要：就可用率而言,我国现阶段电力用户的等级不同,可用率不同,对电力缺口较大的经济发达地区级别较低的用户可用率还相当低。随着我国电力系统改革的发展,所有用户的用电可用率都将逐年提高,接近和赶上欧美发达国家。关心电能质量就是关注电力事业的改革与发展。

    1 电能质量指标

    标志我国电能质量的主要指标和国家标准是: 

    (1) 可用率。目前情况下电力需求远远大于电力供给,全国各地标准不同,但可用率理想标准是1,若是0.999886,则一年有1小时不可用。 
    (2) 电压偏差。允许在额定电压±10%内变化。电力系统根据电压等级的高低,不同的网络(对用户而言)规定:35kV以上系统为±5%,10kV以下系统为±7%,低压照明及非重要用户为+5%～-10%。 
    (3) 频率偏差。允许在50±0.5Hz变动,电力系统的考核标准为50±0.2Hz(事故处理过程中不在此限)。 
    (4)三相不平衡。最高一相的电压不得高于电压最低一相的电压10%。 
    (5)电压波形。为正弦交流波形,不同电压等级的网络电压总波形畸变率(即波形中含有谐波分量的多少)限值不同,如380V系统是5%,10kV系统对应的电压波形畸变率限值是4%,而110kV系统波形畸变不大于2%。还有就是暂态的电压闪变,目前各国和地区还没有统一的标准。 

    2 保证或提高电能质量的途径 

    电能质量超出标准会对发电厂、电力网、电力用户产生不同类型的损害或负面影响,但如何保证或提高电能质量,是发、供、用各级部门认真思考的问题,采取何种措施与方法,要科学论证,合理选择,以求取得最大的安全和经济利益。 

    电压偏差、频率偏差、三相不平衡度与电力系统密切相关;电压闪变、谐波、三相不平衡度与用户的电力负荷特性息息相关,电力系统与电力用户之间又相互影响,所以各方要对电能质量有一个客观的认识。 

    保证电压稳定的通常方法有:一是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%,这是最经济的首要选择手段;二是改变电源布局或改变无功补偿装置的安装位置,使线路尽量减少无功输送,实现无功功率的就地补偿;三是改变变压器的变比或调整变压器分接头开关的方法来实现电压的调整;四是改变电力线路的参数,如串联电容器或增加导线截面,降低线路电压损耗。使用的无功补偿装置有电力电容器和调相机以及目前市面上的新型电力稳压装置。对超高压线路还要布设电抗器吸收系统无功功率而保证电压稳定。 

    频率稳定完全是一个有功平衡问题。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,也要设置重大负荷时10%的事故备用容量,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,“经济要发展,电力要先行”说的就是这个道理。备用电源要根据系统的需要设置热备用和旋转备用。进行频率稳定调整的机组即要有充足的调整裕度,也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。改革开放以来,电力系统进行了20多年标准化的规范管理,我国电力系统电压和频率偏差超过或接近国家限额的情况已很少见,大系统对频率偏差的考核标准苛刻到了50±0.1Hz。 

    三相电压不平衡不仅会降低电动机的效率,而且谐波污染也加剧了电源的三相不平衡。治理的主要途径是科学合理地布置和分配负荷;从技术角度来讲,通常采用自饱和电抗器,用于改变小范围的阻抗特性来实现电压的平衡稳定。 

    3 抑制和治理谐波污染 

    首先用准确的均方根值测量仪器仪表对电路及中性线定期测量,进行谐波调查。加强对用户输电线路电能质量的测量和检查,定期对输配电系统进行检测、对比,特别是中低压系统,找出谐波产生和发展的规律。以确认谐波的污染程度和谐波来源,找出“病根”对症“下药”,以便“药到病除”。目前我国对谐波检测有成熟的技术和可靠的设备,实施过程也相当简便。 

    谐波污染的抑制和防治措施根据装置工作原理不同又分为由电感线圈、电容器、电阻组成的无源滤波器和由电力电子设备组成的有源滤波器。无源滤波器是利用电容、电感谐振的原理来“吸收”和“阻止”谐波,以限制进入公用电网的谐波,从而保证电压畸变率保持在较低的水平。按接线方式分又有串联滤波和并联滤波以及低通滤波。串联滤波主要滤除3N次谐波(或叫作零序谐波)。并联接入的滤波器不仅滤除多次谐波,而且对系统有无功补偿作用。低通滤波器主要用于高次谐波的治理。在电源接入端测量如果有谐波污染可首先安装阻波线圈以“拒之门外”,在条件有限的地方也可使用并联电容器的方法将谐波“揽入怀中”。 

    并联电容器组虽然有提高功率因数和调节波动电压的作用,但在一定参数条件下,对谐波还有放大作用,必须避免。改变与电容器串联的阻流电抗器参数,或者减少补偿电容器投入数量或增加补偿网络,以及将电容器组的某一支路改成滤波器等就可消除并联电容器对谐波的放大现象。 

    有源滤波器实质上是一个大功率的谐波发生器,它通过谐波采样装置将谐波源发出的谐波采集后,再完整地复制出来,然后反向接入谐波源的入网点,起到与谐波大小相等、方向相反相互抵消的作用,其产生的谐波随污染源的变化而变化,其接入方式也分串联有源滤波器和并联有源滤波器,其效果很好,但成本较高。 

    改变负荷分配也可降低谐波对其他支路的影响;增加电网的短路容量提高电气设备的短路比也可以降低谐波对接在同一电网上其它设备的影响。何种方法科学可行,要视具体情况对待,既可以使用一种方法,也可多种措施并举以达到满意的效果。 

    电子工业、等离子生产设备,以及计算机芯片等对电压闪变要求较高,但也有差别。加装静止无功发生装置(SVG)和动态电压调节器(DVR)可以解决电压闪变问题。过去只有国外才有的这类高端设备,我国目前已有生产和应用。 

    就可用率而言,我国现阶段电力用户的等级不同,可用率不同,对电力缺口较大的经济发达地区级别较低的用户可用率还相当低。随着我国电力系统改革的发展,所有用户的用电可用率都将逐年提高,接近和赶上欧美发达国家。关心电能质量就是关注电力事业的改革与发展。