配网故障导致的电压波动对敏感用户的影响及控制措施

配网故障导致的电压波动对敏感用户的影响及控制措施

肖箭

(国网成都市新都供电公司四川成都610000)

摘要：在电力企业中，电能质量的衡量与电压波动有着十分重要的关系，因此，电力企业和用户对电压波动越来越重视。电力企业不仅需要为用户提供足够的电能，而且还需要使电能的质量得以切实保证。尤其是在现代工业与电子设备的企业中，其对于电能的质量有着更高的要求。对高质量的电能进行提供已经成为对电力企业运行与管理水平进行衡量的标志之一。在本文中，首先对配网故障导致的电压波动的形成原因进行了分析，并在此基础上，对电压波动对敏感用户的影响及其控制措施进行了探讨，仅供参考。

关键词：配网故障；电压波动；敏感用户；控制措施

1.引言

在电力系统中，配电网是直接面向用户的末端环节和服务的窗口，其供电的质量，特别是电压的质量能够对电力企业的经济效益与社会效益产生直接性的影响。通常来说，电能的质量包括电压、频率、谐波、三相不平衡度、电压的骤升或骤降等。电压波动是多种电能质量问题的其中一种。一般来说，电网受到雷击、对地短路、发电厂故障或者是其他内、外部原因造成的电网短时故障进而使得电网电压在短时间内出现较大幅度的波动，甚至会出现短时间的断电问题，如果不对其进行控制，将会对整个电力系统的安全稳定运行产生极为不利的影响。

2.电压波动的形成原因

在某一个时间段内，电压产生大幅度的变化而出现与额定值偏离的问题，就是所谓的电压波动。如果电压的变化速率每秒超过1%，就可以将其称为“急剧变化”。

如果配电系统遭到雷击或者是出现短路问题的时候，会使得电力配网的无功功率出现平衡性失调的问题，继而致使电压波动现象产生。与雷击相较来说，短路故障能够引起较为急剧的电压变化。配电线路在发生短路故障的时候，保护动作会切除故障点，然后实现自动重合，在此情况下，故障线路上的用电用户会出现短时间停电的事故，对同一供电母线上的其他用户来说，一般会有电压波动问题产生。假如重合的过程中出现问题，故障线路上的用户将再次出现断电故障，并且线路上的用户也有极大的可能会出现长时间的断电，进而使得周边的用户再一次被电压波动所影响。一般来说，因配网短路故障所引起的电压波动有两种类型：一是三相短路故障造成的对称电压波动；二是单相接地短路造成的不对称电压波动。在电网系统中，有相当一部分的短路故障是单相接地故障，而且，这也是电压波动产生的一个重要原因。

现阶段，在配电网中，对波动电压进行检测常用的方式有三种：平方解调检波法、全波整流检波法和半波有效值检波法。下图1所示为上述三种检测方法的原理结构图。

图1波动电压检出单元结构框图

3.电压波动的影响

现如今，对于供电企业来说，只有对高质量、稳定的电能进行提供才能够使得用户的要求得以切实满足，才能够使企业的经济效益与社会效益得以提升。但是，在配电网中引起的电压波动会对用户的信心产生极为不利的影响。在社会生产过程中，科学技术发展水平的提升促进了电力企业的发展，在其实际生产的过程中会有较多的精密电力控制系统应用，参与电能生产的控制装置等对于电压波动也是十分敏感的。配网故障导致的电压波动会对部分设备产生不利影响，并且这些设备如果出现中断作业的问题，将会对整个生产流水线，甚至是全厂的生产作业顺利进行产生严重应将，造成巨大的经济损失。

一般来说，在电压波动对电网与用户电气设备的影响主要表现在以下几个方面：（1）使电压出现波形畸变，导致电网的高次谐波提升，甚至会产生过电压的现象，对网络和相关设备有着极为不利的影响；（2）导致部分无功补偿装置退出，使无功补偿的效益在很大程度上减弱，继而致使网络线损故障的发生率提升；（3）致使一些配电设备无法继续运行，对用户的正常生产与产品的质量产生直接性的影响；（4）对整个电网的稳定运行产生影响，甚至会致使电压出现崩溃的问题。

近年来，在国内的配电控制系统中对交流接触器进行了较为广泛的应用。如果电网的内部出现电压波动，会基于电磁式交流接触器的特点以及其工作原理，使其出现较短时间的断电现象，进而使得依赖电流维持吸合的动静铁芯的吸力降低，当这个吸力降到比释放弹簧的弹力小的时候，接触器就出产生自动释放。通常来说，电磁式交流接触器的动作特性为：国际IEC标准的相关规定、额定电压80%是临界可靠吸合电压。一般来说，临界释放电压为工作电压的20%-70%范围内，电磁式交流接触器一般在标准电压的50%左右，持续的时间如果长于1个周波的时候，接触器会出现释放的现象。这会对部分工艺流程上不允许出现停机的企业来说将会产生极大的经济损失，甚至还会产生爆炸、火灾等灾害，危害人们的人身财产安全。

4.电压波动的控制措施

4.1对电网的维护与检修力度进行加大，减少配电网的故障

一般来说，电压波动的原因主要是配网系统故障和干扰，其对于不同用户产生的危害与用电设备对电压的敏感程度有着十分重要的关系。所以，为了能够使电压波动对敏感用户产生的影响得以减少，需要加强供电企业、设备的厂家以及用户等各个部门的合作，加大沟通协调力度，共同解决问题。现阶段，对于电力企业来说，对配电网的故障进行处理与解决是对电压波动进行控制的主要措施之一。供电企业需要对事故一般起因的检查工作入手，比如说动物接触带电体、架空线碰触树木、污闪、雷击等，对相应的措施进行采取，例如对线路的清扫力度进行加大，对线路避雷器进行安装，加大线路的巡视力度等等。此外，将设备对电压波动的敏感度进行降低也是一种较为有效的手段，用户可以在设备的订货合同上向制造商对这方面的技术要求进行明确，从而使设备抵抗电压波动的能力得以提升。对于必须要对高敏感设备进行使用的用户来说，其属于敏感用户，供电企业应该对电压波动对其产生的影响进行有效的控制，一般来说是让对电能要求比较高的用户，采取其供电等级或者是专线电缆供电的措施并对相应的补偿装置进行安装。在受到多次的电压波动影响之后，用户还要对相对较少的断电事故进行承受，对于敏感用户来说，可以对价格相对来说比较贵的不间断电源系统(UPS)、动态电压恢复器(DVR)、固态切换断路器(SSTS)等敏感、快速的电压波动补偿装置进行加装，同时，还可以对高压双电源进行考虑，如果有一路的电源不能够与用户的灵敏度要求相满足，可以切换到另一路来继续供电，然而，对于供电企业来说，这两路的电源应该来自不同的变电站，以此来使得供电的质量得以切实保证，尽可能地使用户的损失控制在最小的范围内。

4.2对用电设备的抗干扰能力进行提升

因为电压波动与短时间中断的原因是较为复杂的，并且其中存在着较多的不可控制因素，所以，从其成因上来看，对其进行控制存在较大的难度。然而，如果换个角度对其进行思考，电压波动之所以会有较大的危害，是因为用电设备对于电压波动是比较敏感的，因此，对用电设备的抗干扰能力进行提升就能够有效的控制好用户的损失，使其能够降低到最小的程度，甚至是能够对其进行避免。

4.3配网电压无功控制

现阶段，配电网自动化以及智能化的程度与输电网相比较来说，是存在比较大差距的，同时监测点与可控点也比较少。所以，对配网电压进行无功控制也会存在一定的问题：配网点对面广，负荷类型多，对于能够进行利用的数据也不多，系统在对命令进行执行之后，由于电压的等级不同以及区域电网设备之间的联系，会比较容易出现控制不全面的问题；还有部分设备由于运行状态存在问题，会产生不能够与相关动作条件相满足以及不可控制性的因素，所以，只能通过相邻电网的设备来对其运行的状态进行改善。另外，配网电压的无功控制系统应该遵循自下而上控制，自上而下判断的原则。

5.结语

在配网系统中，电压波动是一个十分严重的电能质量问题，需要引起供电企业的重视。现阶段，在供电企业中，电压波动与相关的电能质量问题是一项亟待研究的课题，供电企业需要采取措施对配网故障导致的电压波动进行有效的控制，尽可能地降低电压波动对敏感用户的影响。

参考文献

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[2]李正明，施诗，潘天红，陈武晖.基于灰色关联度和理想解法的电能质量综合评估方法[J].电力系统保护与控制，2014，42(6)：14-19.

[3]戴成昕.电压波动与闪变的抑制研究[D].华北电力大学(北京),2011.

作者简介：

肖箭(1976-)男，汉族，研究生，工程师,主要从事县级调度控制管理工作。