电网电压事故的预防与处理

电网电压事故的预防与处理
摘要：主要介绍了电网电压不合格的危害、电网电压偏低及偏高的原因、电
网电压调整措施、正常运行时变电站和配电所的调压原则及电网电压事故处理方法。

关键词：电压不合格的危害原因调压措施事故处理
一、电网电压不合格的危害
1、对于电力用户
各种用电设备都是按照额定电压来设计制造的，这些设备在额定电压下运行能取
得最佳效果，电压过大地偏离额定值，将对用户产生不良影响。

2、对电网而言
电压降低会使电网的电能损耗增大。

电压过低时还可能危及电网运行的稳定性，
发生电压崩溃事故。

而电压过高要影响设备的绝缘。

因此，保证用户处的电压接近额定值是电网运行调整的基本任务之一。

二、电网电压偏低及偏高的原因
1、电压偏低的原因
（1）供电网络或配电网络结构不合理，特别是一些农电线路送电距离太长，供
电半径过大，导线截面太小，使线路电压损失太大。

（2）电网无功功率电源不足或无功补偿设备管理不善，长期失修、经常停用等，使无功平衡破坏，这是电网电压水平普遍下降的根本原因。

（3）变压器分接头位置放置不合理。

（4）电网接线不合理，负荷过重，负荷功率因数低，电力设备检修及线路故障等，均可能使电网电压下降。

2、电网电压偏高的原因
随着现代化电网的发展，20—30万KW大容量机组直接接入超高压电网，以及500KV超高压线路的投入运行，其线路充电功率较大，每百公里充电功率（电容性无功功率）约10万Kvar，使220KV—500KV超高压电网内无功过剩，使主网电压过高。

这是电网发展的新课题。

三、电网电压调整措施
拥有充足的无功功率电源是保证电网有较好运行电压水平的必要条件。

但要使所有用户处的电压质量都符合要求，还必须采用各种调压手段。

就电力网而言，目前调整用户端电压的手段，主要采取如下措施：
（1）适当选择变压器的变比；
（2）改变线路参数R和X及改变无功功率分布，以减少网络的电压损耗。

为了保证中枢点电压变动不超过规定范围，在无功功率平衡的前提下，可以采用如下几种调压方法：
1、利用调整变压器分接头调压
改变变压器的变比可以升高或降低次级绕组的电压。

它分两种方式，即无载调压和有载调压。

2、改变电力网的无功功率分布进行调压
改变电力网无功功率分布的办法是在输电线末端，靠近用户处装设并联的无功补偿设备。

电网的无功补偿设备主要有同期调相机、静电电容器、静止补偿器。

3、改变线路参数R和X的方法调压
电压损耗可近似为电压降的纵向分量：
从上式可知，在输送功率一定时，改变参数R和X的大小，可以改变电压损耗，起到调压作用。

（1）用串联电容补偿线路参数的方法调压
（2）按允许电压损耗选择导线截面
在低压电网中，用户很多又很分散，容量又不大，且导线截面较小，电压损耗中PR/U分量所（3）用串联电感线圈增加线路无功功率和电压损耗的方法调压
4、辅助性调压措施——通过变更发电机的励磁电流改变发电机的端电压来调整电压
这种方法一般可在额定电压的±5%范围内调节电压。

对孤立电厂直接供电的小型
电网，因线路不长，其电压损耗不大，故改变发电机电压就可满足用户的电压质
量要求。

但对多级变压的供电范围大的系统，仅借发电机调压一般不能满足要求。

5、变电站调节电压和无功的主要手段是调节主变的分接头和投切电容器组。

通过合理调节变压器分接头和投切电容器组，能够在很大程度上改善变电站
的电压质量，实现无功潮流合理平衡。

调节分接头和投切电容器对电压和无功的
影响为：上调分接头电压上升、无功上升，下调分接头电压下降、无功下降（对
升档升压方式而言，对升档降压方式则相反）；投入电容器无功下降、电压上升，切除电容器无功上升、电压下降。

四、正常运行时变电站和配电所的调压原则
正常运行时，装有有载调压变压器和无功补偿设备的变电站及配电所应主动根据
省调（或地调）每季度编制下发的各电压中枢点允许电压变动范围（即电压曲线）进行电压调整。

从变压器的电压负荷关系，我们知道，用调节变压器分接头的方法调压时，随着
分接头的升高，变压器的变比在减小，次级绕组的输出电压在升高，但在这个过
程中，变压器自身的功率损耗，特别是无功功率损耗也在增加。

也就是说，当电
网因某种原因造成无功缺额时，通过调整变压器分接头的方法调压，将要增加电
网的无功缺额，造成其它地区的电压继续下降。

因此，对既有有载调压变压器又有无功补偿设备的变电站及配电所，正常运行情
况下具体的调压原则一般为：
1、电压降低时，优先考虑投入无功补偿设备，再调变压器分接头，但要避免向
系统倒送无功功率。

2、电压升高时，优先考虑调整变压器分接头，再考虑退出无功补偿设备。

无功补偿设备的投、切要得到所属调度的同意。

五、电网电压事故处理
1、处理中枢点电压过低事故的措施
（1）令与低电压中枢点相邻近的发电厂和装有无功补偿设备的变电站增加无功
出力，必要时可降低发电厂的有功出力（但频率要合格），增加无功出力。

但处
理位于远距离送电的受端中枢点电压过低时，应考虑增加受端发电厂的有功出力；（2）令其它乃至全系统的发电机、调相机、静止补偿器、静电电容器均加满无
功出力，但注意不要使本来就高的中枢点电压超过允许值；
若上述处理方法无效，中枢点电压仍然过低，则应限制用电，必要时可以拉闸。

拉闸限负荷的原则顺序为：
Ⅰ、拉限电压低又超用电的地区负荷；
Ⅱ、拉限设备过载的供电区的负荷；
Ⅲ、按事故拉闸顺序拉闸限电。

2、处理中枢点电压过高事故的措施
（1）令与高电压中枢点相邻近的发电厂和装有调相机、静止补偿器和静电电容器的变电站降低无功出力至最低，调相机改为进相运行（吸收感性无功功率）；（2）令其它乃至全系统的发电机和调相机、静止补偿器和静电电容器均降低无功出力，乃至最低，但不要使本来就低的中枢点电压低于允许值；
（3）令与高电压中枢点相邻近的发电厂带轻负荷的部分机组停机。

此外，为了保持电网稳定，防止发生电压崩溃事故，在系统中应设若干监视点，并规定电压下降的事故极限值。

当电压监视点电压降至事故极限值时，发电厂和装有调相机的变电站的值班员应利用发电机和调相机的过负荷能力增加无功出力来维持电压，并报告省调。

而省调应迅速增加（投入）系统所有的无功备用容量和有恢复提高电压效果的有功备用容量，必要时切除部分用户，来提高电压并消除上述设备的过负荷。

参考文献
【1】严法军，“变电站电压无功控制策略的改进”《电网技术》1997(10) 【2】王正风．无功功率与电力系统运行中国电力出版社．
【3】华北电网调度规程．
【4】何晓英电力系统无功电压管理及设备运行维护中国电力出版社
作者简介：田慧勇（1972-），男，内蒙古巴彦淖尔市人，电力系统自动化专业，电力工程技术高级工程师，变电站值班员技师，内蒙古超高压供电局，010080
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