淺談電壓閃變

　　摘要：電壓閃變是影響電能質(zhì)量的一個(gè)重要因素，本文論述了電壓閃變產(chǎn)生的原因，簡(jiǎn)要介紹了幾種常用檢測(cè)技術(shù)及抑制閃變的措施，為電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)與閃變的監(jiān)測(cè)及抑制提供參考。
　　關(guān)鍵詞：電壓波動(dòng) 閃變 檢測(cè) 抑制
　　中圖分類號(hào):TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2011)10(b)-0000-00
　　
　　1 閃變的產(chǎn)生
　　引起電壓閃變的原因有很多，主要分為三類。一是電源引起電力系統(tǒng)電壓閃變，主要是指風(fēng)力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的閃變；二是負(fù)載的切換、電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)引起電壓閃變；三是沖擊性負(fù)荷（如電弧爐、軋鋼機(jī)、礦山絞機(jī)、電力機(jī)車等）投入電網(wǎng)運(yùn)行引起的電壓閃變。
　　
　　2 閃變的測(cè)量
　　現(xiàn)階段許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家正側(cè)重于電壓閃變測(cè)量技術(shù)的研究，已提出的測(cè)量電壓閃變的技術(shù)有以下幾種：
　　
　　上述每種技術(shù)在確定電壓閃變幅值和頻率時(shí)各有優(yōu)缺點(diǎn)。我國(guó)的電力專家及學(xué)者通過大量測(cè)試和研究，根據(jù)我國(guó)的情況并參考了國(guó)外的研究成果，制定了有關(guān)電壓波動(dòng)和閃變的標(biāo)準(zhǔn)。
　　GB12326-2000規(guī)定，根據(jù)IEC-61000-4-15制造的IEC閃變儀是目前國(guó)際上通用的測(cè)量閃變的儀器，有模擬式的也有部分或全部是數(shù)字式兩種結(jié)構(gòu)，其簡(jiǎn)化原理框圖如圖1所示。
　　
　　框1為輸入級(jí)，它除了用來實(shí)現(xiàn)把不同等級(jí)的電源電壓(從電壓互感器或輸入變壓器二次側(cè)取得)降到適用于儀器內(nèi)部電路電壓值的功能外，還產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制波，用于儀器的自檢。框2/3/4綜合模擬了燈-眼-腦環(huán)節(jié)對(duì)電壓波動(dòng)的反應(yīng)。其中框2對(duì)電壓波動(dòng)分量進(jìn)行解調(diào)，獲得與電壓波動(dòng)成線性關(guān)系的電壓；框3的帶通加權(quán)濾波器反映了人對(duì)230V 60W鎢絲燈在不同頻率的電壓波動(dòng)下照度變化的敏感程度，通頻帶為0.05~35Hz；框4包含一個(gè)平方器和時(shí)間常數(shù)為300ms的低通濾波器，用來模擬燈-眼-腦環(huán)節(jié)對(duì)燈光照度變化的暫態(tài)非線性響應(yīng)和記憶效應(yīng)。框4的S(t)作不同的處理來反映電網(wǎng)電壓引起的閃變情況。進(jìn)入框5的S(t)值是用積累概率函數(shù)CPF的方法進(jìn)行分析。[2]
　　
　　3 閃變的抑制
　　我國(guó)電力系統(tǒng)閃變情況比較嚴(yán)重，應(yīng)該及早治理，加以抑制。閃變的主要原因是負(fù)荷引起的電源電壓波動(dòng)。因此抑制電壓閃變的方法和抑制電壓波動(dòng)的方法本質(zhì)上是相同的。為了抑制電壓波動(dòng)，可以采取以下措施。
　　合理的選擇變壓器的分接頭以保證用電設(shè)備的電壓水平。在新建變電站或用戶新增配電變壓器，條件許可時(shí)應(yīng)盡可能采用有載調(diào)壓變壓器。
　　設(shè)置電容器進(jìn)行人工補(bǔ)償。電容器分為并聯(lián)補(bǔ)償和串聯(lián)補(bǔ)償。并聯(lián)電容補(bǔ)償主要是為了改變電網(wǎng)中無功功率的分配，從而抑制電壓的波動(dòng)、提高用戶的功率因數(shù)、改善電壓的質(zhì)量。串聯(lián)補(bǔ)償主要是為了改變線路參數(shù)，從而減少線路電壓損失、提高末端電壓并減少電能損耗。
　　線路出口加裝限流電抗器。在發(fā)電廠10kV電纜出線和大容量變電所線路出口加裝限流電抗器，以增加線路的短路阻抗，限制線路故障時(shí)的短路電流，減小電壓的波及范圍，提高變電所的35kV母線遭短路時(shí)的電壓。
　　采用電抗值最小的高低壓配電線路方案。通常，架空線路的電抗約為0.4Ω/km，電纜線路的電抗約為0.8Ω/km?？梢娫谕瑯娱L(zhǎng)度的架空線路和電纜線路上因負(fù)載波動(dòng)引起的電壓波動(dòng)是相差懸殊的。因此條件許可時(shí)，應(yīng)盡量?jī)?yōu)先采用變壓器阻抗唯一方法。
　　配電變壓器并列運(yùn)行。變壓器并列運(yùn)行是減少變壓器阻抗的唯一方法。
　　大型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)帶電容補(bǔ)償。其目的是為了對(duì)大型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行個(gè)別補(bǔ)償。在線路結(jié)構(gòu)上使電動(dòng)機(jī)和電容器同時(shí)投入運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)較大的滯后啟動(dòng)電流和電容器較大的超前沖擊電流的抵消作用，使其從一開始啟動(dòng)就有良好的功率因數(shù)，并且在整個(gè)負(fù)荷范圍內(nèi)都保持良好的功率因數(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)起到了很好的穩(wěn)定作用。
　　采用電力穩(wěn)壓器穩(wěn)壓。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，目前國(guó)產(chǎn)的各種類型的電力穩(wěn)壓器質(zhì)量都較可靠。這種電力穩(wěn)壓器主要用于低壓配電系統(tǒng)，能在配電網(wǎng)絡(luò)的供電電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)自動(dòng)保持輸出電壓的穩(wěn)定，確保用電設(shè)備的正常運(yùn)行。
　　電弧爐改為利用三相整流的交流電弧爐，可以有效的減少閃變和不對(duì)稱的影響；提高供電系統(tǒng)能力，比如將沖擊性負(fù)荷接到較高電壓等級(jí)的供電網(wǎng)絡(luò)，由于系統(tǒng)短路容量的增大，導(dǎo)致相對(duì)電壓波動(dòng)減小，也即閃變的影響減小，但所需投資較大。[3]
　　目前，大部分用于改善和提高電能質(zhì)量的補(bǔ)償裝置都具有抑制電壓波動(dòng)和閃變的功能，靈活交流輸電系統(tǒng)(FACTS)也能抑制電壓波動(dòng)和閃變。該系統(tǒng)通過控制電力系統(tǒng)的基本參數(shù)來靈活控制系統(tǒng)潮流，使輸送容量更接近線路的熱穩(wěn)極限，能提高輸電系統(tǒng)輸送容量。目前主要的FACTS有：靜止無功補(bǔ)償器(STATCOM)，晶閘管投切電容器型(TSSC)，可控串聯(lián)補(bǔ)償電容器(TCSC)等。根據(jù)前面的式(2)知，在10kV以上系統(tǒng)中，通過FACTS改變線路電抗能減小電壓波動(dòng)，特別是并聯(lián)補(bǔ)償裝置——STATCOM，通過與系統(tǒng)進(jìn)行無功功率交換，以維持線路電壓恒定，因此是抑制系統(tǒng)電壓波動(dòng)、閃變和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性特別是電壓穩(wěn)定性的有力工具。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　程浩忠．電能質(zhì)量概論．中國(guó)電力