电工技术（２０１５年２月下） 浅析无功电压管理存在的问题及解决措施 唐成年 国网阿勒泰供电公司 乌鲁木齐８３６５００ 摘要：随着社会的进步和经济的迅猛发展，电压无功管理工作受到国网公司上下的高度重视，电压无功管理工作搞不好，分 层、分区和就地无功平衡工作没做好，势必会破坏整个电网的无功平衡，引起大量的无功穿越，造成大量的电能损耗和电压 质量水平的降低。 关键词：电网；无功电压：措施 中图分类号：ＴＭ７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—１３８８（２０１５）０２—００１１—０２ 前言 于安全管理、运行管理、操作管理，不太重视无功管理和电 电能作为商品的一种，其产品质量的好坏，关系到千家 网经济运行。 ’ 万户的利益。电能质量作为衡量产品质量的一个指标，受到 ３．２无功补偿容量不足 供电企业和电力用户的极大关注和重视，一方面供电企业为 根据《电力系统电压和无功技术导则（试行）》（ＳＤ３２５—８９） 了电网的安全、可靠和经济运行，需要保证电网的电能质量， 的要求，２２０ｋＶ及以下电压等级的变电站应根据需要配置无 而另一方面电力用户也需要供电企业提供符合电能质量标 功补偿设备，其容量可按主变压器容量的０．１～０．３倍确定。 准的电力供应，以满足生产和生活的需要。随着全面建设小 但目前较普遍的情况是补偿容量不足，部分变电站存在欠补 康社会进程的加快，县域经济和小镇经济的迅猛发展，电压 或过补的现象。 无功管理工作搞不好，电网分层、分区和就地平衡工作没做 ３．３电容器配不合理 好，势必会破坏整个电网的无功平衡，引起大量的无功穿越， 有些变电站只在主变压器三次侧ｌＯｋＶ配置电容器、使 造成大量的电能损耗和电压质量水平的降低。极大程度上降 得二次侧３５ｋＶ所缺无功不能在３５ｋＶ侧得到补偿， 增加了变 低了用电设备的使用寿命，严重时还会造成电网崩溃，损害 压器损耗。有些变电站单组电容器容量偏大，运行中不能协 电气设备，同时增加客户投诉率，给供电企业带来不良的社 调配合，不能发挥应有的效果。较多的３５ｋＶ变电站无功补 会影响。为了顺应电力市场发展的形式，响应国家电网公司 偿设备不能实现补偿容量级差配置。 提出的优质服务十项承若，以抓电压合格率和供电可靠性为 ． ３．４变压器额定电压不合理 突破口，以一流供电企业为旗帜，全面提升供电企业的生产 目前，电网中还大量存在１ｌＯｋＶ三绕组变压器的额定电 经营管理水平。 压等级为１２１、３８．５、１ｌｋＶ的变压器，由于目前网络增强， ｌ无功电压管理的内容 供电半径减小，使配电网的电压抬高，电压很难满足规定要 １．１电压是电能主要质量指标之一 求，甚至造成配电网的电容器无法投入运行。 电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、 ３．５自动控制系统不完善 工农业安全生产、产品质量、用电单耗和人民生活用电都有 目前应用的无功电压自动控制装置或系统，是以满足变 直接影响。无功电力是影响电压质量的一个重要因素。各级 电站中、低压母线电压合格率为前提，不向电网输送或少送 供电部门和各用电单位都要加强电压和无功电力的管理，切 无功条件来投切电容器和调节主变压器分接头的，但会造成 实改善电网电压和用户端受电电压。 用电低谷时段电压符合要求，功率因数却超上限，电容器仍 １．２为使各级电压质量符合国家标准，各级电力部门要 然投入运行。而用电高峰时段，电压符合要求，功率因数低 做好电网规划、建设和管理，使电网的结构、布局、供电半 于下限时，电容器却不投入运行。设备、装置自动化程度低。 径、潮流分布经济合理 ３．６小电厂电源的影响 各级电压的电力网和电力用户都要提高自然功率因数， 目前，地方小电厂增加了很多，这些电厂有时为了自身 并按无功分层分区和就地平衡以及便于调整电压的原则，安 的经济利益或由于运行水平所限，往往在电网需要无功时， 装无功补偿设备和必要的调压装置。 发得很少。而在用电低谷时，有功少发，无功并不少发，使 １．３电压和无功电力实行分级管理 得有小电源接入的变电站的功率因数很难满足考核要求。 各网、省局、地（市）县供电企业都要切实做好所属供 ３．７用户无功补偿的问题 电区的无功电力和电压质量管理工作。制定职责范围和协作 部分电力用户不能及时向供电部门报送电压质量和功 制度，并指定一个职能部门设专（兼）职负责归口管理。各 率因数等电能指标，也不重视无功补偿装置的建设和改造， 级供电部门要对所管辖电网（包括输配电线路、变电站和用 加重了配电网的负担。 户）的电压质量和无功电力、功率因数和补偿设备运行监察、 ４无功电压管理的措施 考核。各电力用户都要向当地供电部门按期报送电压质量和 ４．１构建合理完善的网络结构 无功补偿设备的安装容量和投入情况，以及无功电力和功率 对负荷集中地区的最高一级电压网络加强网络联系和 因数等有关资。电网和用户都要提高调压装置和无功补偿设 电压支持，逐步形成坚固的受端系统。优化低一级供电网络， 备的运行水平。 实行分层供电。采取双Ｔ型接线，或环网布置、开环运行方 ２无功补偿的相关要求 式。保持合理的供电范围，尽可能缩短供电半径。保证无功 目前，由于负荷的不断增加，以及电源的大幅增长，不 电源与无功负荷间的平衡，系统中应留有足够的无功电源备 但改变了电力系统的网络结构，也改变了系统的电源分布， 用容量，并分散装设于电压调整敏感的变电站内。 造成系统的无功分布不尽合理，甚至可能造成局部地区无功 ４．２科学配备无功补偿设备 严重不足，电压水平普遍较低的情况。随着系统结构日趋复 按《导则》要求配备无功补偿设备，对１ｌＯｋＶ及以下电 杂，当系统受到较大干扰时，就可能在电压稳定薄弱环节导 缆线路较多的变电站，为解决无功倒送问题，应在变电站低 致电压崩溃。因此无功补偿方案的确定要围绕无功潮流的分 压母线上装设并联电抗器以满足无功平衡的要求。无功补偿 布，确定合理的无功补偿位置和容量，选择科学、合理的电 设备容量的配置合理，可分组投切、灵活调整，要方便操作。 网无功补偿技术方案并赋予实施。 ４．３合理选择变压器 ３无功电压管理存在的问题 各电压等级变压器的额定变比、调压方式、调压范围及 ３．１对无功电压管理重要性认识不足 每分级的电压值，要满足发电厂（下转第１３页） 长期以来，存在重视有功、轻视无功的思想，工作侧重 １１ 电工技术（２０１５年２月下） 子辐照以及紫外线辐照等。 为严酷区和和缓区，其中严酷区包括核岛安全壳内区 核岛 机械应力 壳外主蒸汽隔离阀隔间及蒸汽发生器排污阀／排污管贯穿件 机械应力因素取决于电缆安装和运行中的多种因素，包 隔间，和缓区为除严酷区以外的其他区域。在机组正常运行 括疲劳振动、重力、安装应力、外部影响等。机械应力因素 环境工况下，严酷区电缆的环境温度约为１０－５７．２℃，６０年 可能会导致电缆的疲劳性损伤、电缆终端连接处形成高阻局 累计辐照剂量小于２．１×１０７ ｇａｍｍａ ｒａｄｓ。 部热点、电缆绝缘／护套的结构性破坏等，从而加快电缆整 基于以上电缆运行环境工况，结合电缆材料、设计参数 体老化的速率。 及老化机理，可以看出三门核电ＡＰＩＯ００机组电缆运行中的 电和水的作用因素 老化影响因素主要包括：温度、辐照、机械应力、电和水汽、 中高压电缆在电和水的影响下可能会产生水树效应和 氧化腐蚀等。针对这些老化影响因素，三门核电在电缆老化 电树效应。绝缘材料在电／水的作用下，由于可能存在的电 管理工作中应对以下内容予以关注： 缆制造中的质量缺陷、施工中机械外力作用伤害以及绝缘中 关键敏感电缆对应材料的老化机理。筛选并整理出机组 的空隙和裂纹等因素，造成局部电场分布不均匀，诱发局部 的关键敏感电缆清单及其对应的绝缘、护套材料信息，分析 放电，以导体的空隙、杂质为起点，逐步破坏，发展成树枝 材料本身的老化机理。 化，树枝状痕迹逐步伸展至全部路径而发生老化击穿 温度和辐照热点区域梳理。基于机组设计基础信息结合 水树和电树效应常见于交联聚乙烯绝缘的电缆，应予以 电缆周边设备的功能及环境辐照分区梳理出温度和辐照热 一定的关注和重视。 点区域。可在热点区域布置相应的温度监测仪表或辐照监测 复合环境因素 仪表以跟踪其环境参数变化。 多种环境因素同时作用于同一个电缆或终端部件时，会 减少机械应力影响。运行维护中尽量避免对电缆产生机 产生协同老化效应，其影响程度取决于电缆材料应对该环境 械应力，减少疲劳性损伤及材料磨损的发生，在维修活动拆 因素的抵抗能力，总体来说多种环境因素的叠加老化影响通 线／接线过程中应严格按照电缆相关安装要求实施。’ 常要大于单一因素所造成的老化影响。 参考文献 ４三门核电／ＬＰｌＯ００机组电缆老化管理工作应重点关注 ［１］ＮＢ／Ｔ ２００８７－２０１２核电厂安全重要仪表和控制电缆老化 的问题 管理指南［Ｓ］．国家能源局，２０１２． 三门核电ＡＰＩＯ００机组核岛壳外中低压电力电缆、控制 ［２］ｌ ｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃａｂ Ｉ ｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｇ ｉ ｎｇ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｇｕ ｉ ｄａｎｃｅ： 电缆以及核岛壳内电缆为乙丙橡胶（ＥＰＲ）绝缘和护套的低 Ｌｏｗ－Ｖｏｌｒａｇｅ ＣａｂＩｅ［Ｒ］，ＥＰＲｌ，Ｐａｌ０ ＡＩｔｏ，ＣＡ ａｎｄ Ｕ．Ｓ． 烟无卤阻燃型电缆，核岛壳外仪表电缆为交联聚乙烯（ＸＬＰＥ） Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｗａｓｈ ｉ ｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．：２００３．１ ００３６６３． 绝缘交联聚烯烃（ｘＬＰｏ）护套的低烟无卤阻燃型电缆。其中 ［３］Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ Ａｇｅｊｎｇ ｏｆ Ｍａｊｏｒ Ｎｕｏ Ｊｅａｒ 壳内电缆根据设计规范按照ＩＥＣ６０５０２、ＩＥＥＥ３８３、ＩＥＥＥ３２３、 Ｐｏｗｅｒ Ｐ Ｉ ａｎｔ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｌ ｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ Ｓａ｛ｅｔｙ ＡＳＴＭ Ｄ２８６３、ＵＳ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ Ｇｕｉｄｅ１．１３１等标准完成了设备 ｌ ｎ—ｏｏｎｔａ ｉ ｎｍｅｎｔ ｌ ｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔ ｉ ＯＲ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏ ｌ ｃａｂ Ｉ ｅｓ［Ｒ］， 性能鉴定试验及６Ｏ年寿命鉴定试验。 Ｉ ＡＥＡ—ＴＥＣＤＯＣ一１ １ ８８，Ｖ；ｅｎｎａ，２０００． 三门核电ＡＰＩＯ００电缆的运行环境根据机组环境分区分 作者简介：李涛涛男本科 （上接第１１页） 、变电站母线和用户受电端电压质量的要求。发电厂升压变 加强无功调度管理，及时下达电压曲线，合理安排主变压器 压器的选择。变压器调压范围可选±（２×２．５％），高压侧额 分接头位置，确保各级电压等级的变电站合理拖入无功设备， 定电压为ｉ．１倍系统的额定电压。对于地区小电厂，因上网 使各级电压得到无功支撑；做好事故预想及反事故演习，考 线路短，为便于和附近的降压变压器的分接头配合，变压器 虑电压、无功对系统安全运行的影响；在运行中必须保持适 高压侧额定电压可选择１．Ｏ５倍系统额定电压。 当的无功备用容量，保证电网事故情况下母线电压符合要求， ４．４做好无功平衡工作 防止系统电压崩溃。 做好用户端无功平衡，根据负荷变化情况投切无功负荷， （３）各级生产管理部门要重视无功设备的检修维护工作， 防止向电网倒送无功。做好１ｌＯｋＶ及以下的变电站无功平衡， 在夏季大负荷之前，要将无功设备和电压监测表计列入重点 防止向高压侧电网无功倒送。对２２０ｋＶ及以上的变电站的无 巡视、维护范围，保证无功设备及其测量元件处于完好状态。 功补偿，应由调度部门按系统调压要求和网络经济运行的原 高峰负荷期间，必须使用安装在配电网二次的补偿电容器最 则进行无功优化分配。同一变电站既有无功补偿设备，又有 大程度地发挥效益，以减轻对主网俄共补偿的压力。 有载调压变压器，应做好协调操作工作，首先按无功就地平 ６结束语 衡原则调节无功补偿容量，然后按电压要求调节变压器的分 电压和无功是交流电力系统两个重要的运行指标，电压 接头，保证电压质量。积极推广应用无功电压自动调节装置， 是有功功率输送的保证，无功是有功输送的基础，无功电压 实现无功电压控制技术的科技进步。 管理工作是一项长期复杂的系统工作，有许多问题需要进一 ５如何加强对电网无功电压工作的管理 步认识、研究，必须扎扎实实坚持不懈地抓下去，制定电压 根据国家电网公司近期发出的《关于加强电网无功电压 无功工作管理制度，规范电压无功工作，强化管理，层层落 管理工作的通知》要求，对电网无功电压工作的管理必须围 实电压无功工作，在规划、设计、设备采购、施工、安装、 绕以下几个方面进行落实和加强。 调试、运行、检修管理上全面落实各项电压无功管理技术措 （１）电压质量是电网的装备水平、运行水平的综合反映 施，提高运行维护人员的业务素质和责任心，把控制无功穿 涉及电网的规划，设计、基建、生产运行、用电管理等 越，降低损耗降到最低点，保证电网安全、可靠、经济运行， 各个环节，各部门要在电网建设、运行中，特别是长距离大 为社会提供优质的电能，更好的服务社会。 功率输变电工程中重视无功电压因素，防止发生电网稳定破 参考文献 坏事故。 ［１］陈韶昱．电力系统无功电压优化［Ｄ］．浙江大学，２００４． （２）各级电网调度部门是电网运行的指挥部门，负责电 ［２］刘厚文．配电农网电压质量和无功电力管理年度分析 网运行中的无功平衡和电压调整，要根据电网的特点加强电 ＥＪ］．中国电力教育，２０１０：１７－１９． 压分析工作，合理制定保证电网电压水平的运行方式；同时 １３
