电网低电压运行带来的危害与预防控制措施研究报告.doc

电网低电压运行带来的 危害与预防控制措施 彭丽芳 肖海毅 (江西萍乡供电公司，江西 萍乡 337000) 摘 要:电网运行输送电力过程中，需要确保电力供应的电压与频率。过线路、变压器输送电力时，将产生电压降，使线路的受端电压较送端电压低一定数值。本人分析了电网运行过程中低电压可能造成的危害，针对低电压的产生提出了预防控制原则，并分析探讨了相应的控制措施。 关键词:电网;低电压运行;危害;预防;控制 中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2013）02-0073-01 一、电网运行中低电压的危害 烧毁电动机 研究表明，在电动机运行过程中，电压过低超过20%，将使电动机转动力矩减少大概36%，同时使电流增大20%-25%，电动机线圈温度升高超过15度，严重时使机械设备停止运转或无法启动，甚至烧毁电动机。对于交流接触器、继电器等，会使操作控制失灵、触头烧坏或产生熔焊等后果，影响设备正常运行。 家用电器受损 根据研究结果，当电压下降约5%时，普通电灯的照明亮度将下降约18%；当电压下降约10%时，电灯照明的亮度下降约为35%；当电压降低20%时，日光灯会出现无法启动的情况。同时低电压还可能引起其他家用电器无法启动，还可能缩短电器的使用时间，电压过低还可能烧毁家用电器。 增大线损 在电力输送过程中，当电能为一定数值时，电压的降低，会导致电流相应增加，从而引起线损的增大。在输送功率恒定的情况下，如果电压降低，会增加电流值，而线路引起的损耗与电流的二次方呈正相关。所以电网运行中的低电压会大幅度增加线路损耗。 降低电力系统的静态特级暂态稳定性 由于电压降低，相应降低线路输送极限容量，因而降低了稳定性，电压过低可能发生电压崩溃事故。如果区域性无功补偿不足，无功的缺额只能由电压降低来补偿，导致无功缺额越来越大，电压越来越低，直至崩溃。当电网电压降低至额定电压的70%以下，电力系统的无功静态稳定性会受到严重影响，很大几率会发生电压崩溃，导致输电线路负荷持续增加，形成不良循环，导致供电区域的大面积停电事故发生。 发电机出力降低 当电压降低超过5%时，发电机的出力也会发生明显降低。当电压降低10%-15%时，发电机的允许过电流为5%，发电机的输出功率相应的减少5%-10%。而当电压降低为15%时，如果功率因数不发生变化，输变电系统输送电力的有功负荷能力降低15%。如果电网运行中的视在功率保持不变，则线路运行输送的有功负荷还会继续降低。 当电压较低时，正常运行时的三相负荷平衡状态就会发生变化，由于负荷不平衡和三次谐波电流的作用，并产生零序电流和零序电压，会使电网及设备的无功负荷增加，降低功率因素，增加损耗。 低电压预控措施 提高用户功率因数 国际研究资料表明，电力系统中用户的功率因数已经达到0.96-0.99；在我国上海地区的电力资料中，很多用户功率因数也已经达到了0.95-0.98。提高用户功率因数能够有效防止电网运行中低电压的发生，还能够有效减少线路有功损耗。 设有110kV跑芦线线路选用LGJ-150型导线（r0=0.0834Ω/km,x0=0.165Ω/km）线路全长17.5km，输送有功功率40MW，无功功率30Mvar，下面分别计算在无功补偿前及无功补偿后线路的功率损耗和应补偿的无功功率。本例只计算导线电阻的有功损耗，不考虑线路充电功率、无功功率损耗等其他因素。 P=40MW，无功Q=30Mvar，视在功率S=50MVA，输电线路损耗 。 2、假设无功补偿为20MVAR，此时有功功率P=40MW，无功功率Q=10Mvar，视在功率S=41.23MVA，功率损耗： 。 补偿前后有功损耗相差97KW。由计算结果可知补偿无功功率20Mvar后每小时可降低线损97KWH，假设线路年利用率为7000小时，则降低损耗679MW，以0.6元/度的电价计算则一年可节约40.74万元。以萍乡电网目前高峰负荷平均450MW，低谷负荷平均320MW的负荷水平来说，合理的无功优化能为萍乡供电公司带来每年数百万元的经济效益。 （二）增加无功补偿装置 为了补偿系统的无功损耗，可以在变电系统及输电线路中安装必要的无功补偿装置，主要的无功补偿装置有： 同步调相机。同步调相机实质上是空载运行的同步电动机。在过励磁运行时，它向系统供给无功功率，能提高系统电压；在欠励磁运行时，则从系统吸收无功功率，可降低系统电压。 电力电容器。电力电容器只能作为无功电源，向系统供给无功功率。电力电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。其无功补偿的原理是把具有容性功率负荷并联在同一电容器上，能量在两种负荷间相互转换。这样，电网中的变压器和输电线路的负荷降低，从而输出有功能力增加。在输出