劉江輝 張倩

（1.大慶油田工程有限公司；2.大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司）

1 影響電能質(zhì)量因素

電能質(zhì)量是指供電電氣設(shè)備在正常情況下不中斷和不干擾用戶的情況下能正常工作，一些因素會(huì)使電能波形偏離對(duì)稱正弦，由此便產(chǎn)生了電能質(zhì)量問題，影響電能質(zhì)量的主要原因有以下幾種：

1）頻率偏差。它是衡量電能質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。例如，頻率發(fā)生變化可以使異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的功率下降，異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流增加，引起無功功率的增大。

2）電壓偏差。主要是由負(fù)荷電流或故障電流在電力系統(tǒng)各個(gè)元件上流過時(shí)產(chǎn)生的電壓損失而引起的。對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，電壓降低會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩下降，電流增加使電動(dòng)機(jī)線圈發(fā)熱引起電動(dòng)機(jī)的溫度上升，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。

3）電壓波動(dòng)和閃變。電壓的波動(dòng)和閃變是指在電網(wǎng)中瞬時(shí)的變化，是由于負(fù)荷急劇變化沖擊而引起的，如大型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電弧焊機(jī)的使用等。電壓的波動(dòng)和閃變使電網(wǎng)的電壓損耗相應(yīng)地變動(dòng)，導(dǎo)致電氣設(shè)備不能正常工作。

4）高次諧波產(chǎn)生與危害。油田和石化企業(yè)的工業(yè)設(shè)備功率大、數(shù)量多，為了節(jié)約電能和滿足工藝流程的控制要求，在生產(chǎn)中使用了大量的各種整流設(shè)備、變頻器、交流電焊機(jī)等，這些設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生了大量的諧波電流，通過電網(wǎng)在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生諧波電壓降，從而導(dǎo)致諧波的產(chǎn)生。諧波過電壓對(duì)變壓器的差動(dòng)保護(hù)、線路距離保護(hù)、電能計(jì)量精度、通信質(zhì)量、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置等都有影響。

5）供電系統(tǒng)三相不平衡。供電系統(tǒng)的三相不平衡是由三相負(fù)荷不對(duì)稱造成的，如工業(yè)上使用的電弧爐、電焊機(jī)，大量的單相負(fù)荷等都會(huì)導(dǎo)致三相負(fù)荷的不對(duì)稱。電力系統(tǒng)三相不平衡不僅會(huì)降低電動(dòng)機(jī)效率，減小有效轉(zhuǎn)矩，而且能縮短電動(dòng)機(jī)壽命，同時(shí)還可導(dǎo)致變壓器使用率的下降。三相不平衡負(fù)荷運(yùn)行還可燒斷線路，或直接燒壞用電設(shè)備，對(duì)于用戶影響很大，嚴(yán)重地影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 提高電能質(zhì)量方法

2.1 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整

電力系統(tǒng)的頻率變化主要是有功負(fù)荷發(fā)生變化而引起的。在油田、石化企業(yè)電力系統(tǒng)中導(dǎo)致頻率發(fā)生改變的主要是電力系統(tǒng)發(fā)生了短路，或者是用電負(fù)荷突然增加；所以，必須在極短的時(shí)間內(nèi)切除部分負(fù)荷有效恢復(fù)電力系統(tǒng)的正常工作。目前最有效的方法可采用通過設(shè)置低頻減負(fù)裝置瞬間切除非重要負(fù)荷，低頻減負(fù)裝置由頻率測(cè)量、時(shí)間測(cè)量、執(zhí)行元件組成。當(dāng)系統(tǒng)的頻率下降到頻率測(cè)量元件的整定值時(shí)，測(cè)量元件動(dòng)作同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間元件。整定到一定的時(shí)限后，執(zhí)行元件動(dòng)作并切除裝置所安裝的線路負(fù)荷；在整定時(shí)限到達(dá)之前，待電力系統(tǒng)的頻率恢復(fù)減負(fù)裝置將自動(dòng)返回。

2.2 電壓偏差調(diào)節(jié)

在油田、石化企業(yè)電力用戶的供配電系統(tǒng)中，供電線路長(zhǎng)，變壓器數(shù)量多。電壓偏差調(diào)節(jié)應(yīng)考慮從降低電力線路的電壓損失和調(diào)節(jié)變壓器的分接頭兩方面入手，合理減少系統(tǒng)阻抗，增大導(dǎo)線截面或電纜的截面積，減少系統(tǒng)的變壓級(jí)數(shù)，盡量保持系統(tǒng)三相平衡，設(shè)置無功補(bǔ)償裝置來降低系統(tǒng)阻抗和減少電壓損失。

2.3 電壓的波動(dòng)和閃變抑制

在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行區(qū)分，對(duì)變化較大的用電負(fù)荷采取合理的接線方式。大型電氣設(shè)備需單獨(dú)接地，選擇合適的供電電壓，增大供電容量減少系統(tǒng)阻抗，并加大系統(tǒng)短路容量；同時(shí)，還可采用靜止無功功率補(bǔ)償裝置（SVC），目前在大慶油田已使用了兩套，對(duì)電壓的波動(dòng)閃變起到了良好的作用。

2.4 高次諧波抑制

安裝無源電力諧波濾波器，它由電容器、電抗器和電阻器組成。一般有單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器和高通濾波器。單調(diào)諧濾波器用來濾除低頻單次諧波，雙調(diào)諧濾波器可以同時(shí)吸收兩種諧波。在小的容量裝置中可以選擇單調(diào)諧濾波器，在大的容量裝置中可以選擇雙調(diào)諧濾波器。

安裝有源電力諧波濾波器，它由靜態(tài)功率變送器構(gòu)成，其主要功能是高次諧波電流的檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制，有良好的補(bǔ)償效果和通用性。它也是一種向電網(wǎng)注入補(bǔ)償諧波電流，以抵消負(fù)荷所產(chǎn)生的諧波電流的濾波裝置。設(shè)負(fù)荷電流iL 為方型波，所含的諧波分量為iH ，有源濾波器產(chǎn)生一個(gè)與振幅相等、相位相反電流iF ，則與iL 綜合后電流側(cè)的電流iS 就變成正弦波。

2.5 系統(tǒng)三相不平衡的解決方法

電力系統(tǒng)三相不平衡的主要原因是單相負(fù)荷分配不合理，可以采取以下的應(yīng)對(duì)措施：

1）采用電抗器和電容器組成的電流平衡裝置，在單相負(fù)荷較大的一相分別接入純阻性負(fù)荷，感性電納、容性電納，使三相負(fù)荷達(dá)到平衡。

2）采用大容量的平衡變壓器，它具有降壓和換相功能的特殊接線的變壓器。

3）對(duì)于不對(duì)稱比較嚴(yán)重的負(fù)荷，盡量接在短路容量較大的系統(tǒng)并采用獨(dú)立變壓器供電。

4）加大負(fù)荷接入點(diǎn)的短路容量，如提高系統(tǒng)的電壓級(jí)別來提高系統(tǒng)承受不平衡負(fù)荷的能力。

3 結(jié)論

加強(qiáng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理，在實(shí)際工作中加大對(duì)設(shè)備負(fù)荷的調(diào)查分析力度，經(jīng)常對(duì)以上各種指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并做好對(duì)電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整，電壓偏差的調(diào)節(jié)，電壓波動(dòng)和閃變、供電系統(tǒng)三相不平衡、高次諧波的抑制等工作，不僅可以改善和提高電能質(zhì)量，節(jié)約電能，而且對(duì)于企業(yè)的安全生產(chǎn)和提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著十分重要的意義。