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摘要：随着科学技术的不断发展以及城市化进程的不断加快，人们的日常生活与生产对于电力能源的需求与依赖程度不断提高。因此，配电线路供电电能质量得到人们广泛的关注，而随着各种新能源发电的快速发展，再加上冶金、矿山等工业生产过程中频繁使用电力电子设备，从而给当前配电线路带来一些电能质量问题。基于此，本文笔者结合相关工作经验，在全面分析影响电能质量水平相关因素的基础上，对提高配电线路供电电能质量水平技术展开详细论述，望借此为相关工作提供参考的依据。
关键词：配电线路；电能质量水平；影响因素；提升策略
引言
配电网具有典型三相不对称、供电半径长、点多面广以及规模庞大等特征，其在日常运行过程中不得不面临网损居高不下的问题，结合相关数据信息来看，有八成的电网损耗都来自于配电网。不难看出，配电网降损问题迫切需要得到有效解决。因此，电力企业相关部门需要结合实际状况，针对影响配电线路供电电能质量水平的相关因素，不断加大科技投入力度，对现有技术进行创新与完善，从而提高配电线路供电的稳定性，进而提高电能质量水平。
1配电线路电能质量相关内容阐述
1.1电能质量的标准与指标
结合电能质量的定义，参照理想状态下配电线路具有的特征，从配电线路技术的层面来看，配电线路电能质量主要包括：（1）电压质量；即电力用户取得的电压各类参数指标，往往表现在供电企业提供的电压等级是否符合相关技术标准。此定义中的电压是因配电线路自身问题而带来电压质量问题。（2）电流质量；即配电线路电流处于理想状态下与实际状况中电流之间的不同，集中表现在保持电流频率的额定值相同，电流波形为正弦，同时和配电线路电压正弦波形的相位一致，在具备高功率因数的基础上，最大限度减少配电线路损耗，从而强化输电能力[1]。此定义中不仅有配电线路自身存在的电流质量问题，同时存在负荷到来的电流质量问题。
就实际状况而言，对于电能质量没有形成精确而统一的定义，如果想要衡量配电线路供电电能质量的好坏，需要从电流、相位波形、频率以及电压等不同指标进行分析，具体内容如下所示：
（1）电压偏差
电压偏差一般是指实际运行过程中的电压和额定电压之间的相对差值，也就是偏差值与额定值之间的比率。研究发现，配电线路电压和线路的无功功率存在密切的关联，二者之间存在反比例关系，若是线路无功功率增大，则电压会降低。由于配电线路的输电距离通常较长，这就导致负荷中存在的大量无功功率会显著提高配电线路的无功功率，从而降低线路末端电压，并提高线路损耗，进而影响供电的电能质量，大幅降低配电线路供电的效率[2]。
（2）三相电压不平衡
理想状态下，电流与电压的波形应当是幅值相等且三相相位差值为120°的正弦波，处于此种情形下，即表示三相平衡。但是，在配电线路实际运行过程中，由于受到各个方面因素的影响，三相平衡基本难以实现，最大的影响因素是因为配电线路中的负载不对成，从而引起电流三相不平衡，最后引起电压问题。本文所述的三相电压不平衡问题主要包括幅值不平衡与相位差不平衡两个方面。相关文件规定，常规状况下，电压不平衡短期上限为4%，数值必须低于2%。
（3）电压的闪变与波动
电压闪变是人对电器灯光亮度变化情况最直接的感受，在亮度反复变化的过程中，肉眼可以直接观测到。电压闪变和电压波动之间有着密切联系。而对于电压波动而言，由于配电线路在日常运行过程中极易受到各方面因素的影响，供电电压往往会出现连续或者一次变化的情形，这种现象就属于电压波动；其数值往往用电压最大值、最小值之间差值与额定值的比值进行表示。无论是出现电压闪变，还是电压波动，都会严重影响到配电线路供电电能质量。
1.2配电线路供电电能质量检测方法
总体上来看，电能质量分为两大类，其一为暂态电能质量，其二为稳态电能质量。电能质量类型的不同也需要使用相对应的指标与检测试验分析方法。其中，对于暂态电能质量而言，则需要使用暂态参数分析方法；而对于稳态电能质量而言，则需要使用稳态参数分析方法。
1.2.1暂态参数分析方法
配电网电能质量瞬态指标分析与检测方法通常包括卡尔曼滤波法、S变换方法、小波变换方法以及网格时域仿真方法。其中，时域仿真法是对整个配电线路的元件实施建模，于仿真软件中模拟配电线路不同的运行状态，从而获取较为精确的运行参数信息。这种方法不仅能够获得不同运行状态下的稳态运行参数，也能够获取电能质量中各类暂态指标参数。但是由于依旧属于仿真，无法真实体现实际运行过程中配电线路所遇到的复杂条件，再加上仿真软件自身存在一定的离散性；因此，一旦操作不当，则极易导致仿真结果出现严重的失真[3]。
1.2.2稳态参数分析方法
配电网电能质量稳态指标分析与检测方法主要以傅里叶变换法为主，并在实际运用过程中逐渐发展为瞬时无功功率法、快速傅里叶变换法以及短时傅里叶变换法等多种检测方法。自问世以来，这种方法因在数字信号处理与分析方面表现十分优异而广泛社会各界人士的关注，并得到极其广泛的应用。傅里叶分析法能够把时域信号转变为频域信号，并借助数学表达式将信号中频域的主要特征呈现出来，其在分析包含大量高次谐波的配电线路谐波问题中作用十分突出。
2配电线路供电电能质量水平的技术分析
2.1强化配电线路谐波管理
随着城市化进程的不断加快，众多用户侧也衍生出各种类型的负荷设备，从而给配电线路带来大量的谐波，控制用户谐波，从而减少配电线路谐波，进而提高供电电能质量水平是当前相关部门首要解决的问题。针对大用户并网项目而言，相关单位需要在项目实施可行性研究阶段工作中针对包含谐波在内的电能质量完善论证审查工作，并实施一定的技术保障措施，从技术层面上确保符合电网对用户谐波的基本要求。在项目投入使用之后，依旧需要对用户谐波实施严格检测，若是存在超过现象，则应当增设消除谐波的补偿设备，尽可能减少谐波的数量，从而提高供电电能质量。除此之外，针对部分低压配电线路中，变压器在运行过程中也会带来一定量的谐波；因此，也需要在此类配电线路中的变压器中加设补偿装置。就当前实际状况而言，使用较为广泛的谐波补偿设备包括：有源滤波器件以及无源滤波器件。
2.2合理使用无功补偿技术
无功补偿是当前配电线路系统末端出现的一种容性无功功率，其在目前的低压配电线路补偿中主要由三种方式，包括终端分散补偿、中压配电线路无功补偿以及配变低压集中补偿。以10kV低压配电线路为例来看，其模型图如下图1所示：
图1 10kV配电线路中无功补偿的三种方式
上图中，方式1表示配电变压器低压侧实施集中补偿；方式2表示中压配电线路无功补偿；方式3表示用户侧终端分散补偿；其中，方式1是10kV配电线路中无功补偿使用最为普遍的一种形式。具体来看，相关部门需要遵循“因地制宜、分级补偿、全网操作、合理布局、统筹规划”的基本原则，有效融合分散补偿与集中补偿两种常规无功补偿方式，有效结合使用低压补偿与高压补偿两种常规途径，从而制定切实可行、科学合理、灵活实用、操作简单的无功补偿策略。针对10kV配电线路而言，当最低负载率低于10%的时候，变压器的固定补偿通常需要参照变压器容量的6%实施设置；当最低负载率维持在10%到20%之间的时候，变压器的固定补偿通常需要参照变压器容量的8%实施设置；当最低负载率维持在20%到30%之间的时候，变压器的固定补偿通常需要参照变压器容量的13%实施设置；人当最低负载率维持不低于30%的时候，变压器的固定补偿通常需要按照有关规定要求进行合理设置。
在对10kV配电线路务工补偿容量进行设置的时候，若是低压侧功率因素不超过0.6，则需要参照变压器容量的30%到70%实施设置；若是低压侧功率因素维持在0.6到0.8之间的时候，则需要参照变压器容量的15%到45%实施设置；若是低压侧功率因素维持在0.8到0.85之间的时候，则需要参照变压器容量的10%到35%实施设置。不仅如此，无论处于何种范围之内，都需要使用动态补偿的方式落实配电线路的无功补偿。
2.3提高配电线路供电的可靠性
作为配电线路重要的指标之一，供电可靠性能够直接影响到供电电能质量。这就要求供电企业相关部门应当对当前配电线路结构进行完善与科学的建设、规划，构建可靠、坚强的配电线路，切实增加供电容量。不仅如此，还需要制定合理的设备检修时间以及设备检修方案，从而提高配电线路运行的可靠性。除此之外，设备检修过程中尽可能实行带电作业，以减少故障检修停电的时间。
3结束语
综上所述，配电线路供电电能质量水平直接决定了整个配电线路供电的效率与质量。因此，供电企业相关部门需要在全面掌握影响电能质量相关因素的基础上，制定切实可行的改善措施，以提高配电线路供电的可靠性与稳定性，从而提升线路供电电能质量水平。
参考文献：
[1]魏艳敏，高翔，秦天龙.提高10kV配电线路供电电能质量水平的技术措施研究[J].电子制作，2019（Z1）：126-127.
[2]生卫刚.提高10kV配电线路供电电能质量水平的技术措施研究[J].通讯世界，2017（02）：185-186.
[3]何伟刚.浅析低压台区三相不平衡原因及对策[J]. 科技视界. 2017（09）：45-46
论文作者:张平华
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/26
标签：线路论文; 电能论文; 质量论文; 电压论文; 谐波论文; 变压器论文; 电流论文; 《防护工程》2019年8期论文;