浅析电能质量治理与节能降耗的相互关系

沈嘉

摘要：电能是一种实用，清洁并且经济的能源，有效的提高电能质量对稳定电气设备的运行以及提高国民经济都有着非常重要的意义，同时电能质量治理还和节能降耗有着非常紧密的联系。本文主要分析了电能质量治理与节能降耗的相互关系，并且就如何更好的质量电能质量给出了几点建议。

关键词；电能质量质量；节能降耗；相互关系

中图分类号：TM71 1文献标识码：A文章编号：1674-3024（2017）01-160-02

前言

电能质量和企业生产，日常生活，电力系统的正常运行以及节能降耗都有着非常紧密的联系，现阶段伴随着电网规模的增大以及人们用电量的不断增多，电能的质量问题便成了人们关注的重点问题，因此需要人们增加对电能质量治理以及节能降耗的重视。电能质量治理与节能降耗的相互关系

1.1节能降耗和电压之间的关系

电压质量的一个明显的特征就是电压偏差，即系统额定电压同实际电压之间形成的偏差。电压偏差不仅仅会影响着例如电力电容器，电压器，异步电动机等用電设备的具体节能降耗效果，同时还会对整个电网的运行带来一定的影响。

其一，异步电动机受电压的一些影响。异步电动机会产生的损耗主要分为可变损耗以及空载损耗这两个部分，其中空载损耗和电压的平方形成一种正比例关系，而可变损耗则和电压的平方形成一种反比例关系。因此可以证明，异步电动机产生的损耗不仅仅和电压有关，还和可变损耗以及空载损耗的实际比例有关。当遇到供电电压相对比较低的情况，负荷就会较大，尤其是在满载运行时，负荷就会更大，这样就会导致异步电动机中的定子电流也跟着增大，这样不论是转子绕组还是定子绕组，造成的损耗都会增大，从而使电动机的实际功率损耗得到增加。当遇到三项电压出现不平衡情况时，异步电动机就会产生不平衡电流，从而使负序分量产生，在负序分量的作用下形成负序磁场导致损耗增加。

其二，电力电容器受电压的影响。电力电容器一般情况下为并联电容器，它提供的无功功率数值同电压的平方形成一种正比例关系，同并联的电容器容抗形成一种反比例关系。当遇到电压发生下降的情况时，由电容器提供的无功功率就会快速降低，这样整个系统的损耗就会大幅度增大。如果遇到电压过高的情况，电容器的实际使用寿命将无法得到保障。

其三，输电线路的实际损耗受到电压的影响。在保持输出功率不发生改变的情况下时，输电线路的电流数值会和正在运行的电压形成一种发比例的关系。电网在处于低压运行的状态时，线路中的电流就会增大。而变压器绕组以及线路的有功损耗又和电流的平方形成一种正比例的关系，所以在处于低压运行时，不论是电网的无功功率还是有功功率损耗都会得到大幅度增加，从而使供电成本增加。

1.2节能损耗同无功之间的关系

电网中存在的电力负荷，例如变压器，电动机，这些大部分都属于感性负荷，在实际的运行过程中这些设备都需要一定的无功功率的提供，在进行无功补偿之后，无功功率就会减少，无功功率的减少就会使电能损耗得到减少，从而达到节能减耗的效果。

其一，线路损耗受无功的影响。很多的感性负载会存在于线路的负载中，如果要输送相同数量的有功功率，负载电流数值提升，线路损耗就会增加，因此如果想要有效的减低线路中的损耗，就需要将线路中的负载电流减少。

其二，异步电动机的实际损耗受到线路损耗的影响。异步电动机在运行过程中需要无功的多少主要由各转子以及定子之间的气隙来决定的。因为异步电动机在运行中消耗的无功功率是，异步电动机在有一定负载之下消耗的无功功率和空载下消耗的无功功率的总和，所以如果想要有效的减低异步电动机的损耗，就需要对异步电动机进行一定的无功补偿。

1.3节能降耗和谐波之间的相互关系

其一，电力电压器受到谐波的影响。电力电压器在实际的运行中，其一，谐波电流的产生会导致变压器产生的铜耗增加，铜耗增加就会导致噪声过大，局部过热，一些绕组会出现发热等现象。其二，谐波电压会形成附加损耗，这些附加损耗会导致变压器的涡流以及磁滞出现的损耗增加，这样绝缘材料需要承担的实际电气应力就会随之增加，从而导致绝缘的介质会增大以及绝缘局部会形成防电。如果绕组是以三角形的形状连接而成的，谐波会在绕组内产生环流，从而导致绕组的温度快速升高，损耗急速增大。

其二，电力电缆形成损耗受到谐波的影响。谐波的作用会导致发生泄漏的电流升上，这样就会导致干式电缆的一些局部地区放电得到快速增加，温度也会提升，这样电缆所产生的输电损耗以及介质损耗都会得到增大。另外，谐波还会对电缆周围分布的电容产生影响，从而使谐波电流增大，这样在系统处在负荷的低谷时，系统电压会得到上升，谐波电压也会跟着上升，从而导致电缆产生的损耗增加。

2.电能质量治理的建议

2.1有效的使电压质量提高，控制电压偏差

有效提升电压质量的方法有很多，例如，其一，可以对电网的供电电压进行有效的调整，具体的做法可以有，①将有载变压器的分接开关的等级进行有效的调整，从而有效的控制各级母线之间的偏差。②还可以对无功功率进行调整，即可以投切并联电抗器，并联电容器，静止补偿器以及调整发电机等。③可以将网路参数进行改变，如可以停或者投并列的变压器，或者进行串联电容器的装设。④可以对电网的具体运行方式进行合理的改变，从而使无功功率和有功功率之间实现重新分配。

其二，对供电电压的等级进行合理的选择。在进行电网供电规划工作时，需要结合供电距离以及用电的负荷大小等一些情况来对供电电压进行合理的选择，从而起到节能降耗的作用。如果在其他条件都不发生改变的情况下，适当提高供电电压的等级，就会起到降低损耗的作用。例如，如果将35kv的供电电压提升到110kv，那么供电的电流数值就会减少三倍，则供电线路的损耗数值就会降低9倍。

2.2合理进行无功补偿

就地无功补偿的方式有三种，具体是指跟踪无功补偿，随机无功补偿以及随器无功补偿，其中进行随机无功补偿的方法为，用电动机和低压电容器进行并联，然后在借助保护，控制装置与电动机，同时进行投切。进行随器无功补偿的具体做法为，以低压保险为通道，在变电变压器的二次侧用低压电容器进行连接，这样可以有效的补偿配电电压器运行时的空载无功。

2.3对谐波进行治理和抑制

其一，可以采用有效缩减电源间和用电设备之间距离的方法来对谐波进行治理，即要将系统的阻抗降低，，采取的具体做法是将供电电压等级以及供电电源容量提升，从而使那些非线性的用电设备抵抗谐波干扰的能力得到提升。然而这种抑制谐波的方法投资成本相对比较大，需要对电网发展进行统一整体的规划。其二，可以采取将谐波进行有效隔离的方法。因为谐波的产生不仅会对本级电网产生影响，同时还会在变压器的作用下对其他级的网造成一定的影响。因此可以采取将发生的九次，三次零序分量谐波同上级网隔开的方式，从而减少谐波对其他级的网造成的影响，这也是治理谐波的一个有效方法。其三，可以采用安装滤波器的方法。不论采用分散处理的方法还是集中处理的方法，滤波器的安装对有效防止谐波的影响都有一定的作用。滤波器分为无缘=源滤波器和有源滤波器这两大类。其中无源滤波器通过的是L，C串联或者并联的方式，这样可以在产生谐波的同时产生谐振，同和谐振形成串联时，电压很小，因此谐波分量也很小，从而起到治理谐波的目的。

结语：

综上所述，电能质量治理和节能降耗之间有着非常紧密的联系，有效的提高电能质量对节能降耗有非常大的促进意义，因此需要我们加强对电能的质量管理，采取有效措施提升电能质量，从而实现节能降耗，促进电力发展。

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现代物业杂志社

2019-12-22