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摘 要：结合工作实际，分析了电网电压质量不合格的各方面原因，并着重针对无功补偿电压点的监测和无功管理的具体要求提出具体的的办法，从而大大提高电压合格率，保证了电网的供电质量。
关键词：电压质量；电压合格率；无功补偿
0 引言
电压质量的好坏关系着电网能否安全与经济运行，关系着用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全与寿命，因此电压合格率是衡量电压质量及电网运行水平的重要指标，也是目前各县级供电企业创一流的主要考核指标之一。因此提高电压合格率是各电力企业提高电能质量，展现企业优质服务水平的重要途径，在企业生产和经营过程中也不断探索提高电压合格率的各类有效途径和管理方法。
1 对电压合格率的要求
国家电网公司对电压合格率规定和标准是：（1）城市地区：供电可靠率不低于99.90%，居民客户端电压合格率不低于96%。（2）农村地区：供电可靠率和居民客户端电压合格率经国家电网公司核定后由各省自治区、直辖市电力公司公布承诺指标。因此各县级供电企业为了实现创一流目标，要求综合电压合格率必须达到95%以上。
2 影响电压质量不合格的因素
影响电压质量不合格的因素有很多方面，主要有以下几个方面的原因：
2.1 电网本身存在的问题
电网本身结构和设计不合理是影响电压质量不合格的重要方面，这方面主要是（1）电网发电能力不足，本身存在无功功率不足；（2）供电距离超过合理的供电半径。城区中压线路供电半径不宜大于3 千米，近郊不宜大于6千米；0.4千伏线路供电半径在市区不宜大于300米，近郊地区不宜大于500米。（3）线路导线截面选择不当；（4）电网和用户无功补偿容量不足用户功率因数过低。随着电网的不断改造，由于电网结构不合理引起电压质量不合格的影响在逐步减小。 2.2受冲击性负荷或不平衡负荷的影响。
冲击性负荷通常指额定容量较大（大于系统供电变压器容量30%）且有频繁投入、切出需求的用电设备，主要有电焊设备、高频度起停的电机、电弧炉等，油田使用的抽油机等，冲击性负荷在电网中所占的比重较大，由于其变化速度快、幅度大，有的甚至出现反相位情况，从而引起无功功率、谐波、电压波动与闪变、三相负载不平衡等，这些快速变化的电能质量对电网的影响很大，非常难以处理。
2.3 无功调节设备的问题
在变电站中主要的无功调节设备是有载调压变压器和补偿电容器组。对于改变变压器的变比，可起到调整电压，降低损耗的作用。但是有的主变设备老化，不能带负荷调压，并且调压本身不产生无功功率，在整个系统无功不足的情况下不可能用这种方法来提高全系统的电压水平。对于采用补偿电容器调整无功，其可产生无功功率，能弥补系统无功的不足，又可改变网络中的无功分布，，但在系统无功充足但无功分布不合理而造成电压质量下降时却无能为力。在实际现场还存在着电容器分组不合理，不能自动投切的现象。
2.4 人员及管理上的问题
随着自动化系统在各个变电站的全面应用，无人值班变电站逐渐增多，变电运行人员所肩负的维护职责也日益繁重。运行人员严重缺少，且在岗人员年龄偏大，不可能对每一个站的设备都很熟悉，还存在着技术水平低，责任心不强的现象，这些都对安全生产埋下隐患。影响着电压质量。在无功管理上，个别部门对考核制度不严，没有实行分级管理方式，出现问题形成相互扯皮现象，从而影响到电压合格率。各级管理部门应建立电压合格率管理网络，制定《电压质量监测管理细则》、布置电压监测点、统计分析有关数据制定有针对性的整改计划。
3 电压监测点的设置
依据河南省无功电压管理实施细则，每年对A、B、C、D类电压监测点设点位置进行科学分析，依照标准调整检测位置，做到电压监测数据采集真实有效。
（1）电压监测点应选定一批有代表性的变电站、母线和用户作为电压质量考核点，一般分为A、B、C、D四个类别设置 ，A类为变电站110kV母线， B类为35kV及以上专线供电的用户， C类为10kV及以上电压供电一般用户，原则上每万千瓦时一般负荷应设一个点并包含对电压有较高要求的重要用户，D类为低压380/220用户应每百台配电变压器设一个其监测点，应设在有代表性的低压线路的首端和末端。
（2）电压监测应逐步推广配网自动化实施连续在线监测和统计变电站母线应逐步实现调度自动化实时监测。
4 主要解决措施
无功补偿要综合考虑全网运行情况，确定系统的最优补偿点和最佳补偿容量。对于县级供电企业无功优化补偿策略主要体现在：高压网以变电站集中补偿为重点，中压网以10KV线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿为重点，低压网及以下用户侧以分散补偿为重点。
4.1 电压监测仪位置调整
调压目标以确保电压合格率达标来制订，而C、D类电压监测点处于电网末端，其调压措施较少。依据县供电企业电压无功管理规范，电压监测点不符合管理规范的要进行调整，提高了电压数据采集的真实性、有效性。涉及到变电站10千伏或35千伏母线电压的，申请调度采取调压措施。
4.2 完善无功补偿管理方法
A、对100kVA及以上的配电变压器宜采用无功补偿微机监测和自动投切装置，合理调整无功自动补偿装置功率因数的整定值，保证无功功率在低压电网就地平衡；重负荷时提高功率因数到0.95以上，在轻负荷时功率因数不得大于0.95。补偿容量建议按配变无功损耗的1.5～1.8倍估算。补偿时先补偿无功负荷大、等值电阻大的配电变压器。
B、100kVA以上的专用配变用户宜采用跟踪补偿，其是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小寿命相对延长、运行更可靠。 4.3 采用合理的补偿方式
4.3.1高压网宜采用自动投切无功补偿
采用自动投切无功补偿可根据无功负荷的变化自动投切电容器组，使功率因数和电压始终保持在规定范围内，且不会出现严重的过补和欠补现象；能实现电容器组自动循环投切，使单组电容器和各投切开关使用几率接近，延长设备使用寿命；能够与有载调压变压器结合实现电压无功综合自动控制，并可具有过电压等保护功能；另外补偿级数（即补偿电容器分组数量）越多，补偿精度越高，装置的成本增加，体积增大。
4.3.2中压网无功优化补偿模式分析
中压网无功优化补偿主要指农网10KV配电线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿。根据所选择补偿位置和补偿功能的不同，中低压无功优化补偿可分为配变低压侧集中补偿、线路补偿、配变低压侧集中补偿加线路补偿三种模式。
配电线路补偿主要是补偿线路上感性电抗所消耗的无功功率和配电变压器的励磁无功功率损耗，能有效改善电力线路的运行性能，降低电能损耗，提高线路末端电压。配变低压侧集中补偿的优点是补偿后功率因数可明显提高、降损节能效果较好。如果10KV线路长、负荷重、功率因数低，可采用配变低压侧集中补偿与线路补偿相结合的方式。配变低压侧集中补偿可使低压配电台区实现分层、分区就地平衡，线路补偿用于补偿线路无功基荷和未进行无功补偿的配电变压器空载损耗部分，可有效提高线路功率因数，大幅度降低线路损耗。
4.3.3低压电网及以下用户侧无功优化补偿模式分析
采用电动机就地补偿加配电室集中补偿，在配电网中除了较大功率的电动机之外，还有许多小功率电动机、不适于就地补偿的环境及其他感性负载，可采用用户端电动机就地补偿与配电室集中补偿相结合的补偿方式。该补偿方式在县级电网各类无功补偿方式中无功经济当量最高，综合经济效益较好。
5 结束语
电压质量不但涉及电网安全与经济运行， 电气设备的安全与寿命，更关系着用户安全生产和产品质量，因此提高电压合格率，保证电能质量就显得尤为重要，只要我们正确布置电压监测点，采用合理的补偿方式，加强完善无功管理办法，提高了自身的各项业务技能，增强了管理人员的管理水平，能够熟练地开展无功电压的分析和解决工作中遇到的问题。从而提高电压合格率，保证电网可靠经济运行。
作者简介：张辉（1973—），男，河南南阳人，高级讲师，从事变电调度运行的教学工作。
关键词：电压质量；电压合格率；无功补偿
0 引言
电压质量的好坏关系着电网能否安全与经济运行，关系着用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全与寿命，因此电压合格率是衡量电压质量及电网运行水平的重要指标，也是目前各县级供电企业创一流的主要考核指标之一。因此提高电压合格率是各电力企业提高电能质量，展现企业优质服务水平的重要途径，在企业生产和经营过程中也不断探索提高电压合格率的各类有效途径和管理方法。
1 对电压合格率的要求
国家电网公司对电压合格率规定和标准是：（1）城市地区：供电可靠率不低于99.90%，居民客户端电压合格率不低于96%。（2）农村地区：供电可靠率和居民客户端电压合格率经国家电网公司核定后由各省自治区、直辖市电力公司公布承诺指标。因此各县级供电企业为了实现创一流目标，要求综合电压合格率必须达到95%以上。
2 影响电压质量不合格的因素
影响电压质量不合格的因素有很多方面，主要有以下几个方面的原因：
2.1 电网本身存在的问题
电网本身结构和设计不合理是影响电压质量不合格的重要方面，这方面主要是（1）电网发电能力不足，本身存在无功功率不足；（2）供电距离超过合理的供电半径。城区中压线路供电半径不宜大于3 千米，近郊不宜大于6千米；0.4千伏线路供电半径在市区不宜大于300米，近郊地区不宜大于500米。（3）线路导线截面选择不当；（4）电网和用户无功补偿容量不足用户功率因数过低。随着电网的不断改造，由于电网结构不合理引起电压质量不合格的影响在逐步减小。 2.2受冲击性负荷或不平衡负荷的影响。
冲击性负荷通常指额定容量较大（大于系统供电变压器容量30%）且有频繁投入、切出需求的用电设备，主要有电焊设备、高频度起停的电机、电弧炉等，油田使用的抽油机等，冲击性负荷在电网中所占的比重较大，由于其变化速度快、幅度大，有的甚至出现反相位情况，从而引起无功功率、谐波、电压波动与闪变、三相负载不平衡等，这些快速变化的电能质量对电网的影响很大，非常难以处理。
2.3 无功调节设备的问题
在变电站中主要的无功调节设备是有载调压变压器和补偿电容器组。对于改变变压器的变比，可起到调整电压，降低损耗的作用。但是有的主变设备老化，不能带负荷调压，并且调压本身不产生无功功率，在整个系统无功不足的情况下不可能用这种方法来提高全系统的电压水平。对于采用补偿电容器调整无功，其可产生无功功率，能弥补系统无功的不足，又可改变网络中的无功分布，，但在系统无功充足但无功分布不合理而造成电压质量下降时却无能为力。在实际现场还存在着电容器分组不合理，不能自动投切的现象。
2.4 人员及管理上的问题
随着自动化系统在各个变电站的全面应用，无人值班变电站逐渐增多，变电运行人员所肩负的维护职责也日益繁重。运行人员严重缺少，且在岗人员年龄偏大，不可能对每一个站的设备都很熟悉，还存在着技术水平低，责任心不强的现象，这些都对安全生产埋下隐患。影响着电压质量。在无功管理上，个别部门对考核制度不严，没有实行分级管理方式，出现问题形成相互扯皮现象，从而影响到电压合格率。各级管理部门应建立电压合格率管理网络，制定《电压质量监测管理细则》、布置电压监测点、统计分析有关数据制定有针对性的整改计划。
3 电压监测点的设置
依据河南省无功电压管理实施细则，每年对A、B、C、D类电压监测点设点位置进行科学分析，依照标准调整检测位置，做到电压监测数据采集真实有效。
（1）电压监测点应选定一批有代表性的变电站、母线和用户作为电压质量考核点，一般分为A、B、C、D四个类别设置 ，A类为变电站110kV母线， B类为35kV及以上专线供电的用户， C类为10kV及以上电压供电一般用户，原则上每万千瓦时一般负荷应设一个点并包含对电压有较高要求的重要用户，D类为低压380/220用户应每百台配电变压器设一个其监测点，应设在有代表性的低压线路的首端和末端。
（2）电压监测应逐步推广配网自动化实施连续在线监测和统计变电站母线应逐步实现调度自动化实时监测。
4 主要解决措施
无功补偿要综合考虑全网运行情况，确定系统的最优补偿点和最佳补偿容量。对于县级供电企业无功优化补偿策略主要体现在：高压网以变电站集中补偿为重点，中压网以10KV线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿为重点，低压网及以下用户侧以分散补偿为重点。
4.1 电压监测仪位置调整
调压目标以确保电压合格率达标来制订，而C、D类电压监测点处于电网末端，其调压措施较少。依据县供电企业电压无功管理规范，电压监测点不符合管理规范的要进行调整，提高了电压数据采集的真实性、有效性。涉及到变电站10千伏或35千伏母线电压的，申请调度采取调压措施。
4.2 完善无功补偿管理方法
A、对100kVA及以上的配电变压器宜采用无功补偿微机监测和自动投切装置，合理调整无功自动补偿装置功率因数的整定值，保证无功功率在低压电网就地平衡；重负荷时提高功率因数到0.95以上，在轻负荷时功率因数不得大于0.95。补偿容量建议按配变无功损耗的1.5～1.8倍估算。补偿时先补偿无功负荷大、等值电阻大的配电变压器。
B、100kVA以上的专用配变用户宜采用跟踪补偿，其是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小寿命相对延长、运行更可靠。 4.3 采用合理的补偿方式
4.3.1高压网宜采用自动投切无功补偿
采用自动投切无功补偿可根据无功负荷的变化自动投切电容器组，使功率因数和电压始终保持在规定范围内，且不会出现严重的过补和欠补现象；能实现电容器组自动循环投切，使单组电容器和各投切开关使用几率接近，延长设备使用寿命；能够与有载调压变压器结合实现电压无功综合自动控制，并可具有过电压等保护功能；另外补偿级数（即补偿电容器分组数量）越多，补偿精度越高，装置的成本增加，体积增大。
4.3.2中压网无功优化补偿模式分析
中压网无功优化补偿主要指农网10KV配电线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿。根据所选择补偿位置和补偿功能的不同，中低压无功优化补偿可分为配变低压侧集中补偿、线路补偿、配变低压侧集中补偿加线路补偿三种模式。
配电线路补偿主要是补偿线路上感性电抗所消耗的无功功率和配电变压器的励磁无功功率损耗，能有效改善电力线路的运行性能，降低电能损耗，提高线路末端电压。配变低压侧集中补偿的优点是补偿后功率因数可明显提高、降损节能效果较好。如果10KV线路长、负荷重、功率因数低，可采用配变低压侧集中补偿与线路补偿相结合的方式。配变低压侧集中补偿可使低压配电台区实现分层、分区就地平衡，线路补偿用于补偿线路无功基荷和未进行无功补偿的配电变压器空载损耗部分，可有效提高线路功率因数，大幅度降低线路损耗。
4.3.3低压电网及以下用户侧无功优化补偿模式分析
采用电动机就地补偿加配电室集中补偿，在配电网中除了较大功率的电动机之外，还有许多小功率电动机、不适于就地补偿的环境及其他感性负载，可采用用户端电动机就地补偿与配电室集中补偿相结合的补偿方式。该补偿方式在县级电网各类无功补偿方式中无功经济当量最高，综合经济效益较好。
5 结束语
电压质量不但涉及电网安全与经济运行， 电气设备的安全与寿命，更关系着用户安全生产和产品质量，因此提高电压合格率，保证电能质量就显得尤为重要，只要我们正确布置电压监测点，采用合理的补偿方式，加强完善无功管理办法，提高了自身的各项业务技能，增强了管理人员的管理水平，能够熟练地开展无功电压的分析和解决工作中遇到的问题。从而提高电压合格率，保证电网可靠经济运行。
作者简介：张辉（1973—），男，河南南阳人，高级讲师，从事变电调度运行的教学工作。