摘要：配電網(wǎng)母線電壓出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的情況比較常見，針對不同異?，F(xiàn)象需要采取相應(yīng)的防范改進措施。為了全面分析配電網(wǎng)母線電壓常見的異?，F(xiàn)象，并針對性地制定防范改進措施，主要結(jié)合了實際工作經(jīng)歷，列舉出幾種常見的配電網(wǎng)母線電壓異?，F(xiàn)象，并對其異?，F(xiàn)象出現(xiàn)的原因進行分析，提出相應(yīng)的防范改進措施。這些措施旨在提高配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，確保供電質(zhì)量和可靠性。通過對實際案例的詳細分析，以期為配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；母線電壓異常；現(xiàn)象分析；防范改進

AnalysisandPreventiveMeasuresforAbnormalVoltagePhenomenonofDistributionNetworkBus

LIUGang

XiaoganPowerSupplyCompany，StateGridHubeiElectricPowerCo.，Ltd.，Xiaogan，HubeiProvince，432000China

Abstract：Itiscommonforabnormalphenomenatooccurinthevoltageofdistributionnetworkbus，andcorrespondingpreventiveandimprovementmeasuresneedtobetakenfordifferentabnormalphenomena.Inordertocomprehensivelyanalyzethecommonabnormalphenomenaofbusvoltageindistributionnetworksandformulatetargetedpreventiveandimprovementmeasures，thearticlemainlycombineswithpracticalworkexperiencetolistseveralcommonabnormalphenomenaofbusvoltageindistributionnetworks，andanalyzesthecausesfortheiroccurrence，andthenproposescorrespondingpreventiveandimprovementmeasures.Thesemeasuresaimtoimprovethevoltagestabilityofthedistributionnetwork，ensuringpowersupplyqualityandreliability.Byconductingadetailedanalysisofactualcases，itaimstoprovideusefulreferencesandinsightsforthestableoperationofdistributionnetworks.

KeyWords：Distributionnetwork;Abnormalbusvoltagephenomenon;Phenomenonanalysis;Preventionandimprovement

輸電線路是電力能源傳輸?shù)奈ㄒ煌緩?，它將電廠產(chǎn)生的電能源源不斷地傳送到各個地方，使電力能夠被各領(lǐng)域充分利用。不管日常生活中，還是工業(yè)生產(chǎn)中，電都是不可缺少的。自從近代工業(yè)革命以后，電能已成為當(dāng)今世界的主要動力能源。一旦輸電線路出現(xiàn)故障，將會給工廠造成嚴重損失。對于國家來講，輸電線路關(guān)系到國家的能源安全以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。它是國家能源體系的重要組成部分[1]。輸電線路直接影響國家能源的供應(yīng)，涉及軍事、航天等領(lǐng)域。因此，保護輸電線路，減少輸電線路的外力破壞有著重要的意義。

1.配電網(wǎng)母線電壓異?，F(xiàn)象分析

1.1負荷波動引起的母線電壓異常分析

1.1.1案例概況

在國內(nèi)某市配電網(wǎng)中，隨著夏季用電高峰的到來，部分區(qū)域的母線電壓出現(xiàn)了頻繁波動，影響了用戶的正常用電。具體異?，F(xiàn)象表現(xiàn)如下：在高峰時段，母線電壓下降至正常值的下限以下，導(dǎo)致部分敏感設(shè)備無法正常工作。同時，電壓波動還引發(fā)了電網(wǎng)中的無功功率波動，進一步加劇了電壓的不穩(wěn)定性，具體監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1所示。

1.1.2原因分析

經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域負荷波動較大是導(dǎo)致母線電壓異常的主要原因。在高峰時段，大量用電設(shè)備同時啟動和運行，導(dǎo)致負荷急劇增加。而電網(wǎng)中的無功補償設(shè)備無法滿足這種快速變化的負荷需求，從而導(dǎo)致母線電壓下降和波動。

1.2設(shè)備故障引起的母線電壓異常分析

1.2.1案例概況

在某城市的一個居民區(qū)，其10kV配電網(wǎng)在運行過程中突然出現(xiàn)了母線電壓異常的現(xiàn)象。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的記錄，故障發(fā)生時，母線電壓突然從正常值下降到極低水平，導(dǎo)致該區(qū)域的大量用戶遭遇了斷電問題。具體情況見表2所示。

1.2.2原因分析

經(jīng)過現(xiàn)場檢查和診斷，發(fā)現(xiàn)故障的主要原因是因電纜線路外破，導(dǎo)致兩相短路接地，當(dāng)電纜的兩項發(fā)生短路接地時，會形成一條低阻抗的電流路徑，導(dǎo)致短路電流急劇增大。短路電流的急劇增大會導(dǎo)致電力系統(tǒng)中的電流和電壓分布不均勻。這種不均勻分布會對母線電壓產(chǎn)生影響，具體表現(xiàn)為母線電壓的降低。此外，短路點越靠近并聯(lián)電容，母線電壓下降的程度可能會越大。

1.3無功補償不足引起的母線電壓異常分析

1.3.1案例概況

在某市周邊山區(qū)配電網(wǎng)中，由于地形復(fù)雜和無功補償不足等原因，母線電壓存在不平衡和波動現(xiàn)象。具體異?，F(xiàn)象表現(xiàn)為：該區(qū)域的部分母線電壓偏低或偏高，無法滿足用戶的用電需求。同時，電壓不平衡還導(dǎo)致了電網(wǎng)中的無功功率分布不均，加劇了電壓的不穩(wěn)定，具體見表3所示。

1.3.2原因分析

經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及無功補償不足是導(dǎo)致母線電壓異常的主要原因。由于地形復(fù)雜和線路長度差異較大，電網(wǎng)中的電壓分布不均勻。同時，部分區(qū)域的無功補償設(shè)備配置不足或調(diào)節(jié)能力有限，無法有效平衡電網(wǎng)中的無功功率分布。

1.4單相接地故障引起的母線電壓異常分析

1.4.1案例概況

某配電網(wǎng)中性點接地方式為小電流接地，該配電網(wǎng)在運行過程中，突然發(fā)生單相接地故障，導(dǎo)致母線電壓異常，部分設(shè)備受到損害。具體異?，F(xiàn)象表現(xiàn)為：故障發(fā)生后，故障相電壓降低至零或接近零，非故障相電壓升高，超過設(shè)備的額定電壓，引發(fā)設(shè)備損壞，具體數(shù)據(jù)如表4所示。

1.4.2原因分析

單相接地故障可能是由于設(shè)備老化、運行環(huán)境惡劣、人為誤操作等多種原因?qū)е碌?。在故障發(fā)生時，由于接地相與大地同電位，原本在中性點接地系統(tǒng)中，中性點被限制在零電位或接近零電位[1]。然而，當(dāng)某一相發(fā)生接地故障時，中性點將發(fā)生位移，導(dǎo)致非故障相的對地電壓上升，通常升高至線電壓。

1.5諧振過電壓引起的母線電壓異常

1.5.1案例概況

某配電網(wǎng)在特定條件下發(fā)生諧振過電壓，導(dǎo)致母線電壓異常升高，對設(shè)備造成損害。諧振過電壓表現(xiàn)為母線電壓突然升高，并持續(xù)一段時間，可能導(dǎo)致設(shè)備損壞或燒毀，諧振過電壓引起的母線電壓異常數(shù)據(jù)見表5所示。

1.5.2原因分析

諧振過電壓可能是由于電網(wǎng)中的電容和電感元件在特定條件下形成諧振回路，導(dǎo)致電壓異常升高。諧振條件可能由電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備參數(shù)、操作方式等多種因素引起。

1.6諧波污染引起的母線電壓異常

1.6.1案例概況

某配電網(wǎng)中存在大量非線性負載，如整流器、變頻器等，這些設(shè)備在運行過程中會產(chǎn)生諧波，導(dǎo)致母線電壓異常。諧波污染表現(xiàn)為母線電壓波形畸變，電壓值不穩(wěn)定，可能伴有高頻噪聲和振動。筆者調(diào)取了2023年8月16日0：00～5：00共5個時段的數(shù)據(jù)，具體如表6所示。

1.6.2原因分析

非線性負載在運行過程中會產(chǎn)生諧波電流，這些諧波電流會在電網(wǎng)中傳播并產(chǎn)生諧波電壓。諧波電壓會疊加在基波電壓上，導(dǎo)致母線電壓波形畸變和電壓值不穩(wěn)定。

2配電網(wǎng)母線電壓異常防范改進措施

2.1加強負荷管理

首先，需要對負荷進行預(yù)測。利用先進的負荷預(yù)測模型和技術(shù)，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)、天氣情況、節(jié)假日等因素，對未來的負荷變化進行準(zhǔn)確預(yù)測。這有助于提前制訂負荷調(diào)度計劃，避免高峰時段負荷過大。其次，對負荷進行合理調(diào)度。根據(jù)負荷預(yù)測結(jié)果，合理安排發(fā)電、輸電和配電設(shè)備的運行，確保電網(wǎng)在高峰時段也能保持穩(wěn)定的電壓水平[2]。同時，可以通過價格機制等手段引導(dǎo)用戶合理用電，降低負荷波動對電網(wǎng)電壓的影響。最后，進行需求側(cè)管理。通過宣傳和教育，提高用戶對電力資源有限性和電網(wǎng)穩(wěn)定重要性的認識。

2.2加強設(shè)備監(jiān)測與維護

首先，加強設(shè)備監(jiān)測。利用現(xiàn)有的配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和智能終端，對配電網(wǎng)設(shè)備進行實時監(jiān)控。這些系統(tǒng)可以監(jiān)控設(shè)備的開合狀態(tài)、電壓、電流等關(guān)鍵參數(shù)，以便及時發(fā)現(xiàn)異常情況。也可以借助先進的數(shù)據(jù)分析和故障診斷技術(shù)，對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行分析，預(yù)測設(shè)備的運行狀態(tài)和可能出現(xiàn)的故障。這有助于提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，避免母線電壓異常的發(fā)生[3]。使用專業(yè)的帶電檢測設(shè)備及診斷性試驗設(shè)備對配電網(wǎng)設(shè)備進行深度檢測，從而發(fā)現(xiàn)潛在的問題。其次，加強設(shè)備維護。定期對配電網(wǎng)設(shè)備進行巡檢，檢查設(shè)備的外觀、溫度、聲音等方面的異常情況。巡檢過程中，應(yīng)注意設(shè)備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障和問題。同時定期對配電網(wǎng)設(shè)備進行維修和保養(yǎng)，根據(jù)設(shè)備的使用壽命和維護要求，制訂定期維修和保養(yǎng)計劃。維護包括設(shè)備的清潔、潤滑、緊固以及更換陳舊部件等[4]。維修包括對設(shè)備進行檢修、修復(fù)和更換，以保持設(shè)備的正常運行狀態(tài)。

2.3彌補無功補償不足

優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以通過多種技術(shù)措施予以實現(xiàn)。首先，可以充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對電網(wǎng)進行仿真和模擬，實現(xiàn)對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。通過模擬不同運行場景下的電網(wǎng)性能，找出電網(wǎng)中的瓶頸和潛在問題，并進行相應(yīng)的優(yōu)化改進。其次，可以采取無功補償措施。對于地形復(fù)雜和線路長度差異較大的區(qū)域，可以采取合適的無功補償措施來平衡電網(wǎng)中的無功功率分布。通過安裝無功補償裝置、調(diào)整變壓器分接頭等手段，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低線路阻抗不匹配對電壓的影響。最后，可以采用電壓調(diào)節(jié)手段，采用先進的電壓調(diào)節(jié)技術(shù)，如自動電壓調(diào)節(jié)器（AutomaticVoltageRegulator，AVR）、有載分接開關(guān)（OffLineTeslaCoil，OLTC）等，對電網(wǎng)電壓進行實時調(diào)節(jié)[5]。確保電網(wǎng)電壓在合理范圍內(nèi)波動，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.4做好諧振過電壓及諧波污染的防范工作

首先，需要合理設(shè)計電力系統(tǒng)。需盡量考慮電容和電感元件的分布和特性，避免出現(xiàn)易產(chǎn)生諧振的配置，還要對電力系統(tǒng)進行合理的分區(qū)，以減少不同區(qū)域之間的相互影響，從而降低諧振過電壓的傳播。其次，加裝抑制元件。為有效抑制諧振過電壓，可在電力系統(tǒng)中加裝適當(dāng)?shù)囊种圃缱枘犭娮?、消弧線圈、濾波器等，以減小諧振過電壓的幅度和持續(xù)時間。對于諧波污染，可以通過在電源周邊安置濾波器，減少和屏蔽開關(guān)電源本身對電力諧波的干擾。再次，提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。對于長線路，可以適當(dāng)加裝串聯(lián)電感，減小線路的諧振頻率。對于有并聯(lián)電容器的電力系統(tǒng)，可以通過改變電容器的組合方式，降低諧振的可能性。最后，改善工藝和增加裝置。改善線圈的繞制工藝，實現(xiàn)繞組的緊密耦合，減輕變壓器漏感。將可飽和磁芯線圈串入高頻整流二極管上，當(dāng)有反向電流流過時，不飽和磁芯會產(chǎn)生較大的電勢，從而阻止反向電流的上升，避免出現(xiàn)電力諧波。

3結(jié)論

通過上述案例分析，可以得出配電網(wǎng)母線電壓異?，F(xiàn)象多種多樣，造成母線電壓異常的原因也具有多樣化特點，需要綜合考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備性能、運行環(huán)境等多方面因素。為了保障配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和供電質(zhì)量，需要相關(guān)工作人員加強電網(wǎng)監(jiān)測和分析，及時發(fā)現(xiàn)并處理異常問題，同時也需要加強設(shè)備維護、巡檢和管理，利用先進的技術(shù)提高設(shè)備的可靠性和安全性，從而確保配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定地運行。

參考文獻

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