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变电站电能质量的监测与分析

摘要：随着经济的快速发展，电网中非线性负荷用户的比例不断提高，由此而产生的

供电电能质量严重下降，表现得越来越突出。电能质量严重超标正在大范围的污染供电环

境，危及电网及其供电设备的安全稳定运行，严重的影响电力企业及广大用户的经济

效益。

关键词：变电站电能质量监测分析

随着经济的快速发展，电网中非线性负荷用户的比例不断提高，由此而产生的供电电

能质量严重下降，表现得越来越突出。电能质量严重超标正在大范围的污染供电环境，危

及电网及其供电设备的安全稳定运行，严重的影响电力企业及广大用户的经济效益。

这种现象在山东荷泽110kV成武站表现十分严重，它不但使变电设备的安全运行无

法保证，而且影响到当地的企业生产用电和居民生活用电。为此2002年在该站安装了电

能质量监测系统，对10kV母线的电能质量进行连续的监测。

1110kV成武站电能质量在线监测系统介绍

为了加强对电能质量的管理和监控，2002年荷泽供电公司建立了变电站电能质量在线

监测系统，并选择谐波问题严重的110kV成武变电站进行实时在线监测。此前，该站

经常烧TV保险，曾多次发生过TV爆炸的事故，存在严重的谐振现象。

采用电能质量在线监测仪进行实时监测，该装置主要有以下几种监测和统计功能：

·三相各次谐波电压、电流及其谐波含有率；

·三相电压、电流总谐波畸变率；

·三相有功、无功功率及其方向；

·总的有功、无功功率，功率因数及相位移功率因数；

·电网频率、线电压、电压偏差；

·电压不平衡度、负序电压、负序电流。

电能质量在线监测单元，安装在110kV成武变电站10kVII段母线，服务器安装在

监控中心，是集通讯/数据库/Web发布于一体的服务器，与变电站监控单元间通过光纤进

行通讯传输数据，同时监控数据通过Web服务器对MIS系统开放，支持Web浏览方式，做

到数据共享，公司所有局域网内的微机，均可通过Web浏览进行访问，查看电能质量分析

的各种报表和数据，了解监测点的电压、电流波形、各次电流电压的谐波分量等电能质量

情况。

2变电站概况及监测结果

该变电站有主变压器2台，容量均为31.5MVA，110kV母线、35kV母线、10kV母

线均分段并列运行，有并联补偿电容器一组，容量为2700kvar，正常运行方式为#2主变

带全站负荷。负荷主要是周围一些工厂的工业用电、城市生活用电及周围农业负荷。工

业用电主要集中棉厂、纱厂、变压器厂、化工厂和木材加工厂等，这些也是该站主要的谐

波源。

经过3个月的连续监测，对数据进行了统计，该监测点监测数据的部分统计报表，见

表1~6。

根据监测数据和结果分析：

①从谐波电压总畸变率报表4可看出，该监测点谐波电压总畸变率严重超标。国家

标准为4%，实际情况为三相总畸变依次为：6.89%、6.50%、7.24%。对于并联无功补偿装

置，10kV电容器应进行容量及参数计算，适当改变电容参数，避免产生谐振，防止谐

波对电容器造成损坏。对该站以后新增负荷时，应严格控制谐波源，以免谐波分量进一步

提高，给电网造成较大的安全隐患。

②从各次谐波电压畸变率水平报表1可见：3次谐波含有率较高，A相为6.7%，其次

是5、7次谐波，这对并联无功补偿电容器串联电抗百分数的选择，有重要的参考价

值。

③谐波电流均不超标，主要谐波频谱为：3、5、7、9次，这为谐波治理提供了基础数

据。

④根据①②③可判断，该监测点存在严重的3次谐波谐振现象，应改变系统运行方

式，分析并联补偿电容器对谐波的影响。

⑤根据无功功率数据大小、方向及功率因数判断，该站10kV母线安装的并联无功补

偿装置，其基波无功功率偏大（各种工况下功率因数基本保持1，某些工况下出现少量的

无功倒送），因此，整体10kV母线电压偏高。

⑥根据基波电压最大最小值、电压偏差最大最小值、零序负序电压最大值、总谐波电

压畸变率最大值、各次谐波电压、电流含量最大值、闪变最大值等参数判断，检测中出现

过大的电网冲击，10kV母线接有大的冲击性负荷，或出现B相经中间物接地现象（出现

过很高的零序、负序电压）。

⑦根据电压偏差可知各相电压合格率，A相2.69%，B相97.8%,C相94.6%，A相合格

率较低，且绝大部分为正偏差。