浅析小水电站地区提高电压质量的措施【摘要】太白县水力资源丰富，并网小水电较多，发电负荷较大, 木文通过对我公司供电区域内小水电并网运行情况进行调查分析，从小水 电站并网对电网电压质量的影响进行分析阐述，并提出了解决的对策关键词】小水电站；并网运行；电压质量；解决措施太白县地处秦岭腹地，水力资源丰富，沿石头河、胥水河、太白河等 5条主干河流共建成水电站18座，总装机容量18.4MW,为节约投资成本, 水电站采用就近通过10kV线路并网运行水电是一种可再生的清洁能源, 国家对水电的开发实行鼓励政策，小水电上网也为供电公司带来效益，但 由于水电站单机容量小、地域分散、难以监测控制，且受气候、季节影响 很大，小水电并网运行，对配电网的安全运行具有不利影响，最突出的问 题是小水电并网地区电压质量不合格本文通过对我公司供电区域内小水 电站并网运行情况进行调查，针对电压质量不合格这个突出问题进行分 析，并提出相关解决措施1造成小水电地区电压质量不合格的主要原因1.1水电站并网引起区域性10 kV线路负荷倒送10kV线路往往是首端线径粗，末端线径细，而山区10kV线路一般线 路长，供电半径大，线径小，负荷小，小水电一般接入10kV线路的末端。
当枯水期时，线路能保证末端供电需求，当丰水期时，小水电发出的电能 无法就地进行平衡，潮流发生变化，首末倒置，从而导致大量发电电能倒 供，造成线路电压升高，甚至超越最高限额的问题1.2水电站并网大负荷电流对线路的冲击影响水电并网运行时，负载相对稳定，大负荷的冲击电流由电网承担，水 电站只能服从于电网输送一定的电能上网操作时，并网点在水电站，并 网点前端有网上送来的电压高于发电机额定电压时，为了达到同步，则发 电机电压也要跟着升高，人为地增加了发电机空载励磁电流机组满载运 行时，若网上整个负载降低(平、谷时段)，则电网电压、频率增高，机 端电压跟着升高，如不增加励磁，就要欠发无功如果要强制降压，虽然 暂时取得一定成果，可是过后不久就会出现反弹1.3水电站并网电压对线路电压的影响由于水电站一般采用提高发电机端电压來弥补线路上的电压降的运 行方式，为了保证小水电站送到变电站末端的电压符合要求，其首端电压 必须要高一般小水电站的升压变压器的变压比选0. 4 / (115%) kV, 即首端电压为11 kV,有些可能更高(11+5%) kV根据电压降公式△[]二 (PR + QX) /Ue,水电站到T接点的距离短，R、X小，AU就小，T接线 路的电压较高，其周边村庄低压用户的电压往往会超过其额定电压的10%。
尤其在丰水期，水电站满发时，10 kV母线电压高达11.7 kV,部分配变 台区客户家中电压高达265V,导致灯泡、用电器被烧毁在枯水季节，雨 水较少，径流式水电站大都出力少，接路上电站发电机组发出的功率 一般少于线路上用电负荷，10kV母线电压又处于9.5 kV的水平，因此形 成在丰水期系统电压偏高，超过电压允许偏差，不符合《电力系统电压质 量和无功管理办法》的耍求2提高电压质量的措施2. 1加大10kV线路的导线线径通过对并网点电压偏高的原因分析可知，由电压降计算公式AUN PR + QX) / Ue可以看出，加大并网线路导线截面，降低电能传输导线的电 阻和电抗，可以在一定程度上减少电能传输过程中的电压降，因此，提高 并网线路导线截面，能够解决部分电压过高问题，减少线路损失，提高经 济效益2. 2改就地并网为专线并网架设水电站至变电站的并网专线，直接送到变电站进行重新分配后输 出，沿线不接客户用电，可杜绝客户端电压过高的问题也可采用集中变 电站的方式，即在水电站较集中的地方，建设简易变电站，把小水电站输 出的电能全部送到变电站进行平衡，再由变电通过10 kV线路供给用电客 户，使客户受电电压符合要求。
2. 3增加分接开关对于有水电站上网的变电站，在主变压器选择时，在选有载调压档位 数时，增加分接开关即增加变压器分接开关档位，扩大调压范围如35kV 变压器有载调压标准档位为35kV3X2. 5%,可以在设计时选用非标档位 35kV5X2. 5%o这样调节范围宽一些，丰水期调至低档位，枯水期调至 高档位，确保10kV线路电压在合格范|韦|内2.4定制特殊变压器在新建和技改过程，对小水电地区选择配电变压器时，根据电网电压变化幅度,进行计算分析，定制特殊变压器，以满足特殊需耍 根据变压器调压的原理：K二U1/U2 ~E1/E2二N1/N2二12/11K是变压器的变比，或称匝数比，设计时选择适当的变比就可以实现 把一次侧电压变为需要的二次电压首先我们通过对小水电地区选择典型日期(即丰水期和枯水期)24小 时进行电压检测统计，通过统计结果分析，调压范围应在：lOkV-12 kV 之间通过对电网电压即电气运行参数分析计算，在保持发电机端电压400 5%不变，利用变压器高压绕组抽头和分接开关来改变高低压侧电压有效 值，增大电压的调整范围将变压器原来的三个调压位置增设为五个，调 压范围：10 ---12kV,实现二次侧输出电压合格。
根据公式K二U1/U2二N1/N2 ,计算变压器一、二次侧电压及匝数比为 (U2=0.4KV, N2=45)：K I 二 12. 0/0. 4=30. 00 N I = 30. 00XN2=1350KII =11. 5/0. 4=28. 75Kill二11. 0/0.4=27. 50KIV二 10. 5/0. 4=26. 25KV = 10. 0/0.4二25. 00Nil =28. 75XN2二 1294NIII-27. 50XN2=1238NIV二26. 25XN2二 1181NV 二25.00XN2 二 11252.5加强管理，科学调度由电压降计算公式= ( PR + QX) / Ue可得出电压降一部分是由 有功功率在电阻上引起的电压降，另一部分是无功功率在电抗上引起的电 压降，适当降低无功功率传输，将有利于减小电压降，因此电网调度部门应根据实际情况适当调整小水电站功率因数考核标准，使无功功率就地平衡，避免大量的无功功率作远距离传输，以减少损失、提高电压质量3结论综上所述，由于小水电并网运行将引起10kV配网线路电压质量不合 格，因此不仅耍加大对小水电的调度管理，而且要在小水电地区新建或技 改设计时，对线路、要充分考虑小水电并网运行对电网的影响，增加变压 器分接档位，定制特殊变压器等以确保客户端电压合格，进一步提高小水 电地区电压质量。
参考文献：[1] 陕西省小水电(网)与大电网并联运行若干问题的规定.1983.[2] 胡东元.10kV发供合一线路存在的问题分析及对策[J]•农村电工， 2011 (06).[3] 林梓先•小水电上网地区电压调整与管理[J]•广东输电与变电技术，2008 (01).。