浅谈配电网谐波治理提高供电质量

王周选

（国网兰州供电公司）

摘 要：介绍了配电网用电污染问题和谐波的产生的原理，提出利用不同变压器接线组别，均衡十二相位负载，达到遏止谐波，最终治理谐波的方案。

关键词：配电网；谐波；分析；治理

1.引言

我国改革开放三十年以来，国民经济发展使电网发展排在世界前列。电力负载质也发生了巨大的变化，大的工业用电户转移到110kV和35kV电网供电。10kV配网中电弧炉，电力机车，矿山提升机，轧机、居民用电呈几何级数增长，各种高压变频变流装置等重负荷设备的大量投入使用，居民家电变频化、整流化已也成定式。市区内配网形成小型开发区居民和商业用电的混合电网，该部分电量占配电网供电量的80%，用电时段集中，负荷二十四小时内均衡已不复存在。造成电力系统的力率、电压波动、闪变、负序和谐波污染等电能质量指标下降严重恶化，严重影响到电力系统的安全运行，供电的可靠性。雖然国家出台了谁污染谁治理的方针政策，但在高压供电的大用户落实这一政策，有的企业好实现，有的企业落实困难重重，尤其居民、商业小型企业用电污染问题日益突出。

对于供电的交流电网来说网负荷趋向非线性负荷。然而我们的配电变压器绝大部分使用Y/yn0联接组别。然而这就给电网造成严重奇次谐波。尤其电网系统阻抗偏高，产生谐波更为严重。谐波对电网的损害是多方面的，供电网线损增大，电网的发电机、变压器、电动机热损失增大，造成能源极大浪费。电机设备绝缘材料加速老化缩短使用寿命。由于我国配电网采用绝缘系统，母线电压互感器采用Y/yn0接线。当系统发生单相接地故障时，极易引发电压互感器谐波谐振过电压，造成故障或绝缘击穿中断供电，供电可靠下降，给供电企业和用电用户造成损失。电网发展到今天谐波治理尤显突出，也是我们供电企业必须解决的问题。

2.技术方案

我们知道三相变压器在电力系统和三相可控整流的触发电路中，都会碰到变压器的极性和联接组别的接线问题。变压器绕组的联接组，是由变压器原、次边三相绕组联接方式不同，使得原、次边之间各个对应线电压的相位关系有所不同，来划分联接组别。

如果利用每台配电变压器接线组别的不同搭配：Y/y联结的三相变压器，共有Y/y0、Y/y2、Y/y4、Y/y6、Y/y8、Y/y10六种联结组别；D/y联结的三相变压器，共有D/y1、D/y3、D/y5、D/y7、D/y9、D/y11六种联结组别。使110kV区域变电站单台主变在十二相位负载达到基本均衡运行状态。

10kV配电网基本结构：

按110kV变由器一台主变一段母线为单元，首先按排用户专变（10kV用户P型站），因为这些用户的配电表压器容量都在500kV以上。其次按排公网台变（杆变）。

改造前首先做好现状分布统计工作做好现状数据库。做好目标网架结构规划工作，或现配电网改造规划工作。

配电网直供用户，变压器容量都在500kVA以上，可以利用大修的机会改结线组别，高耗能度压器退出，直接选用微晶合金节能变压器，按规划实现接现组别的改变。

在网上运引的S9、S11低损耗配电表压器可按排大修，在大修中改变Y/yn、D/yn按线组别后再入网运引。新建或扩容工程大力推广微晶合金变压器。节能降耗，减少碳排放是全球趋势。也是我国国策。我国微晶合金度压生产技术成熟，性价比，产能也适应市场需求，供电企业有责任有义务，在城网改造中大力推广这项工作。

3、立项组织开发应用软件：

结合GIS配电网数据管理系统，以拓扑计算为数学模型。网络统计计算为基础。人工与自主生成相结合。以“手拉手或“N-1”配电为单位“十二相位基本平衡负载为主的小单位110kV区域变电站”一条母线容量（或单台主变）的50-60%负载为平衡的单元，基本构想，设计软件功能，完善供电公司配电网管理信息系统。

4、管理模式：

设专责岗位，放在配电网管理系统。以报装为依据，专责汇签给出变压器接线组别。形成报装答复文的必备内容。

5、抓住城网农网改造机遇，以节能降耗，提高配电网供电效益，提高供电量为目的，积极推进这项工作。

6、消除中压网谐振过压。

由于我国中压网采用绝缘系统，区域变电站母线上带的电压互感器采用YD/yd接线组别。由于这接线组别，在系统发生单相接地，系统电压闪变，操作过电压中，极易引起谐振甚至引发基波谐振，引起系统过电压，引起PT保险丝熔断，经常发生绝缘击穿事故，造成供电可靠性和供电总量下降。兰州供电公司在2000年立项攻克这一难题。经过多年研究终于2006年实验成功无谐振的电压互感器。在西北电网掛网运行近200余组，几年的实践以证明中压电网使用这种原理互感器不引起谐振过电压。大大的提高母线供电可靠性，再未发生接地故障变为永久性接地故障。这就提高了配电网的质量，减少电网运引成本。经济效益和社会效益非常好，打破了铁磁谐振无法治理的“神话”。

7、配电网配电变压器变化接线组别，改善电网谐波一项长期坚持的工作，不可能一蹴而就。只要有计划有步骤是可以实现的，那时我们供电质量就会赶上世界先进水平，与智能电网相一致的技能，高可靠、高效、高能量的绿色情节能源。

参考文献

[1] 陈庭记、程浩忠、何明等城市中压配电网接线模型研究[J]，电网技术，2000（9）.

[2] 程浩忠、张焰、电力网络规划的方法与应用[M]、上海：上海科学技术出版社。2002.

[3] 兰州供电局、金昌供电局、西安供电局、甘肃兆通电器有限责任公司：无谐振电压互感研制运引总结报告.

[4] 徐任钦、《铁道标准设计》：10kV架空绝缘电缆应用及设计.