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摘要：变电站是电力工程的主要组成部分，电力质量是电力工业产品的重要指标，涉及发、供、用各方面的权益，优良的变电站电力质量对保证电网和广大用户的电气设备的安全经济运行，保障国民经济各行各业的正常生产和产品质量以及提高人民生活质量都具有重要意义。
关键词：变电站；电力质量；监测系统；设计
引言
变电站电力质量不仅关系到电网企业的安全经济运行，也影响到用户的安全运行和产品质量。大量分布式能源（如风电和太阳能发电）的接入将进一步恶化变电站电力质量。变电站电力质量信息的连续监测和分析评估是发现变电站电力质量问题和提高变电站电力质量水平的前提条件。
1概述
随着电力电子技术的应用与发展，电力系统中的非线性负载越来越多，直流输电、大功率单相整流技术在工业部门和用电设备上被广泛应用，这些非线性负荷会引起电网电流、电压波形发生畸变，造成电网的谐波“污染”；冲击性、波动性负荷，如电弧炉、轧钢机、电力机车等，运行中不仅产生大量的高次谐波，还引起电压波动、闪变以及三相不平衡等一系列的变电站电力质量问题。变电站电力质量研究的主要内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。变电站电力质量问题一方面导致供用电设备本身的安全性和使用寿命降低，严重影响电网自身的安全经济运行。而另一方面，各种复杂的、精密的、对变电站电力质量敏感的用电设备不断普及，对变电站电力质量及可靠性的要求越来越高。无论从电网运行的需要考虑，还是从供电用户的需要考虑，加强对变电站电力质量的监测都是非常必要的。
2变电站电力质量监测的认识误区及变电站电力质量监测系统存在问题
变电站电力质量的监测有两个主要目的：其一在于从技术层面上保证电网的安全、稳定、经济运行，及早发现电网存在的潜在隐患，同时对已发生的电力事故进行更有效的分析，从而采取措施，予以防范；其二在于从变电站电力作为商品意义上而言，应该本着对用户负责的态度，全程监视这一特殊商品的产、供、配、用环节，针对不同的用户需求提供不同的变电站电力质量，当然用户需支付与此相应的电价。偏离了这两个目的，其监测是没有意义的。目前，变电站电力质量监测系统的建立存在如下问题及认识误区：（1）没有统一规划，选择监测点无目的性或针对性。（2）不知道如何应用，或不能较好地应用。（3）过分强调设备，忽视后台分析，导致监测无用的现象。（4）电力部门对变电站电力质量的相关知识了解过于简单或者片面。（5）只考虑监测本身，忽略了电网在这一整体目标中的作用。
3变电站电力质量监测系统的应用所在
变电站电力质量监测系统应注重其应用，不能为监测而监测，只能是为应用而监测。纯粹的判断超标与否属于最简单、最基本的应用。应用变电站电力质量在线监测系统的基本原则在于：能够通过对某指标或多个指标的在线监测数据分析，给电力工作者提供可供参考、应用的结论性意见及建议，这个建议可以属于定性的，也可以是定量的。
3.1在设计方面的应用
一个变电站的设计不是孤立的，它必然与其它变电站实现电气连接，此时所连接变电站的背景变电站电力质量参数将作为新建变电站的设计依据。在此过程中，谐波背景参数可能是主要考虑的目标之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆有必要以背景谐波电压作为电压源，考虑新建变电站变压器、电容补偿装置等电气参数进行谐波分析，预测是否发生谐振或谐波放大现象，以确定所选参数的合理与否。同时，应考虑新建站将来的负荷结构，如果有大容量的非线性负荷接入的话，也要依据以往此类负荷的特征测量值，进行进一步核算。
3.2在事故分析方面的应用
电力系统诸多事故可以通过变电站电力质量监测数据进行详尽的事故原因分析。该系统可以将事故前后及事故期间的实时波形进行全面记录。从更详尽的监测数据及波形可以方便的评估事故过程中电网的表现，分析无功补偿装置的作用，评估保护的设置，分析电压稳定装置的一系列反应及作用等。这些分析对于评价电网的稳定水平、研判相应的稳定机制及措施等均具有不可替代的作用。我们认为利用变电站电力质量在线监测装置的监测数据，结合网络的拓扑结构，能够方便的分析该事故是否由谐波的原因造成的，并依据所监测到的频谱特征及谐波水平采取合理的措施予以解决；在电容补偿装置投运前分析评估其接人电网后是否会因为谐波原因而损坏，是会发生过压、过流、过负荷等事故；在确定发生谐振或谐波放大现象的情况下，还可以分析出装置是否能够正常运行等。
3.3在保护配置及定值整定方面的应用
各类保护装置抵抗谐波的威胁均有相应的抗扰度，在谐波“污染”水平严重的场合，保护类型的选择及其整定值应该考虑谐波的影响，同时应评估谐波的“负序效应”威胁。关于谐波引起保护误动及拒动的事件在国内经常发生，尤其是近年来微机保护及自动装置大量投产，其对谐波畸变的抗干扰能力较弱，迫使电网电压质量需要不断提高来维持其动作的正确性。此外，应用变电站电力质量在线监测系统，我们可以获取某节点谐波水平的最大、最小、平均、95％概率大值，从而判断保护配置中是否需要考虑谐波因素，保护定值计算中，是否应该考虑谐波水平等。
3.4在电网经济运行方面的应用
电力系统运行的一个主要方面在于电网的经济运行。网损属于经济运行的主要衡量指标。随着电力市场的不断深入，经济性指标将是各电力公司不断追求的目标。电网损耗不仅包括基波损耗，同时还应该包括谐波损耗，二相不平衡度指标的恶化，将会进一步加剧网损的增加。
4变电站电力质量监测技术的发展回顾
在我国，变电站电力质量监测技术已经经历了二十多年的发展历程。从监测设备本身而言，经历了下述几个过程：便携式。①面向过程的在线式，即由便携式改进的多通道、集中式在线监测装置，以工控机为主要器件。②面向对象的单元式，主要为DSP技术的应用从监测设备的功能而言，已经实现了由单一功能向多功能监测、网络化发展的过渡，发展过程如下：①电压监测仪②谐波监测设备③闪变仪④稳态变电站电力质量监测⑤稳态、暂态变电站电力质量监测。从数据处理方式上而言，其发展过程主要表现在：①人工分析测量数据②监测数据导入计算机后进行简单的统计分析③数据以文本方式保存，用专用分析软件统计分析④基于数据库管理的、网络化的、多用户统计分析从评估方法而言，主要从下述角度进行分析：①统计最大、最小、平均、95％概率大值②给出指标变化曲线③判断是否超标。
结语
电力系统变电站电力质量在线监测系统能够对变电站电力质量实行长期、实时监测。它的建立将对我省变电站电力质量管理的规范化将发挥重要作用，不但能动态了解电网变电站电力质量水平及主要污染源分布情况，而且能全面、详细、及时地分析变电站电力质量指标的变化，及时发现可危及电网及设备安全、优质运行的隐患，对系统安装点的事故分析提供重要参考数据。
参考文献：
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论文作者:张建,王志贺
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/5
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