針對目前小水電站，尤其是農村小型水電站，因受電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響，無(wú)功上網(wǎng)時(shí)有不足，這種現象不但影響了小水電站的經(jīng)濟運行，也關(guān)系到電網(wǎng)的供電質(zhì)量。小水電無(wú)功電量不足不但降低用電設備的工作效率，也降低電氣設備的使用壽命。降損節能、提高效率旨在提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量和供電電壓水平，而小水電上網(wǎng)電能質(zhì)量的好壞也直接關(guān)系到電網(wǎng)和小水電的安全、經(jīng)濟、高效、可靠運行�，F對小水電無(wú)功電量不足的總結與分析，對如何解決小水電無(wú)功電量不足提出幾點(diǎn)建議和處理方法。

　　0概述

　　隨著(zhù)近年水電農村電氣化縣建設資金的投入，農村水電建設規模進(jìn)一步擴大，尤其在水力資源較好的偏遠山區，小水電裝機容量在電網(wǎng)中所占比例逐漸壯大，水電上網(wǎng)電能質(zhì)量和無(wú)功上網(wǎng)不足直接關(guān)系到電網(wǎng)的供電質(zhì)量和小水電的經(jīng)濟、高效、安全、可靠運行。滿(mǎn)足電網(wǎng)對小水電無(wú)功上網(wǎng)電量的要求，是小水電和電網(wǎng)降損節能、提高效率的重要管理手段和科學(xué)的技術(shù)保障。經(jīng)濟有效解決小水電無(wú)功上網(wǎng)電量不足對水電站經(jīng)濟、高效、安全、可靠運行致關(guān)重要。

　　1小水電無(wú)功電量不足的分析

　　1.1提高小水電無(wú)功電量的重要性途徑。電力系統無(wú)功電量不足對電力系統的安全、經(jīng)濟、可靠運行將產(chǎn)生很大影響，無(wú)功電量多少是衡量和考核電網(wǎng)電能質(zhì)量的重要技術(shù)指標和經(jīng)濟指標之一。小水電無(wú)功上網(wǎng)電量是電力系統考核小水電站電能質(zhì)量的重要指標，無(wú)功上網(wǎng)電量直接與小水電的經(jīng)濟運行掛鉤。針對這一情況，大部分小水電站相繼投入了物力、財力來(lái)改善小水電無(wú)功上網(wǎng)電量的不足，方法大都采用改造勵磁設備，增大勵磁電流；投入發(fā)電設備，枯水期調相運行；增設電力電容等措施，雖然這些方法投資大，但也有效改善無(wú)功上網(wǎng)電量和提高電網(wǎng)供電質(zhì)量。

　　1.2小水電無(wú)功電量受上網(wǎng)電壓影響。小水電站大都建在偏遠山區，上網(wǎng)線(xiàn)路半經(jīng)大，用電負荷變化大，加之農村小型水電站上網(wǎng)電壓等級較低，一般大都在10kv電壓等級，后夜電壓高達11kv以上，按電力變壓器的最低檔電壓反眏到低壓側電壓在0.45kv左右，直接影響小水電的無(wú)功上網(wǎng)電量不足。

　　1.3改變變壓器調壓范圍是滿(mǎn)足無(wú)功上網(wǎng)電量的不足的方法之一。針對這一原因，并通過(guò)對小水電站電氣運行理論分析，提出應重視改變變壓器的變壓比即匝數比，有效改善無(wú)功上網(wǎng)電量不足，在保持發(fā)電機端電壓400V±5%不變，增大主變壓器高壓側電壓值的變壓器設計方法，從而改變高低壓側電壓有效值，并利用變壓器分接開(kāi)關(guān)增大變壓器電壓調整范圍，升高上網(wǎng)電壓，滿(mǎn)足無(wú)功上網(wǎng)電量。從理論上講，該方法能保證發(fā)電機端電壓在規定值運行，提高發(fā)電機和電氣設備的使用壽命和經(jīng)濟運行，有效解決無(wú)功上網(wǎng)電量不足和電網(wǎng)供電質(zhì)量。

　　2.提高小水電無(wú)功上網(wǎng)措施的技術(shù)性和經(jīng)濟性比較

　　2.1改善勵磁條件。采用改善勵磁條件，增大勵磁電流的方法是改善上網(wǎng)電量和供電質(zhì)量的重要條件，勵磁控制質(zhì)量的好壞直接影響上網(wǎng)電量質(zhì)量和電力系統的供電質(zhì)量，但這種方法不能完全有效解決小水電尤其是農村偏遠、上網(wǎng)條件較差的小水電站，當電網(wǎng)電壓夜間過(guò)高時(shí)，增大勵磁電流是有限的，即使超出增大勵磁電流發(fā)電機額定值范圍，有些電站不但不能滿(mǎn)足無(wú)功上網(wǎng)的需要，長(cháng)期超出發(fā)電機額定電壓值運行對發(fā)電機絕緣和使用壽命有很大影響。

　　2.2增設電力電容。增設電力電容是有效補償無(wú)功電量不足的途徑，但這種方法需要設備多、投資大、不宜節省空間等缺點(diǎn)。

　　2.3利用發(fā)電設備調相運行。對徑流式電站一般在枯水期，設備多的情況下采用，時(shí)間局限性強。

　　2.4改變主變壓器變壓比及調壓范圍。也是有效改善水電站無(wú)功上網(wǎng)電量不足的有效措施，是增大無(wú)功上網(wǎng)電量的有效途徑之一。該方法對新建和技改水電站在更換主變壓器時(shí)，根據電網(wǎng)電壓變化幅度范圍，進(jìn)行計算分析，在購置設備時(shí)提供加工技術(shù)數據，該方法基本不需二次投資和增加投資，可有效提高無(wú)功上網(wǎng)電量。存在問(wèn)題是：改變變壓比是單一的追求小水電無(wú)功上網(wǎng)的經(jīng)濟利益，小水電占電力網(wǎng)比重大時(shí)，對電力系統電壓質(zhì)量產(chǎn)生影響，而該方法示小水電上網(wǎng)電壓情況確定。一般情況是：小水電站在地方電網(wǎng)中所占比重小，當并入無(wú)限大電網(wǎng)運行時(shí)，發(fā)電機運行特性軟，不能左右電網(wǎng)電壓高低，不會(huì )影響電網(wǎng)電壓質(zhì)量。

　　3電網(wǎng)電壓參數分析及處理對策

　　3.1電網(wǎng)電壓參數統計分析。通過(guò)對電網(wǎng)電壓變化幅度分析，并隨機抽查電壓變化幅度大的夏、冬季目一天的電網(wǎng)電氣參數統計計算分析見(jiàn)表一。

　　表一：電網(wǎng)典型電壓統計分析

　　電壓值高中低

　　一次側12.1kv11.6kv11.0kv

　　二次側0.48kv0.46kv0.44kv

　　夏季凌晨1-5點(diǎn)時(shí)段10kv電網(wǎng)電壓12.1kv經(jīng)降壓變壓器降壓后低壓側電壓為0.48kv；5-9點(diǎn)時(shí)段10kv電網(wǎng)電壓11.6kv經(jīng)降壓變壓器降壓后低壓側電壓為0.46kv；9-18點(diǎn)時(shí)段10kv電網(wǎng)電壓11kv經(jīng)降壓變壓器降壓后低壓側電壓為0.44kv；18-24點(diǎn)時(shí)段11kv電網(wǎng)電壓經(jīng)降壓變壓器降壓后低壓側電壓為0.44kv；網(wǎng)絡(luò )電壓過(guò)高無(wú)功上網(wǎng)受限制。

　　經(jīng)過(guò)對電網(wǎng)電壓即電氣參數分析計算確定，改變變壓器匝數比后，利用變壓器分接開(kāi)關(guān)調節匝數比，表二：變壓器設計參數計算。

　　表二：變壓器設計參數計算

　　一次側二次側

　　開(kāi)關(guān)位置電壓（kv）電流（kA）匝數開(kāi)關(guān)位置電壓（kv）電流（kA）匝數

　�、�12.17.61362Ⅰ0.423145

　�、�11.68.01300Ⅱ0.423145

　�、�11.08.41238Ⅲ0.423145

　�、�10.58.81177Ⅳ0.423145

　�、�9.99.31115Ⅴ0.423145

　　通過(guò)計算電壓值表二可知，在電網(wǎng)電壓過(guò)高時(shí)，利用變壓器分接開(kāi)關(guān)調節電壓比即匝數比可滿(mǎn)足水電站無(wú)功上網(wǎng)的需要。

　　3.2舉例分析。一臺180kv.A的三相變壓器，聯(lián)結，鐵芯截面SFe=160c㎡，鐵芯中最大磁通密度Bm=1.445T，試求：（1）一次及二次側繞組的匝數；（2）按水電站設計計算變壓器要求，二次側電壓應在額定值不變，利用高壓繞組抽頭和分接開(kāi)關(guān)來(lái)升高高壓側電壓，滿(mǎn)足升高電壓范圍，現理論計算步驟和方法僅供參考？

　　解：

　　高壓繞組抽頭及匝數見(jiàn)表二“變壓器設計參數計算”，通過(guò)利用高壓繞組抽頭和分接開(kāi)關(guān)來(lái)改變高低壓側電壓有效值、使電壓有足夠大的調整范圍，有效解決電網(wǎng)電壓高對無(wú)功上網(wǎng)電量不足的影響，從而提高水電站經(jīng)濟運行和電網(wǎng)供電質(zhì)量及電氣設備的使用壽命。

　　4改善無(wú)功上網(wǎng)不足的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益

　　4.1經(jīng)濟效益。解決水電站無(wú)功電量上網(wǎng)的不足，滿(mǎn)足電網(wǎng)對水電站無(wú)功電量的技術(shù)和經(jīng)濟考核，提高水電運行功率因數值，保證水電上網(wǎng)電能質(zhì)量，解決電網(wǎng)不因少發(fā)一千乏無(wú)功電量而扣減一千瓦有功電量和經(jīng)濟處罰的經(jīng)濟損失，提高水電運行的經(jīng)濟效益，增加水電經(jīng)濟收入。

　　4.2社會(huì )效益。提高電力系統供電質(zhì)量，保障電力網(wǎng)絡(luò )運行的可靠性、安全性和經(jīng)濟性，解決小水電站無(wú)功上網(wǎng)電量不足，對改善電網(wǎng)功率因數、降低電網(wǎng)電能損失，提高電氣設備運行效率，為構建節約、和諧、生態(tài)、環(huán)保型社會(huì )將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。