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技術文章(zhāng)
電能質量知識大(dà)全
發布時(shí)間:2016-08-01 08:53 來(lái)源:華電國威

一、什(shén)麽是電能質量
電能質量,從普遍意義上講是指優質供電,包括電壓質量、電流質量、供電質量和(hé)用(yòng)電質量。

其可(kě)以定義爲:導緻用(yòng)電設備故障或不能正常工作的(de)電壓、電流或頻(pín)率的(de)偏差,其内容包括頻(pín)率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬态過電壓、波形畸變(諧波)、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續性等。

在現代電力系統中,電壓暫降和(hé)中斷已成爲最重要的(de)電能質量問題。其中:

1、電壓質量

是以實際電壓與理(lǐ)想電壓的(de)偏差,反映供電企業向用(yòng)戶供應的(de)電能是否合格的(de)概念。這(zhè)個(gè)定義能包括大(dà)多(duō)數電能質量問題,但不能包括頻(pín)率造成的(de)電能質量問題,也(yě)不包括用(yòng)電設備對(duì)電網電能質量的(de)影(yǐng)響和(hé)污染。

2、電流質量

反映了(le)與電壓質量有密切關系的(de)電流的(de)變化(huà),是電力用(yòng)戶除對(duì)交流電源有恒定頻(pín)率、正弦波形的(de)要求外,還(hái)要求電流波形與供電電壓同相位以保證高(gāo)功率因素運行。這(zhè)個(gè)定義有助于電網電能質量的(de)改善和(hé)降低線損,但不能概括大(dà)多(duō)數因電壓原因造成的(de)電能質量問題。

3、供電質量

其技術含義是指電壓質量和(hé)供電可(kě)靠性,非技術含義是指服務質量。包括供電企業對(duì)用(yòng)戶投訴的(de)反映速度以及電價組成的(de)合理(lǐ)性、透明(míng)度等。

4、用(yòng)電質量

包括電流質量與反映供用(yòng)電雙方相互作用(yòng)和(hé)影(yǐng)響中的(de)用(yòng)電方的(de)權利、責任和(hé)義務,也(yě)包括電力用(yòng)戶是否按期、如數交納電費等。

二、衡量電能質量的(de)主要指标

衡量電能質量的(de)标注包括:電壓偏差、頻(pín)率偏差、電壓三相不平衡、諧波和(hé)間諧波、電壓的(de)波動和(hé)電壓的(de)閃變。

1、電壓偏差:電壓偏差指的(de)是供電電壓不穩定,存在電壓上升或下(xià)跌情況。

2、頻(pín)率偏差:所有電網對(duì)電網頻(pín)率要求相同,不會因不同的(de)電能用(yòng)戶而改變,頻(pín)率偏差每個(gè)國家都有相應的(de)規定。

3、電壓三相不平衡:三相電壓的(de)值超過規定标準。

4、諧波和(hé)間諧波:頻(pín)率是基波整數倍表現爲正弦的(de)電流或電壓稱之爲諧波。非整數倍的(de)則統稱爲間諧波。

5、電壓波動和(hé)閃變:電網内電壓有規則的(de)變動稱爲電壓波動,或是變化(huà)幅度倍數在0.9-1.1之間的(de)随機變化(huà)。閃變則是指電壓的(de)不穩定對(duì)燈泡照(zhào)明(míng)的(de)視覺影(yǐng)響。

三、電能質量所涉及的(de)小行業及主要産品

電能質量所涉及的(de)小行業主要包括:

1、無功補償:按電壓等級劃分(fēn):主要分(fēn)爲高(gāo)壓無功補償和(hé)低壓無功補償;按不同的(de)産品和(hé)功能劃分(fēn),主要無功補償設備:TSC、LC型無源電力濾波器、SVC、STATCOM(SVG)。

2、諧波治理(lǐ):有源濾波器(APF)、無源濾波器。

3、電能質量檢測;

4、其他(tā)電能質量問題。

四、電能質量的(de)衡量指标

衡量電能質量的(de)标注包括:電壓偏差、頻(pín)率偏差、電壓三相不平衡、諧波和(hé)間諧波、電壓的(de)波動和(hé)電壓的(de)閃變。

1、電壓偏差:電壓偏差指的(de)是供電電壓不穩定,存在電壓上升或下(xià)跌情況。

2、頻(pín)率偏差:所有電網對(duì)電網頻(pín)率要求相同,不會因不同的(de)電能用(yòng)戶而改變,頻(pín)率偏差每個(gè)國家都有相應的(de)規定。

3、電壓三相不平衡:三相電壓的(de)值超過規定标準。

4、諧波和(hé)間諧波:頻(pín)率是基波整數倍表現爲正弦的(de)電流或電壓稱之爲諧波。非整數倍的(de)則統稱爲間諧波。

5、電壓波動和(hé)閃變:電網内電壓有規則的(de)變動稱爲電壓波動,或是變化(huà)幅度倍數在0.9-1.1之間的(de)随機變化(huà)。閃變則是指電壓的(de)不穩定對(duì)燈泡照(zhào)明(míng)的(de)視覺影(yǐng)響。

五、電能質量有哪些國家标準?

1、供電電壓偏差(GB/T12325—2008)

2、電壓波動和(hé)閃變(GB/T12326—2008)

3、公用(yòng)電網諧波(GB/T14549—1993)

4、三相電壓不平衡(GB/T15543—2008)

六、電能質量的(de)特點

電力生産企業并不能完全控制電能質量,有些電能質量的(de)變化(huà)是有電力用(yòng)戶引起的(de)(比如,諧波、電壓波動和(hé)閃變等),或是自然災害及非控制因素引起的(de)。

在不同的(de)時(shí)間内供用(yòng)電的(de)電能指标通(tōng)常是不相同的(de),既是電能質量在空間和(hé)時(shí)間上是處在不停的(de)變化(huà)之中的(de)。

七、引起電能質量的(de)原因

1、電力系統元件存在的(de)非線性問題

電力供電系統中元件的(de)非線性問題有:發電機正常工作中産生的(de)諧波;電網中各變壓設備産生的(de)諧波;直流輸電産生的(de)諧波;經過高(gāo)壓後的(de)輸電線路對(duì)諧波的(de)放大(dà)作用(yòng)。另外,并聯電容器在變電站中的(de)設置等因素也(yě)都會造成諧波的(de)出現。這(zhè)些因素中直流輸電因素是現在電力系統中産生諧波的(de)主要因素。

2、非線性負荷

非線性負載在工業和(hé)生活用(yòng)電中展的(de)比例很大(dà),這(zhè)是電力系統中産生諧波的(de)主要根源。非線性的(de)主要負載是電弧爐,電弧爐起弧的(de)時(shí)延及電弧的(de)嚴重非線性産生了(le)諧波。

居民的(de)日常生活和(hé)生産的(de)負荷中,使用(yòng)的(de)熒光(guāng)燈的(de)伏安特性也(yě)是非線性的(de),也(yě)會有嚴重的(de)諧波電流産生,其中含量最高(gāo)的(de)是3次諧波。此外,使用(yòng)大(dà)功率的(de)整流和(hé)變頻(pín)裝置也(yě)會有嚴重的(de)諧波電流産生,嚴重影(yǐng)響了(le)電網的(de)安全。

3、電力系統故障

電能質量也(yě)會受到電力系統運行時(shí)的(de)内外故障影(yǐng)響,例如,各種自然災害、人(rén)爲的(de)非正常操作、各種線路短路、電網出現故障時(shí)發電機及勵磁系統工作狀态的(de)改變等都會對(duì)電能的(de)質量造成很大(dà)的(de)影(yǐng)響。

八、諧波的(de)危害

電力諧波的(de)主要危害有:

1、引起串聯諧振及并聯諧振,放大(dà)諧波,造成危險的(de)過電壓或過電流;

2、産生諧波損耗,使發、變電和(hé)用(yòng)電設備效率降低;

3、加速電氣設備絕緣老化(huà),使其容易擊穿,從而縮短它們的(de)使用(yòng)壽命;

4、使設備(如電機、繼電保護、自動裝置、測量儀表、電力電子器件、計算(suàn)機系統、精密儀器等)運轉不正常或不能正确操作;

5、幹擾通(tōng)訊系統,降低信号的(de)傳輸質量,破壞信号的(de)正确傳遞,甚至損壞通(tōng)信設備。

九、治理(lǐ)電力諧波的(de)方法

諧波治理(lǐ)措施主要有三種:

1、主動治理(lǐ),即從諧波源本身出發,通(tōng)過改進用(yòng)電設備,使其不産生或少産生諧波;

2、受端治理(lǐ),即從受到諧波影(yǐng)響的(de)設備或系統出發,提高(gāo)它們抗諧波幹擾能力;

3、被動治理(lǐ),即通(tōng)過安裝電力濾波器,阻止諧波源産生的(de)諧波注入電網,或者阻止電力系統的(de)諧波流人(rén)負載端。

由于諧波源的(de)廣泛性和(hé)複雜(zá)性,主動治理(lǐ)方法受設備結構、效率、成本、可(kě)靠性等因素影(yǐng)響,隻能解決部分(fēn)問題,受端治理(lǐ)方法和(hé)被動治理(lǐ)方法仍是目前治理(lǐ)電力諧波問題的(de)主要方法。例如通(tōng)過串聯失諧電抗器抑制無功補償電容器導緻的(de)諧波共振放大(dà),通(tōng)過在系統中安裝無源電力濾波器和(hé)有源電力濾波器進行濾波等等。

改善電能質量的(de)措施

十、改善電能質量的(de)措施

一是,調整負荷,降低負荷的(de)敏感程度。

如果遇到要求負荷電能質量特别高(gāo)的(de)電力用(yòng)戶僅依靠電力企業采取的(de)措施不能在短期内滿足要求時(shí),電力企業必須和(hé)電力用(yòng)戶共同采取必要措施,使負荷減少敏感程度及降低電能質量不良程度。

二是,改進電網,電力企業安裝抑制或消除電力擾動的(de)必要設備。

經常見到的(de)電能質量調節裝置功能相對(duì)單一,例如,有源濾波器APF、動态電壓恢複器DVR等,全面實現電力用(yòng)戶電能質量的(de)設備是電能質量調節器,其組成主要是一個(gè)電容把一個(gè)并聯逆變器和(hé)串聯逆變器耦合在一起。

并聯逆變器進行非線性負載諧波電流及無功補償使用(yòng)的(de)是PWM電流控制技術,起到調節電容直流電壓的(de)作用(yòng)。而串聯逆變器使用(yòng)的(de)是PWM電壓控制技術,其主要是對(duì)輸出的(de)電壓進行控制以達到抑制諧波、降低負荷的(de)敏感程度。

電能質量調節器由于其是有一個(gè)串聯和(hé)并聯的(de)逆變器組成的(de),因此其具有兩者的(de)結構特征,對(duì)網絡中電流和(hé)電壓的(de)波形可(kě)同時(shí)調節,電能質量調節器的(de)應用(yòng)極大(dà)的(de)解決了(le)電網中電能質量問題的(de)出現。

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