電能質(zhì)量行業(yè)知識培訓(xùn)

電能質(zhì)量培訓(xùn)文件之一:電能質(zhì)量行業(yè)知識及小行業(yè)知識培訓(xùn) 二 賽爾傳媒電能質(zhì)量項目組 余平江 2010年12月25日什么是電能質(zhì)量？電能質(zhì)量(Power Quality)，從普遍意義上講是指優(yōu)質(zhì)供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。其可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài)過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。 在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問題。 其中：(1)電壓質(zhì)量。是以實際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的電能是否合格的概念。這個定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問題，但不能包括頻率造成的電能質(zhì)量問題，也不包括用電設(shè)備對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。(2)電流質(zhì)量。反映了與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化，是電力用戶除對交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運行。這個定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降低線損，但不能概括大多數(shù)因電壓原因造成的電能質(zhì)量問題。(3)供電質(zhì)量。其技術(shù)含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性，非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量。包括供電企業(yè)對用戶投訴的反映速度以及電價組成的合理性、透明度等。(4)用電質(zhì)量。包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費等。小行業(yè)劃分: 電能質(zhì)量所涉及的小行業(yè)主要包括：無功補償.諧波治理.電能質(zhì)量檢測.其他電能質(zhì)量問題(如中斷.電壓暫降.瞬間過電壓等)這幾方面;一.無功補償什么是無功補償:交流電在通過純電阻的時候,電能都轉(zhuǎn)成了熱能,而在通過純?nèi)菪曰蛘呒兏行载?fù)載的時候,并不做功.也就是說沒有消耗電能,即為無功功率.當(dāng)然實際負(fù)載,不可能為純?nèi)菪载?fù)載或者純感性負(fù)載,一般都是混合性負(fù)載,這樣電流在通過它們的時候,就有部分電能不做功,就是無功功率,此時的功率因數(shù)小于1,為了提高電能的利用率,就要進行無功補償. 國家規(guī)定在達到0.85或0.9以上.如你達不到就要加收力調(diào)電費二.什么是諧波？諧波一詞起源于聲學(xué)。供電系統(tǒng)諧波的定義是對周期性非正弦電量進行傅立葉級數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量稱為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值（n=fn/f1） 稱為諧波次數(shù)。電網(wǎng)中有時也存在非整數(shù)倍諧波，稱為非諧波（Non-harmonics）或分?jǐn)?shù)諧波。諧波實際上是一種干擾量，使電網(wǎng)受到“污染”。電工技術(shù)領(lǐng)域主要研究諧波的發(fā)生、傳輸、測量、危害及抑制，其頻率范圍一般為2n40。產(chǎn)生電力諧波的設(shè)備非常廣泛，主要有變頻調(diào)速器、直流調(diào)速系統(tǒng)、整流設(shè)備、中高頻感應(yīng)加熱設(shè)備、晶閘管溫控加熱設(shè)備、焊接設(shè)備、電弧爐、電力機車、不間斷電源、計算機、通訊設(shè)備、音像設(shè)備、充電器、變頻空調(diào)、晶閘管調(diào)光設(shè)備、電子節(jié)能燈等。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)諧波的危害 電力諧波的主要危害有：a、引起串聯(lián)諧振及并聯(lián)諧振，放大諧波，造成危險的過電壓或過電流；b、產(chǎn)生諧波損耗，使發(fā)、變電和用電設(shè)備效率降低；c、加速電氣設(shè)備絕緣老化，使其容易擊穿，從而縮短它們的使用壽命；d、使設(shè)備（如電機、繼電保護、自動裝置、測量儀表、電力電子器件、計算機系統(tǒng)、精密儀器等）運轉(zhuǎn)不正常或不能正確操作；e、干擾通訊系統(tǒng)，降低信號的傳輸質(zhì)量，破壞信號的正確傳遞，甚至損壞通信設(shè)備。治理電力諧波的方法 諧波治理措施主要有三種：一是主動治理，即從諧波源本身出發(fā)，通過改進用電設(shè)備，使其不產(chǎn)生或少產(chǎn)生諧波;二是受端治理，即從受到諧波影響的設(shè)備或系統(tǒng)出發(fā)，提高它們抗諧波干擾能力;三是被動治理，即通過安裝電力，阻止諧波源產(chǎn)生的諧波注入電網(wǎng)，或者阻止電力系統(tǒng)的諧波流人負(fù)載端。 由于諧波源的廣泛性和復(fù)雜性，主動治理方法受設(shè)備結(jié)構(gòu)、效率、成本、可靠性等因素影響，只能解決部分問題，受端治理方法和被動治理方法仍是目前治理電力諧波問題的主要方法。例如通過串聯(lián)失諧電抗器抑制無功補償電容器導(dǎo)致的諧波共振放大，通過在系統(tǒng)中安裝無源電力和有源電力進行濾波等等。電能質(zhì)量行業(yè)主要產(chǎn)品/小行業(yè)介紹無功補償治與產(chǎn)品按電壓等級劃分：主要分為高壓無功補償和低壓無功補償按不同的產(chǎn)品和功能劃分，主要有：主要無功補償設(shè)備：1. TSCTSC：Thyristor-Switched Capacitor，中文名稱“”。用于動態(tài)補償無功功率。其工作原理是：以容性元件平衡感性負(fù)荷的無功。TSC的優(yōu)點主要是結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、價格較低。但它只能分組投切，也就是說是有級差的補償；而且對負(fù)荷波動的跟蹤補償速度較慢，一般為幾十秒甚至更長時間；它的補償能力受系統(tǒng)電壓的影響，電壓低時補償能力反而變小；它導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性變差：由于向電網(wǎng)并聯(lián)了電容，有可能因此引起諧波放大，甚至引起諧振短路，因此在諧波較大的場合無法應(yīng)用2. LC型無源電力濾波器LC 利用電容電感串聯(lián)諧振的原理，調(diào)整電容電感串聯(lián)電路的諧振峰，提供某次諧波的低阻抗通路，從而吸收該次諧波。LC無源濾波器的優(yōu)點是：在補償諧波的同時還可以補償無功，而且成本較低，控制簡單。不過LC無源濾波器也有很多局限性：第一，一組濾波器只能主要補償一次諧波，而且諧波濾除率較低，一般只能達到70左右；第二，在功率因數(shù)較高的場合容易造成無功過補；第三，電容器參數(shù)存在衰減問題，衰減后大大影響諧波抑制效果，而且電容器的大量使用容易引起系統(tǒng)諧振，穩(wěn)定性差；第四，無功補償不可連續(xù)調(diào)節(jié)。3. SVC：Static Var Compensator，中文名稱“”。它一般有FCTCR和TSCTCR兩種形式。其中FC（Fixed Capacitor）是“固定電容器”，TCR（Thyristor-Controlled Reactor）是“晶閘管控制的電抗器”。SVC也是利用容性元件平衡感性無功。它先用電容器補償感性無功（一般造成無功過補），然后再通過并聯(lián)的TCR平衡過補的無功。由于TCR是連續(xù)調(diào)節(jié)，因此SVC能做到無級差連續(xù)調(diào)節(jié)。但是，SVC會引入大量諧波，同時它又將大量電容并入電力系統(tǒng)，容易引起系統(tǒng)諧振。如果考 慮濾除SVC引入的諧波，那么，對低壓中小容量的SVC設(shè)備，其成本并不比STATCOM低，而技術(shù)上又劣于STATCOM。在高壓、大容量的場合，SVC的成本將比STATCOM低，因此SVC比較適合應(yīng)用于高壓大容量的場合。4. STATCOM （SVG）：Static Synchronous Compensator，中文名稱“靜止同步補償器”，又稱為ASVG（Advanced Static Var Generator）：先進的靜止無功發(fā)生器。STATCOM的工作原理是：利用瞬時功率理論檢出負(fù)荷的當(dāng)前時刻無功成分，然后利用逆變技術(shù)發(fā)出需要補償?shù)臒o功電流；它相當(dāng)于一個無功發(fā)電機。STATCOM是目前先進的技術(shù)，它真正做到無級差連續(xù)調(diào)節(jié)、動態(tài)跟蹤補償，可以做到20ms內(nèi)完全跟蹤負(fù)荷的變化而進行補償，而且根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，還可以實現(xiàn)對三相電流不平衡和功率不平衡的補償。但是由于大量電力電子器件的應(yīng)用，該設(shè)備的成本較高，可以認(rèn)為這是目前它唯一的缺點。主要濾波裝置有源濾波器（APF）：利用時域補償原理的有源濾波器是一種為消除諧波及波形畸變，采取主動發(fā)生策略進行濾波的電力電子裝置。所使用的基本元件主要是電阻器、電容器、晶體管和運算放大器。有些有源濾波器還使用特殊的有源器件，如電荷耦合器件、電流傳送器等。無源濾波器：利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計構(gòu)成的電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對主要次諧波（3、5、7）構(gòu)成低阻抗旁路；無源濾波器(LC濾波器，單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器)又稱都屬于無源濾波器。主要元器件電容器：所謂電容，就是容納和釋放電荷的電子元器件。 電容的基本工作原理就是充電放電，當(dāng)然還有整流、振蕩以及其它的作用。另外電容的結(jié)構(gòu)非常簡單，主要由兩塊正負(fù)電極和夾在中間的絕緣介質(zhì)組成。電力電容器在電力系統(tǒng)的應(yīng)用：電力電容器是一種無功補償及濾波設(shè)備。具體分類：1 濾波電容2自愈式低壓并聯(lián)電容器3自愈式高壓并聯(lián)電容器4高壓并聯(lián)電容器電抗器：電抗器也叫，一個導(dǎo)體通電時就會在其所占據(jù)的一定空間范圍產(chǎn)生磁場，所以所有能載流的電導(dǎo)體都有一般意義上的感性。然而通電長直導(dǎo)體的電感較小，所產(chǎn)生的磁場不強，因此實際的電抗器是導(dǎo)線繞成螺線管形式，稱空心電抗器；有時為了讓這只螺線管具有更大的電感，便在螺線管中插入鐵心，稱鐵心電抗器。電抗分為感抗和容抗，比較科學(xué)的歸類是感抗器（電感器）和容抗器（）統(tǒng)稱為電抗器，然而由于過去先有了電感器，并且被稱謂電抗器，所以現(xiàn)在人們所說的電容器就是容抗器，而電抗器專指電感器。常見的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器主要用來限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來限制電網(wǎng)中的高次諧波?？刂破鳎河糜诟邏汉偷蛪号潆娤到y(tǒng)電容器補償裝置的自動調(diào)節(jié)，使電網(wǎng)功率因數(shù)保持為最佳狀態(tài)。根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，調(diào)節(jié)進行補償?shù)脑O(shè)備狀態(tài)；并能實時監(jiān)控、顯示。投切開關(guān)： 根據(jù)控制器實時監(jiān)控的系統(tǒng)運行狀態(tài)，執(zhí)行由控制器發(fā)出的電容器組投切/開斷功能。一般由接觸器/復(fù)合開關(guān)/斷路器等設(shè)備構(gòu)成。 電能質(zhì)量檢測設(shè)備：對系統(tǒng)的電能質(zhì)量進行實時監(jiān)測，測量，檢測的儀器設(shè)備；電能質(zhì)量行業(yè)產(chǎn)品分類表一級分類二級分類三級分類四級分類治理類補償類超高壓補償串聯(lián)補償裝置高壓補償?shù)蛪貉a償靜態(tài)補償動態(tài)補償諧波類無源電力濾波裝置有源電力濾波裝置APF、SVG測試類傳統(tǒng)的測量裝置電能質(zhì)量遠程監(jiān)測儀便攜式多功能電能質(zhì)量分析儀手持式諧波分析儀特殊的檢測裝置專門記錄電壓瞬時下降、尖峰、間斷、和高頻振蕩的專用儀器，累積電能消耗的電能表和最大量表附屬類元件類電容器并聯(lián)電容器串聯(lián)電容器電抗器普通電抗器濾波電容器投切開關(guān)有觸點真空開關(guān)真空斷路器無觸點可控硅晶閘管復(fù)合型復(fù)合開關(guān)表類測量有效值的電壓表測量有效值的電流表測量功率損耗的有功表測量功率損耗的無功表視在功率表功率因素表測量供電頻率的頻率表諧波表三相不平衡度計電壓