供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量與無(wú)功補(bǔ)償

1、第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-1)(6-1)一、電能質(zhì)量概述一、電能質(zhì)量概述 電能質(zhì)量是指電氣設(shè)備正常運(yùn)行所需要的電氣電能質(zhì)量是指電氣設(shè)備正常運(yùn)行所需要的電氣特性，任何導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電特性，任何導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差都屬于電能質(zhì)量問題。壓、電流或頻率的偏差都屬于電能質(zhì)量問題。n理想的電能質(zhì)量：理想的電能質(zhì)量： 系統(tǒng)頻率恒為額定頻率；三相電壓波形是三相系統(tǒng)頻率恒為額定頻率；三相電壓波形是三相對(duì)稱的、幅值恒為額定電壓的正弦波形；三相電流對(duì)稱的、幅值恒為額定電壓的正弦波形；三相電流波形是三相對(duì)稱的正弦

2、波形；供電不間斷。波形是三相對(duì)稱的正弦波形；供電不間斷。 任何與理想電能質(zhì)量的偏差都屬于電能質(zhì)量擾動(dòng)。任何與理想電能質(zhì)量的偏差都屬于電能質(zhì)量擾動(dòng)。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-2)(6-2)F 電能質(zhì)量擾動(dòng)的分類：電能質(zhì)量擾動(dòng)的分類：n暫態(tài)擾動(dòng)暫態(tài)擾動(dòng) 通常指持續(xù)時(shí)間不超過通常指持續(xù)時(shí)間不超過3 3個(gè)周波的個(gè)周波的 擾動(dòng)。分為脈沖型和振蕩型兩種。擾動(dòng)。分為脈沖型和振蕩型兩種。n短期電壓變化短期電壓變化 電壓跌落、電壓突升和短暫斷電。電壓跌落、電壓突升和短暫斷電。n長(zhǎng)期電壓變化長(zhǎng)期電壓變化 電壓幅值長(zhǎng)期偏離其額定值；包電壓幅值長(zhǎng)期偏離其額定值；包

3、 括電壓偏差和持續(xù)斷電。括電壓偏差和持續(xù)斷電。n 電壓波動(dòng)電壓波動(dòng) 電壓幅值周期性下降和上升。電壓幅值周期性下降和上升。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償(6-3)(6-3) 波形畸變波形畸變 包括電力諧波、電壓缺口、直流偏置和包括電力諧波、電壓缺口、直流偏置和 寬帶噪音；寬帶噪音； 三相不平衡三相不平衡 供電電源的三相電壓不對(duì)稱或負(fù)荷三供電電源的三相電壓不對(duì)稱或負(fù)荷三 相電流不對(duì)稱，即三相幅值不等或相相電流不對(duì)稱，即三相幅值不等或相 角差不等于角差不等于1201200 0。 頻率變化頻率變化 基波頻率偏離其額定頻率，包括頻率偏基波頻率偏離其額定頻率，包括

4、頻率偏 差和頻率波動(dòng)，典型的頻率波動(dòng)周期為差和頻率波動(dòng)，典型的頻率波動(dòng)周期為 10s10s之內(nèi)。之內(nèi)。 電能質(zhì)量擾動(dòng)是客觀存在的，它嚴(yán)重干擾著用電設(shè)電能質(zhì)量擾動(dòng)是客觀存在的，它嚴(yán)重干擾著用電設(shè)備尤其是信息處理設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，一方面應(yīng)該備尤其是信息處理設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，一方面應(yīng)該規(guī)定電網(wǎng)的電能質(zhì)量擾動(dòng)允許值，另一方面，用電設(shè)備規(guī)定電網(wǎng)的電能質(zhì)量擾動(dòng)允許值，另一方面，用電設(shè)備也應(yīng)該具有一定的電能質(zhì)量擾動(dòng)耐受容限。也應(yīng)該具有一定的電能質(zhì)量擾動(dòng)耐受容限。 影響電壓質(zhì)量的主要因素：影響電壓質(zhì)量的主要因素：負(fù)荷無(wú)功功率或無(wú)功功率變化量。負(fù)荷無(wú)功功率或無(wú)功功率變化量。電網(wǎng)短路容量或電網(wǎng)等效電抗。負(fù)

5、荷無(wú)功功率或無(wú)功電網(wǎng)短路容量或電網(wǎng)等效電抗。負(fù)荷無(wú)功功率或無(wú)功 變化量越大，對(duì)電壓質(zhì)量的影響越大；電網(wǎng)短路容量變化量越大，對(duì)電壓質(zhì)量的影響越大；電網(wǎng)短路容量 越大，則負(fù)荷變化對(duì)電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響越小。越大，則負(fù)荷變化對(duì)電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響越小。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-4)(6-4)第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-5)(6-5) 我國(guó)已頒布的電能質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：我國(guó)已頒布的電能質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)： GB 12325-1990GB 12325-1990電能質(zhì)量電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差供電電壓允許偏差 G

6、B/T 14549-1993GB/T 14549-1993電能質(zhì)量電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波公用電網(wǎng)諧波 GB/T 15543-1995GB/T 15543-1995電能質(zhì)量電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度三相電壓允許不平衡度 GB/T 15945-1995GB/T 15945-1995電能質(zhì)量電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差電力系統(tǒng)頻率允許偏差 GB 12326-2000GB 12326-2000電能質(zhì)量電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變電壓波動(dòng)和閃變 GB/T 18481-2001GB/T 18481-2001電能質(zhì)量電能質(zhì)量 暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓 第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供

7、電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-6)(6-6) 本章主要討論的電能質(zhì)量問題：本章主要討論的電能質(zhì)量問題：電壓偏差及調(diào)節(jié)；電壓偏差及調(diào)節(jié)；電壓波動(dòng)和閃變及其抑制；電壓波動(dòng)和閃變及其抑制；電力諧波及其抑制；電力諧波及其抑制；供電系統(tǒng)的三相不平衡；供電系統(tǒng)的三相不平衡；供電系統(tǒng)的無(wú)功功率補(bǔ)償；供電系統(tǒng)的無(wú)功功率補(bǔ)償； 二、電壓偏差及其調(diào)節(jié)二、電壓偏差及其調(diào)節(jié) 1 1、電壓偏差及其限值、電壓偏差及其限值 電壓偏差是指電網(wǎng)由于電力負(fù)荷的變化或運(yùn)行方式的電壓偏差是指電網(wǎng)由于電力負(fù)荷的變化或運(yùn)行方式的改變，使系統(tǒng)中某點(diǎn)的實(shí)際電壓偏離額定電壓。偏離的幅改變，使系統(tǒng)中某點(diǎn)的實(shí)際電壓偏離額定電壓。偏

8、離的幅度定義為電壓偏差。度定義為電壓偏差。%100%NNUUUU第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-7)(6-7)電壓偏差表示為：電壓偏差表示為：產(chǎn)生電壓偏差的根本原因產(chǎn)生電壓偏差的根本原因系統(tǒng)中的電壓損失系統(tǒng)中的電壓損失第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-8)(6-8) 國(guó)標(biāo)規(guī)定，供電部門與用戶的產(chǎn)權(quán)分界處國(guó)標(biāo)規(guī)定，供電部門與用戶的產(chǎn)權(quán)分界處或供用電協(xié)議規(guī)定的電能計(jì)量點(diǎn)的最大允許電或供用電協(xié)議規(guī)定的電能計(jì)量點(diǎn)的最大允許電壓偏差應(yīng)不超過：壓偏差應(yīng)不超過： U UN N35kV 35kV 電壓正、負(fù)偏差絕對(duì)值

9、之和為電壓正、負(fù)偏差絕對(duì)值之和為1010 U UN N10kV 10kV 7 7 220V220V單相供電電壓?jiǎn)蜗喙╇婋妷?+7+7，-10-10第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-9)(6-9)2 2、變壓器對(duì)電壓偏差的影響、變壓器對(duì)電壓偏差的影響 變壓器分接頭對(duì)電壓偏差的影響變壓器分接頭對(duì)電壓偏差的影響 降壓變壓器的一次側(cè)，根據(jù)容量的不同都設(shè)有若干個(gè)降壓變壓器的一次側(cè)，根據(jù)容量的不同都設(shè)有若干個(gè) 分接頭。普通變壓器只能在不帶電的情況下改換分接分接頭。普通變壓器只能在不帶電的情況下改換分接 頭，對(duì)每一臺(tái)變壓器在投入運(yùn)行前都應(yīng)該選擇一個(gè)合頭，對(duì)每一臺(tái)

10、變壓器在投入運(yùn)行前都應(yīng)該選擇一個(gè)合 適的分接頭。適的分接頭。kVKT5 .10%5 . 2235kVKT4 . 0%5 . 210如：如：第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-10)(6-10)變壓器參數(shù)表示符號(hào)變壓器參數(shù)表示符號(hào)taptap 變壓器的分接頭位置；變壓器的分接頭位置； U Uf f 變壓器一次側(cè)的分接頭電壓；變壓器一次側(cè)的分接頭電壓； U UT1 T1 變壓器一次側(cè)額定電壓；變壓器一次側(cè)額定電壓； U UT2 T2 變壓器二次側(cè)空載額定電壓（零分接頭和一次側(cè)額定電壓變壓器二次側(cè)空載額定電壓（零分接頭和一次側(cè)額定電壓 的條件下）；的條件下

11、）； U U20 20 變壓器二次側(cè)空載輸出電壓（實(shí)際分接頭和一次側(cè)實(shí)際電變壓器二次側(cè)空載輸出電壓（實(shí)際分接頭和一次側(cè)實(shí)際電 壓的條件下）；壓的條件下）； U U1 1 變壓器一次側(cè)實(shí)際輸入電壓；變壓器一次側(cè)實(shí)際輸入電壓； U U2 2 變壓器二次側(cè)實(shí)際輸出電壓。變壓器二次側(cè)實(shí)際輸出電壓。 變壓器的分接頭電壓和二次側(cè)空載輸出電壓分別可變壓器的分接頭電壓和二次側(cè)空載輸出電壓分別可 表示為：表示為： 1Tf%1UtapU201T2201T2ffUUUUUUUU 顯然，當(dāng)同一進(jìn)線電壓接在不同的分接頭時(shí)，二次電壓顯然，當(dāng)同一進(jìn)線電壓接在不同的分接頭時(shí)，二次電壓對(duì)電網(wǎng)額定電壓的偏差量則不同。對(duì)電網(wǎng)額定電

12、壓的偏差量則不同。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-11)(6-11)2021-11-512/129Example: S:1000kVA k=100.4kV，1、U1=10kV,taptap= = 0時(shí)：時(shí)：U U20 20 = =400V， =+5；2、U1=10.5kV， taptap= = +5，U U20 20 = =400V, =+5；3、U1=10kV， tap tap= = +5，U U20 20 = =380V, =+0；4、 U1=10kV， tap tap= -= -5，U U20 20 = =420V, =+10；201T22

13、01T2ffUUUUUUUUfU %fU %fU %fU %當(dāng)同一進(jìn)線電壓接在不同的分接頭時(shí)，二次電壓當(dāng)同一進(jìn)線電壓接在不同的分接頭時(shí)，二次電壓對(duì)電網(wǎng)額定電壓的偏差量則不同。對(duì)電網(wǎng)額定電壓的偏差量則不同。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-12)(6-12) 當(dāng)在變壓器一次側(cè)分接頭上所加電壓為當(dāng)在變壓器一次側(cè)分接頭上所加電壓為U1時(shí)，單純由變時(shí)，單純由變壓器分接頭調(diào)整而引入的電壓偏差壓器分接頭調(diào)整而引入的電壓偏差Uf%為：為：TTT2N%100%PRQXUU20212221001100NTfNfNUUUUU %UU U 變壓器中的電壓損失變壓器中的電

14、壓損失第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-12)(6-12)221()TTfUUUUU 考慮考慮 、 影響影響, ,TUfU1UfU2TU1UfU2TU2U2U221TTfUUUUU 這里考慮這里考慮A方式。方式。A:A:B:B:變壓器引起的電壓偏差變壓器引起的電壓偏差 考慮變壓器的電壓損失和分接頭調(diào)整后，變壓器考慮變壓器的電壓損失和分接頭調(diào)整后，變壓器 一次側(cè)與一次側(cè)與二次側(cè)電壓之間的關(guān)系為：二次側(cè)電壓之間的關(guān)系為： 可得由變壓器本身所產(chǎn)生的總的電壓偏差量：可得由變壓器本身所產(chǎn)生的總的電壓偏差量： 221Tf()TUUUUU %TfTUUU第六章第

15、六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-13)(6-13)3 3、電壓偏差的計(jì)算、電壓偏差的計(jì)算第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-14)(6-14)如圖所示，設(shè)電源母線上如圖所示，設(shè)電源母線上的電壓偏差量為的電壓偏差量為 U UA A% %，線，線路路l1 1的電壓損失為的電壓損失為 U Ul1 1% %，變壓器引起的電壓偏差量變壓器引起的電壓偏差量為為 U UT T% %，低壓線路，低壓線路l2 2的電的電壓損失為壓損失為 U Ul2 2% %，則則B B、C C、D D各點(diǎn)的電壓偏差分別為：各點(diǎn)的電壓偏差分別為：

16、%1ABlUUU%T1ACUUUUl%2T1ADllUUUUU%EUUU第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-15)(6-15)將上述概念推廣到任一供電系統(tǒng)，如果由供電電源到將上述概念推廣到任一供電系統(tǒng)，如果由供電電源到某指定地點(diǎn)有多級(jí)多壓或裝有調(diào)壓設(shè)備，則指定地點(diǎn)某指定地點(diǎn)有多級(jí)多壓或裝有調(diào)壓設(shè)備，則指定地點(diǎn)的電壓偏差可由下式計(jì)算的電壓偏差可由下式計(jì)算第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-16)(6-16)4 4、電壓偏差的調(diào)節(jié)、電壓偏差的調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)電壓的目的是要在正常運(yùn)行條件下，保持供電調(diào)節(jié)電壓的目的是要在

17、正常運(yùn)行條件下，保持供電系統(tǒng)中各用電設(shè)備的端電壓偏差不超過規(guī)定值。系統(tǒng)中各用電設(shè)備的端電壓偏差不超過規(guī)定值。 電壓調(diào)節(jié)的方式電壓調(diào)節(jié)的方式 通常選擇電網(wǎng)的通常選擇電網(wǎng)的電壓中樞點(diǎn)電壓中樞點(diǎn)（發(fā)電廠、區(qū)域變電所或發(fā)電廠、區(qū)域變電所或 用戶總降壓變電所用戶總降壓變電所）作為電壓調(diào)節(jié)點(diǎn)，對(duì)其電壓進(jìn)行）作為電壓調(diào)節(jié)點(diǎn)，對(duì)其電壓進(jìn)行 監(jiān)視和調(diào)節(jié)。監(jiān)視和調(diào)節(jié)。 中樞點(diǎn)調(diào)壓方式有中樞點(diǎn)調(diào)壓方式有常調(diào)壓常調(diào)壓和和逆調(diào)壓逆調(diào)壓兩種。兩種。 常調(diào)壓常調(diào)壓 無(wú)論負(fù)荷怎樣變化，維持中樞點(diǎn)電壓恒定。無(wú)論負(fù)荷怎樣變化，維持中樞點(diǎn)電壓恒定。 逆調(diào)壓逆調(diào)壓 最大負(fù)荷時(shí)，升高最大負(fù)荷時(shí)，升高中樞點(diǎn)中樞點(diǎn)電壓；電壓； 最小負(fù)荷時(shí)

18、，降低最小負(fù)荷時(shí)，降低中樞點(diǎn)中樞點(diǎn)電壓。電壓。電壓調(diào)節(jié)的方法電壓調(diào)節(jié)的方法 對(duì)于用戶供電系統(tǒng)，電壓偏差調(diào)節(jié)主要從降低線路對(duì)于用戶供電系統(tǒng)，電壓偏差調(diào)節(jié)主要從降低線路 電壓損失和調(diào)整變壓器分接頭兩方面入手。電壓損失和調(diào)整變壓器分接頭兩方面入手。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-17)(6-17) 合理設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)，減小線路電壓損失合理設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)，減小線路電壓損失高壓深入負(fù)荷中心供電；高壓深入負(fù)荷中心供電；配電變壓器分散設(shè)置到用電中心；配電變壓器分散設(shè)置到用電中心；按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面；按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面；用電纜替代架空線路；用電纜替代

19、架空線路；設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置等。設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置等。.alTNTfUUU%UUUmax221maxmax112 2）合理選擇變壓器的分接頭）合理選擇變壓器的分接頭 變壓器的分接頭電壓應(yīng)滿足下列條件：變壓器的分接頭電壓應(yīng)滿足下列條件：最大負(fù)荷時(shí)最大負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí)根據(jù)上述要求，應(yīng)就近選取標(biāo)稱的分接頭。根據(jù)上述要求，應(yīng)就近選取標(biāo)稱的分接頭。.alTNTfUUU%UUUmin221minmin12第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-18)(6-18)221fffUUU設(shè)計(jì)中取設(shè)計(jì)中取選取最接近的標(biāo)稱分接頭電壓。選取最接近的標(biāo)稱分接頭電壓。 例例6-

20、1 某變電所裝設(shè)一臺(tái)某變電所裝設(shè)一臺(tái)10MVA10MVA變壓器，變壓器變比為變壓器，變壓器變比為 K KT T=110=110 2 2 2.52.56.6kV6.6kV。在最大負(fù)荷下，高壓側(cè)進(jìn)線。在最大負(fù)荷下，高壓側(cè)進(jìn)線 電壓為電壓為112kV112kV，變壓器折算至高壓側(cè)的電壓損失為，變壓器折算至高壓側(cè)的電壓損失為5.635.63； 在最小負(fù)荷下，高壓側(cè)進(jìn)線電壓為在最小負(fù)荷下，高壓側(cè)進(jìn)線電壓為115kV115kV，變壓器折算，變壓器折算 至高壓側(cè)的電壓損失為至高壓側(cè)的電壓損失為2.812.81。要求變電所低壓母線的。要求變電所低壓母線的 電壓偏差為額定電壓電壓偏差為額定電壓6kV6kV的：最

21、大負(fù)荷時(shí)的：最大負(fù)荷時(shí)0 0，最小負(fù)荷，最小負(fù)荷 時(shí)時(shí)+7.5。試合理選擇該變壓器的分接頭。試合理選擇該變壓器的分接頭。 第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-19)(6-19)第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-20)(6-20)kV0 . 66%01,%63. 5%,kV112al.max2maxTmax1UUUkV45. 66%5 . 71,%81. 2%,kV115al.min2minTmin1UUUkV5 .11445. 66 . 6110%81. 21152fUkV4 .1160 . 66 . 6

22、110%63. 51121fU解：解：最大負(fù)荷時(shí)最大負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí) 確定分接頭電壓確定分接頭電壓kV45.11525 .1144 .116221fffUUU第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-21)(6-21)結(jié)論：選取結(jié)論：選取+5+5分接頭，分接頭電壓為分接頭，分接頭電壓為115.5kV115.5kV。則：則：%95. 411011045.115%tap校驗(yàn)：校驗(yàn)：最大負(fù)荷時(shí)：最大負(fù)荷時(shí)：%0%58.10%10066635. 6%635. 65 .1156 . 6)110%36. 5112(max2max2UkVU第六章第六章 供電系

23、統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-22)(6-22)最小負(fù)荷時(shí)：最小負(fù)荷時(shí)：%5 . 7%58. 6%10066395. 6%395. 65 .1156 . 6)110%81. 2115(min2min2UkVU故選擇故選擇5 5的分接頭電壓，在最大負(fù)荷時(shí)，變電所低的分接頭電壓，在最大負(fù)荷時(shí)，變電所低壓母線的電壓偏差不低于壓母線的電壓偏差不低于0 0；在最小負(fù)荷時(shí)，變電；在最小負(fù)荷時(shí)，變電所低壓母線的電壓偏差不高于所低壓母線的電壓偏差不高于7 7；因此，滿足調(diào)壓；因此，滿足調(diào)壓要求。要求。三、三、 電壓波動(dòng)和閃變及其抑制電壓波動(dòng)和閃變及其抑制 1 1、定義、定義 電壓

24、波動(dòng)電壓波動(dòng)：電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）：電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值） 的連續(xù)快速變化。的連續(xù)快速變化。n 將電網(wǎng)電壓每半周波的方均根值按時(shí)間序列排列，將電網(wǎng)電壓每半周波的方均根值按時(shí)間序列排列， 其包絡(luò)線即為電壓波動(dòng)波形其包絡(luò)線即為電壓波動(dòng)波形; ;n 電壓波動(dòng)波形上相鄰兩個(gè)極值之間的變化過程稱為電壓波動(dòng)波形上相鄰兩個(gè)極值之間的變化過程稱為 一次電壓變動(dòng)一次電壓變動(dòng); ;n 電壓變動(dòng)的電壓變化率應(yīng)不低于每秒電壓變動(dòng)的電壓變化率應(yīng)不低于每秒0.20.2; ;n 當(dāng)電壓向同一方向變動(dòng)時(shí)，若本次變動(dòng)結(jié)束到下一當(dāng)電壓向同一方向變動(dòng)時(shí)，若本次變動(dòng)結(jié)束到下一 次變動(dòng)開始的時(shí)間不大于次變動(dòng)開始的

25、時(shí)間不大于30ms30ms，只算作一次變化，只算作一次變化。 第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-23)(6-23)第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-24)(6-24)t t1 1t t2 2和和t t2 2t t3 3各為一次電壓變動(dòng)各為一次電壓變動(dòng); ;t t6 6t t7 7間的電壓變化間的電壓變化( )( )不計(jì)為電壓變動(dòng)；不計(jì)為電壓變動(dòng)；t t4 4t t5 5間的電壓同方向變化間隔小于間的電壓同方向變化間隔小于30ms,30ms,計(jì)為一次變動(dòng)。計(jì)為一次變動(dòng)。%2 . 0dtdu第六章第六章 供

26、電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-25)(6-25) 電壓變動(dòng)幅度電壓變動(dòng)幅度d d 用各次電壓變化量與電網(wǎng)額定電用各次電壓變化量與電網(wǎng)額定電壓之比來(lái)表示。即：壓之比來(lái)表示。即：%100NminmaxUUUd電壓變動(dòng)頻度電壓變動(dòng)頻度r r 是指單位時(shí)間（是指單位時(shí)間（1h 1h 或或1min1min）內(nèi)電）內(nèi)電壓變動(dòng)的次數(shù)。電壓從高到低或從低回到高的變化，壓變動(dòng)的次數(shù)。電壓從高到低或從低回到高的變化，各算一次電壓變動(dòng)。因此，對(duì)于周期性的電壓波動(dòng)各算一次電壓變動(dòng)。因此，對(duì)于周期性的電壓波動(dòng)而言，電壓變動(dòng)頻度是電壓波動(dòng)頻率的而言，電壓變動(dòng)頻度是電壓波動(dòng)頻率的2 2倍。

27、倍。 電壓波動(dòng)用電壓波動(dòng)用電壓變動(dòng)幅度電壓變動(dòng)幅度d d和和變動(dòng)頻度變動(dòng)頻度r r來(lái)綜合衡量。來(lái)綜合衡量。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-26)(6-26)n電壓波動(dòng)是由波動(dòng)負(fù)荷的劇烈變化引起的電壓波動(dòng)是由波動(dòng)負(fù)荷的劇烈變化引起的。大容量。大容量負(fù)荷的劇烈變化在供電系統(tǒng)阻抗上引起電壓損失的負(fù)荷的劇烈變化在供電系統(tǒng)阻抗上引起電壓損失的變化，從而引起各級(jí)電網(wǎng)電壓水平的快速變化。設(shè)變化，從而引起各級(jí)電網(wǎng)電壓水平的快速變化。設(shè)供電系統(tǒng)中某一評(píng)價(jià)點(diǎn)的電力負(fù)荷由供電系統(tǒng)中某一評(píng)價(jià)點(diǎn)的電力負(fù)荷由 (P+jQ)(P+jQ)變化為變化為(P+(P+ P)+j(Q+

28、P)+j(Q+ Q)Q)，則負(fù)荷變化在該點(diǎn)引起的電壓變，則負(fù)荷變化在該點(diǎn)引起的電壓變動(dòng)值為：動(dòng)值為： 結(jié)論：結(jié)論：在沖擊性負(fù)荷下，電壓變動(dòng)值與負(fù)荷的無(wú)功在沖擊性負(fù)荷下，電壓變動(dòng)值與負(fù)荷的無(wú)功功率變化量成正比，與電網(wǎng)的短路容量成反比。功率變化量成正比，與電網(wǎng)的短路容量成反比。%100k2NSQUQXPRd第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-27)(6-27)XUQRXPUQXPRdN22N%100k2NSQUQXPRd證明證明: :XUQXUQRXPUQXPRdNN222N( (由于沖擊性負(fù)荷由于沖擊性負(fù)荷 P PQ)Q)( (設(shè)設(shè)U UN N=U=U

29、j j) )kkjjjjjjjjNSSXSXIUIUXUXXUXU)3(22233(R(R、X X電源至評(píng)價(jià)點(diǎn)的電阻電源至評(píng)價(jià)點(diǎn)的電阻、電抗電抗) )第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-28)(6-28)n由于電壓波動(dòng)是用戶中的波動(dòng)負(fù)荷從電網(wǎng)取用快由于電壓波動(dòng)是用戶中的波動(dòng)負(fù)荷從電網(wǎng)取用快 速變動(dòng)的功率而引起的速變動(dòng)的功率而引起的（典型的波動(dòng)負(fù)荷有煉鋼電?。ǖ湫偷牟▌?dòng)負(fù)荷有煉鋼電弧 爐、軋機(jī)、電弧焊機(jī)等）爐、軋機(jī)、電弧焊機(jī)等）。根據(jù)負(fù)荷的變化特征，電。根據(jù)負(fù)荷的變化特征，電 壓波動(dòng)可分為：壓波動(dòng)可分為：電壓變動(dòng)頻繁且具有一定規(guī)律的周期性電壓波動(dòng)，電壓

30、變動(dòng)頻繁且具有一定規(guī)律的周期性電壓波動(dòng)， 如電力電子裝置供電的軋鋼設(shè)備產(chǎn)生的電壓波動(dòng)。如電力電子裝置供電的軋鋼設(shè)備產(chǎn)生的電壓波動(dòng)。電壓變動(dòng)頻繁且無(wú)規(guī)律的隨機(jī)性電壓波動(dòng)，如煉電壓變動(dòng)頻繁且無(wú)規(guī)律的隨機(jī)性電壓波動(dòng)，如煉 鋼用交流電弧爐產(chǎn)生的電壓波動(dòng)。鋼用交流電弧爐產(chǎn)生的電壓波動(dòng)。偶發(fā)性的電壓波動(dòng)，如電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)沖擊電流引偶發(fā)性的電壓波動(dòng)，如電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)沖擊電流引 起的電壓波動(dòng)。起的電壓波動(dòng)。 第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-29)(6-29) 電壓波動(dòng)的允許值電壓波動(dòng)的允許值實(shí)測(cè)條件采用負(fù)荷的最大無(wú)功變化量和電網(wǎng)的最小短路實(shí)測(cè)條件采用負(fù)荷的最大無(wú)功變

31、化量和電網(wǎng)的最小短路容量。容量。實(shí)測(cè)值的實(shí)測(cè)值的9595概率大值與限值比較；概率大值與限值比較；第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-30)(6-30) 電壓閃變電壓閃變: : 照明用白熾燈對(duì)電壓波動(dòng)特別敏感，電壓波動(dòng)使燈照明用白熾燈對(duì)電壓波動(dòng)特別敏感，電壓波動(dòng)使燈 光閃爍，刺激眼睛，干擾人們的正常工作，電壓波動(dòng)的這種效應(yīng)稱光閃爍，刺激眼睛，干擾人們的正常工作，電壓波動(dòng)的這種效應(yīng)稱為電壓閃變。為電壓閃變。 波動(dòng)電壓波動(dòng)電壓 照明光源照明光源 工作臺(tái)面照度閃爍工作臺(tái)面照度閃爍 人能接受閃爍的程度人能接受閃爍的程度 大腦反應(yīng)大腦反應(yīng) 人的視覺人的視覺2 2

32、、電壓波動(dòng)和閃變的估算、電壓波動(dòng)和閃變的估算 波動(dòng)負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)和閃變通常以波動(dòng)負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)和閃變通常以實(shí)測(cè)結(jié)果作為評(píng)價(jià)的依實(shí)測(cè)結(jié)果作為評(píng)價(jià)的依據(jù)據(jù)。但在設(shè)計(jì)的初始階段，電壓波動(dòng)和閃變可按下述方法估算。但在設(shè)計(jì)的初始階段，電壓波動(dòng)和閃變可按下述方法估算。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-31)(6-31)1 1電壓波動(dòng)的估算電壓波動(dòng)的估算 根據(jù)波動(dòng)負(fù)荷的功率變化量估算出電壓變動(dòng)值。根據(jù)波動(dòng)負(fù)荷的功率變化量估算出電壓變動(dòng)值。 %100%100%100k2NSQUQXPRUUdN2 2周期性矩形（或階躍）電壓波動(dòng)的閃變估算周期性矩形（或階躍）

33、電壓波動(dòng)的閃變估算 對(duì)于周期性等間隔的矩形（或階躍）電壓波動(dòng)，對(duì)于周期性等間隔的矩形（或階躍）電壓波動(dòng)，當(dāng)已知電壓變動(dòng)值當(dāng)已知電壓變動(dòng)值d d和電壓變動(dòng)頻度和電壓變動(dòng)頻度r r時(shí)，首先按照時(shí)，首先按照r r查出與單位閃變曲線（查出與單位閃變曲線（P Pstst=1=1）相對(duì)應(yīng)的電壓變動(dòng)）相對(duì)應(yīng)的電壓變動(dòng)d dlimlim，則相應(yīng)的短時(shí)電壓閃變則相應(yīng)的短時(shí)電壓閃變PstPst可估算如下：可估算如下：limstddP 第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-32)(6-32)周期性矩形波（或階躍波）電壓波動(dòng)的單位閃變曲線周期性矩形波（或階躍波）電壓波動(dòng)的單位

34、閃變曲線3非周期性階躍電壓波動(dòng)的閃變估算非周期性階躍電壓波動(dòng)的閃變估算 對(duì)于非周期性階躍電壓波動(dòng)對(duì)于非周期性階躍電壓波動(dòng) (要求相鄰兩次電壓變動(dòng)要求相鄰兩次電壓變動(dòng)之間的時(shí)間間隔不小于之間的時(shí)間間隔不小于1s1s)，首先求出最嚴(yán)重的，首先求出最嚴(yán)重的10min10min測(cè)評(píng)測(cè)評(píng)時(shí)段內(nèi)每一次電壓變動(dòng)時(shí)段內(nèi)每一次電壓變動(dòng)d d所對(duì)應(yīng)的閃變時(shí)間所對(duì)應(yīng)的閃變時(shí)間tf ，然后計(jì)算，然后計(jì)算該該10min10min時(shí)段內(nèi)各次閃變時(shí)間之和，則求出該時(shí)段內(nèi)的短時(shí)段內(nèi)各次閃變時(shí)間之和，則求出該時(shí)段內(nèi)的短時(shí)電壓閃變值。時(shí)電壓閃變值。 )(323sd.tf第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)

35、償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-33)(6-33)3600fsttP例例6-26-2 某階躍波動(dòng)負(fù)荷在某階躍波動(dòng)負(fù)荷在10min10min工作周期內(nèi)，在公共連工作周期內(nèi)，在公共連接點(diǎn)產(chǎn)生了接點(diǎn)產(chǎn)生了1212次次4.84.8的電壓變動(dòng)，的電壓變動(dòng)，3030次次1.71.7的變動(dòng)和的變動(dòng)和100100次次0.90.9的變動(dòng)，試估算該負(fù)荷引起的電壓閃變水平。的變動(dòng)，試估算該負(fù)荷引起的電壓閃變水平。 解：解： 每種電壓變動(dòng)的閃變時(shí)間為每種電壓變動(dòng)的閃變時(shí)間為 對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于d d4.8%4.8%，得，得t tf f=2.3=2.3 4.84.83 3=254.4s=254.4s 對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于d d1.7%1.7%，

36、得，得t tf f=2.3=2.3 1.71.73 3=11.3s=11.3s 對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于d d0.9%0.9%，得，得t tf f=2.3=2.3 0.90.93 3=1.7s=1.7s 總閃變時(shí)間為：總閃變時(shí)間為： 短時(shí)電壓閃變值為：短時(shí)電壓閃變值為： s35627 . 11003 .11304 .25412ft8 . 1600356260033fsttP第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-34)(6-34)第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-35)(6-35)4電動(dòng)機(jī)起動(dòng)引起的電壓波動(dòng)的估算電動(dòng)機(jī)起

37、動(dòng)引起的電壓波動(dòng)的估算 大容量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，會(huì)在配電母線上引起短時(shí)的大容量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，會(huì)在配電母線上引起短時(shí)的電壓波動(dòng)，只要該波動(dòng)不危及供電安全并能保證電動(dòng)機(jī)電壓波動(dòng)，只要該波動(dòng)不危及供電安全并能保證電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)，可以允許電機(jī)配電母線上有比較大的電壓波正常起動(dòng)，可以允許電機(jī)配電母線上有比較大的電壓波動(dòng)值。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)配電母線上的電壓應(yīng)滿足動(dòng)值。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)配電母線上的電壓應(yīng)滿足: : 1) 1)一般情況下，電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)時(shí)不應(yīng)低于母線額定一般情況下，電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)時(shí)不應(yīng)低于母線額定電壓的電壓的9090，電動(dòng)機(jī)非頻繁起動(dòng)時(shí)；不宜低于額定電壓，電動(dòng)機(jī)非頻繁起動(dòng)時(shí)；不宜低于額定電壓的的8585。

38、 2)2)配電母線上未接照明負(fù)荷或其它對(duì)電壓下降較敏感配電母線上未接照明負(fù)荷或其它對(duì)電壓下降較敏感的設(shè)備且電動(dòng)機(jī)非頻繁起動(dòng)時(shí)，不應(yīng)低于母線額定電壓的設(shè)備且電動(dòng)機(jī)非頻繁起動(dòng)時(shí)，不應(yīng)低于母線額定電壓的的8080。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-36)(6-36)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)引起的電壓波動(dòng)估算電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)引起的電壓波動(dòng)估算系統(tǒng)如圖所示：系統(tǒng)如圖所示：選取母線額定電壓為基選取母線額定電壓為基準(zhǔn)電壓，則電動(dòng)機(jī)起動(dòng)準(zhǔn)電壓，則電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前母線電壓標(biāo)幺值為：前母線電壓標(biāo)幺值為：NBBUUU0第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償

39、 (6-307)(6-307)若設(shè)電源電壓在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前后保持不變，則電源若設(shè)電源電壓在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前后保持不變，則電源電壓標(biāo)幺值表示為：電壓標(biāo)幺值表示為：kBLBNkBLBSSQUUXQUU020在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，電動(dòng)機(jī)回路等效電抗為在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，電動(dòng)機(jī)回路等效電抗為X Xstst, ,則則電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)配電母線電壓標(biāo)幺值為：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)配電母線電壓標(biāo)幺值為：LstkBkBSLstkBLstSBQSSSUXXXXXUU/第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-38)(6-38)式中：式中：TNkkkBNkBSuSXUS.2%11LRMstNstSSXs

40、tUS111.2LRNLRXUS2MMMNMstMstPKScos.)coscos333(.2.2.2.2.MNMstMMNMMMNMNMstMNNMstMNNMstNMstPkUUPkUUIUUSUX第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-39)(6-39)故電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)端電壓為：故電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)端電壓為：MststBLRMstMstBMSSUXXXUU.電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，配電母線上電壓波動(dòng)（電壓突降）為：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，配電母線上電壓波動(dòng)（電壓突降）為：%100)1 (%.BBMUd分析表明：分析表明：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)前串的電抗值越大，電

41、動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)前串的電抗值越大，配電母線電壓波動(dòng)越?。坏妱?dòng)機(jī)端電壓越低。即串配電母線電壓波動(dòng)越小；但電動(dòng)機(jī)端電壓越低。即串電抗器可以減小電壓波動(dòng)，但電動(dòng)機(jī)端電壓降低，起電抗器可以減小電壓波動(dòng)，但電動(dòng)機(jī)端電壓降低，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)降低。動(dòng)轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)降低。（電抗器值合理選擇）（電抗器值合理選擇）第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-40)(6-40)例例1 1：一臺(tái)：一臺(tái)2500kW2500kW同步電動(dòng)機(jī)，采用變壓器同步電動(dòng)機(jī)，采用變壓器電動(dòng)機(jī)組方式起動(dòng)，如電動(dòng)機(jī)組方式起動(dòng)，如 圖所示。已知圖所示。已知10kV10kV母線短路容量為母線短路容量為81M

42、VA,81MVA,試求電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電試求電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電 動(dòng)機(jī)的端電壓。動(dòng)機(jī)的端電壓。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-41)(6-41)10BU解：設(shè)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前解：設(shè)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前10kV10kV母線電壓為額定值，即：母線電壓為額定值，即：var36. 36 . 06 . 5sinMSQLLMVAPkSMMMNMstMst4 .2683. 08 . 05 . 27cos.TNNTLRSUuXX.2100%MVASuXUSTNLRNLR2 .582 . 35 . 5100%100.2MVASSSLRMstst2 .182 .5814 .2611111

43、.041. 18136. 310kBLBSSQUU第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-42)(6-42)822. 0041. 136. 32 .188181SLstkBkBBUQSSSU57. 0822. 04 .262 .18.BMststMUSSU結(jié)論：該電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，母線電壓為額定電壓的結(jié)論：該電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，母線電壓為額定電壓的82.282.2， 加在電動(dòng)機(jī)端子上的電壓僅為額定電壓的加在電動(dòng)機(jī)端子上的電壓僅為額定電壓的5757。電動(dòng)機(jī)前串接的變壓器為隔離變壓器，目的是抑制電動(dòng)機(jī)的起電動(dòng)機(jī)前串接的變壓器為隔離變壓器，目的是抑制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流對(duì)電

44、網(wǎng)的影響，若不串變壓器，則有：動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響，若不串變壓器，則有：76. 0041. 136. 34 .268181.SLMstkBkBBUQSSSU即：即：母線電壓為額定電壓的母線電壓為額定電壓的7676。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-43)(6-43)例例2 2：某高壓電動(dòng)機(jī)供電系統(tǒng)如圖所示，設(shè)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前母線電壓為額定值，：某高壓電動(dòng)機(jī)供電系統(tǒng)如圖所示，設(shè)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前母線電壓為額定值， 要求電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)要求電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)6kV6kV母線電壓水平不得低于額定電壓的母線電壓水平不得低于額定電壓的8585，試求：，試求： 若電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)，母

45、線電壓水平能否滿足要求？若電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)，母線電壓水平能否滿足要求？ 若采用串聯(lián)電若采用串聯(lián)電 抗器降壓起動(dòng)方式，試選擇滿足母線電壓要求條件下的電抗器電抗值?？蛊鹘祲浩饎?dòng)方式，試選擇滿足母線電壓要求條件下的電抗器電抗值。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-44)(6-44)解：依題意有解：依題意有MVASkB40MVACOSPKSMMNMMstMst3 . 98 . 084. 025. 15.10BU(1) (1) 全壓起動(dòng)時(shí)全壓起動(dòng)時(shí)MVASSMstst3 . 9.025. 140110KBLBSSQUU815. 0025. 113 . 94040

46、SLstKBKBBUQSSSU0.85全壓起動(dòng)不滿足母線電壓水平要求。全壓起動(dòng)不滿足母線電壓水平要求。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-45)(6-45)（2 2）串聯(lián)電抗器降壓起動(dòng)）串聯(lián)電抗器降壓起動(dòng)85. 0025. 114040stSLstKBKBBSUQSSSU由由求得求得MVASst24. 7采用串聯(lián)電抗器后，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電機(jī)端電壓為：采用串聯(lián)電抗器后，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電機(jī)端電壓為：LRMstNstNstSSUXUS11.221 . 13 . 9642. 7622.222MstNstNLRNLRSUSUSUX1 . 1LRX66. 085

47、. 03 . 924. 7BstMstMUSSUkVkVUM96. 3666. 0第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-46)(6-46)電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)容量估算電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)容量估算 設(shè)電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)母線電壓為額定值，即：設(shè)電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)母線電壓為額定值，即：10BU由于此時(shí)由于此時(shí)0LRXMststSS.則電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間母線電壓波動(dòng)值為：則電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間母線電壓波動(dòng)值為：LMstkBMstkBLBLMstkBkBSLMstkBkBBBMQSSSSQUQSSSUQSSSUd.0.%100)(1 %1001 %100)1 (%第六章第六章 供電系統(tǒng)的

48、電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-47)(6-47) 若近似認(rèn)為供電電源為無(wú)窮大功率電源，配電變壓器容量為若近似認(rèn)為供電電源為無(wú)窮大功率電源，配電變壓器容量為S SN.TN.T，變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)為變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)為u uk k% %，并設(shè)配電母線上其它負(fù)荷的無(wú)功功率，并設(shè)配電母線上其它負(fù)荷的無(wú)功功率為變壓器額定容量的為變壓器額定容量的6060（Q QL L=0.6S=0.6SN.TN.T),),則電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間母線電壓波則電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間母線電壓波動(dòng)值為：動(dòng)值為：TNMstTNkMstLMstkBMstBMSSSuSQSSSd.6 . 0%100 依上式可求出，在配

49、電母線電壓波動(dòng)值約束條件下的直接起動(dòng)依上式可求出，在配電母線電壓波動(dòng)值約束條件下的直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)容量P PN.MN.M和配電變壓器容量和配電變壓器容量S SN.TN.T之間的關(guān)系。即：之間的關(guān)系。即：TNkBMBMMMMNMstMstSuddPkS.)6 . 0%100(1cosTNMstMMkBMBMMNSkuddP.)cos)(6 . 0%100(1參閱參閱P P169表表6 64 45 5、減小電壓波動(dòng)和閃變的措施、減小電壓波動(dòng)和閃變的措施第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-48)(6-48)提高供電系統(tǒng)短路容量提高供電系統(tǒng)短路容量(

50、1)(1)提高供電電壓。提高供電電壓。(2)(2)采用雙回線路并聯(lián)供電。采用雙回線路并聯(lián)供電。(3)(3)采用線路串聯(lián)補(bǔ)償，降低輸電線采用線路串聯(lián)補(bǔ)償，降低輸電線路電抗，或動(dòng)態(tài)補(bǔ)償線路壓降。路電抗，或動(dòng)態(tài)補(bǔ)償線路壓降。減小波動(dòng)負(fù)荷的無(wú)功功率變化量減小波動(dòng)負(fù)荷的無(wú)功功率變化量(1)(1)改善工藝，減小負(fù)荷波動(dòng)。改善工藝，減小負(fù)荷波動(dòng)。(2)(2)改變波動(dòng)負(fù)荷供電回路參改變波動(dòng)負(fù)荷供電回路參數(shù)（如串電抗器等）。數(shù)（如串電抗器等）。(3)(3)采用動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝采用動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置（置（SVCSVC）。）。 圖示為圖示為TCRTCR型型SVCSVC主回路及其工作原理圖。設(shè)負(fù)荷無(wú)功功率變化量為

51、主回路及其工作原理圖。設(shè)負(fù)荷無(wú)功功率變化量為Q QL L, ,利利用晶閘管的相位控制用晶閘管的相位控制TCRTCR的無(wú)功功率的無(wú)功功率Q QLRLR對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)Q QL L相反的變化量，使（相反的變化量，使（Q QLRLR+ +Q QL L) )為為一恒定的感性無(wú)功，電容器支路產(chǎn)生的容性無(wú)功一恒定的感性無(wú)功，電容器支路產(chǎn)生的容性無(wú)功Q QC C與（與（Q QLRLR+ +Q QL L) )相互補(bǔ)償，從而相互補(bǔ)償，從而使系統(tǒng)的無(wú)功功率使系統(tǒng)的無(wú)功功率Q QS S基本保持恒定。基本保持恒定。TCRTCR型靜止無(wú)功補(bǔ)償器的主電路結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)原理型靜止無(wú)功補(bǔ)償器的主電路結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)原理 a)a)主電路結(jié)構(gòu)主電

52、路結(jié)構(gòu) b)TCRb)TCR無(wú)功電流調(diào)節(jié)原理示意圖無(wú)功電流調(diào)節(jié)原理示意圖第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-49)(6-49)四、電力諧波及其抑制四、電力諧波及其抑制 1.1.諧波基礎(chǔ)諧波基礎(chǔ)1 1）諧波定義）諧波定義 國(guó)際上現(xiàn)在公認(rèn)的國(guó)際上現(xiàn)在公認(rèn)的諧波定義諧波定義為為: :諧波是一個(gè)周期電氣量的正弦波諧波是一個(gè)周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍。 在供電系統(tǒng)中，除整數(shù)次諧波外，還存在有諧間波。諧間波在供電系統(tǒng)中，除整數(shù)次諧波外，還存在有諧間波。諧間波是指那些頻率不是基波頻率整數(shù)倍的諧波分量。在電力系統(tǒng)諧

53、波是指那些頻率不是基波頻率整數(shù)倍的諧波分量。在電力系統(tǒng)諧波中，諧間波的成分較小。中，諧間波的成分較小。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-50)(6-50)2 2）諧波發(fā)生源）諧波發(fā)生源 具有鐵磁飽和特性的設(shè)備（變壓器、電抗器）；具有鐵磁飽和特性的設(shè)備（變壓器、電抗器）； 具有電弧特性的設(shè)備（交流電弧爐、弧焊設(shè)備）；具有電弧特性的設(shè)備（交流電弧爐、弧焊設(shè)備）； 各種電力電子設(shè)備（變流裝置、電力機(jī)車、家用電器）；各種電力電子設(shè)備（變流裝置、電力機(jī)車、家用電器）；電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)：包含的能產(chǎn)生諧波電流的非線性元件主要是變包含的能產(chǎn)生諧波電流的非線性元件

54、主要是變 壓器的空載電流，交直流換流站的可控硅元件，壓器的空載電流，交直流換流站的可控硅元件， 可控硅控制的電容器、電抗器組等?？煽毓杩刂频碾娙萜鳌㈦娍蛊鹘M等。電力負(fù)荷：電力負(fù)荷：電力系統(tǒng)諧波電力系統(tǒng)諧波更主要的來(lái)源是各種非線性負(fù)荷更主要的來(lái)源是各種非線性負(fù)荷 用戶用戶。對(duì)于諧波電流含量只決定于其本身的特。對(duì)于諧波電流含量只決定于其本身的特 性和工況，基本上與電力系統(tǒng)參數(shù)無(wú)關(guān)的諧波性和工況，基本上與電力系統(tǒng)參數(shù)無(wú)關(guān)的諧波 源，可看作諧波恒流源。源，可看作諧波恒流源。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-51)(6-51)P172、173表表65、66、

55、673 3）諧波危害）諧波危害產(chǎn)生諧波附加損耗，使設(shè)備過熱以及諧波過電壓加速設(shè)備產(chǎn)生諧波附加損耗，使設(shè)備過熱以及諧波過電壓加速設(shè)備絕緣老化等絕緣老化等并聯(lián)電容器與系統(tǒng)等效電抗可能在某次諧波附近發(fā)生并聯(lián)并聯(lián)電容器與系統(tǒng)等效電抗可能在某次諧波附近發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波電壓和諧波電流的嚴(yán)重放大諧振，導(dǎo)致諧波電壓和諧波電流的嚴(yán)重放大引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作影響電能計(jì)量精度影響電能計(jì)量精度影響通信質(zhì)量影響通信質(zhì)量第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-52)(6-52)2 2諧波的評(píng)價(jià)計(jì)算與限值諧波的評(píng)價(jià)計(jì)算與限值1 1）評(píng)價(jià)計(jì)算）

56、評(píng)價(jià)計(jì)算（1 1）單次諧波含有率）單次諧波含有率 h h 次諧波含有率定義為第次諧波含有率定義為第h h 次諧波分量方均根值與基波分量方均次諧波分量方均根值與基波分量方均根值之比，即：根值之比，即：（2 2）總諧波畸變率）總諧波畸變率 總諧波畸變率則定義為諧波含量與基波分量方均根值之比，即：總諧波畸變率則定義為諧波含量與基波分量方均根值之比，即：%100%1001221HUUUUTHDhhu%1001UUHRUhh%1001IIHRIhh%100%100121HIIIITHDhhi第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-53)(6-53)第六章第六章 供

57、電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-54)(6-54)2 2）諧波限值）諧波限值 （P P175175表表6-86-8）l各級(jí)電網(wǎng)電壓下的諧波電壓限值各級(jí)電網(wǎng)電壓下的諧波電壓限值第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-55)(6-55)n各級(jí)電網(wǎng)電壓下用戶注入到公共連接點(diǎn)的諧波電流允許值各級(jí)電網(wǎng)電壓下用戶注入到公共連接點(diǎn)的諧波電流允許值標(biāo)準(zhǔn)電壓 kV基準(zhǔn)短路容量 MVA 諧波次數(shù)及諧波電流允許值（A）23456789101112131415160.38 1078623962264419211628132411129.7 6 1

58、0043342134142411118.5167.1136.16.85.3 10 100262013208.5156.46.85.19.34.37.93.74.13.2 35 25015127.7125.18.83.84.13.15.62.64.72.22.51.9 110 750129.66.09.64.06.83.03.22.44.32.03.71.71.91.5 當(dāng)電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的實(shí)際最小短路容量當(dāng)電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的實(shí)際最小短路容量S Sk與表中的基準(zhǔn)短路容量與表中的基準(zhǔn)短路容量S Sj不同時(shí)，實(shí)際不同時(shí)，實(shí)際允許注入電網(wǎng)的諧波電流限制應(yīng)按下式修正。允許注入電網(wǎng)的諧波電流限制應(yīng)按下式修正。

59、jjkhISSI3. 3. 供電系統(tǒng)諧波分析計(jì)算供電系統(tǒng)諧波分析計(jì)算1 1）供電系統(tǒng)各元件諧波等效模型）供電系統(tǒng)各元件諧波等效模型 供電系統(tǒng)各元件諧波等效模型是諧波分析的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，在供電系統(tǒng)各元件諧波等效模型是諧波分析的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，在分析計(jì)算中，通常近似認(rèn)為：分析計(jì)算中，通常近似認(rèn)為： 式中式中: : X X、X Xh h分別為元件基波和分別為元件基波和h h次諧波感抗；次諧波感抗； X XC C、X XC Ch h分別為元件基波和分別為元件基波和h h次諧波容抗；次諧波容抗； R R、R Rh h 分別為元件基波和分別為元件基波和h h次諧波電阻；次諧波電阻；RhRhXXhXXhChhC第

60、六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-56)(6-56)（1 1）系統(tǒng)諧波阻抗）系統(tǒng)諧波阻抗 式中：式中：Sk系統(tǒng)對(duì)該點(diǎn)的短路容量，系統(tǒng)對(duì)該點(diǎn)的短路容量，UN網(wǎng)絡(luò)額定電壓，網(wǎng)絡(luò)額定電壓，Xs1基波電抗?；娍埂＃? 2） 供電線路供電線路（3 3）變壓器）變壓器( (雙繞組）雙繞組）（4 4）并聯(lián)電容器）并聯(lián)電容器（5 5）電抗器）電抗器（6 6）電力負(fù)荷）電力負(fù)荷: :第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功補(bǔ)償 (6-57)(6-57)kNsshSUhhXX21lhxhXXllh01CNTCChQUhXhX2111NTN