電能質(zhì)量分析(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘要本文首先介紹了電能質(zhì)量的背景及提出，近年內(nèi)隨著工業(yè)規(guī)模擴(kuò)張電力部門對電能質(zhì)量有了更高的要求。文章提出電能質(zhì)量的概念及其屬性，從各個角度分析了電能質(zhì)量研究熱起的原因。介紹了電能質(zhì)量的衡量指標(biāo)并分析了多種電能質(zhì)量擾動。對主要電能質(zhì)量問題給出了具體的定義和主要技術(shù)指標(biāo)，同時詳細(xì)指出指出了擾動的成因和主要表現(xiàn)以及擾動給整個電力系統(tǒng)帶來的負(fù)面影響。關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量基本要求衡量指標(biāo)電能質(zhì)量分析一、 引言長期以來，電能質(zhì)量概念和電力供應(yīng)可靠性幾乎是等同的。電力部門可能把電能質(zhì)量定義為電壓、頻率的合格率以及連續(xù)供電的年小時數(shù)，并用統(tǒng)計(jì)數(shù)字來說明電力系統(tǒng)是安全可靠運(yùn)行的。電力用戶則

2、可能把電能質(zhì)量簡單定義為是否向設(shè)備提供了電力。然而如何描述供電于用電雙方的互相作用和影響，并且給出相應(yīng)的技術(shù)仍是人們探索的問題。二、 電能質(zhì)量的提出電能既是一種經(jīng)濟(jì)使用、清潔方便且容易傳輸、控制和轉(zhuǎn)換的能源形式，又是一種由電廠發(fā)電、電力部門向用戶提供，并由三方共同保證質(zhì)量的產(chǎn)品。電能質(zhì)量目前沒有完全統(tǒng)一的定義，從電能生產(chǎn)、輸送和使用角度，有著不同的參考框架而對電能質(zhì)量有著不同的解釋。從普遍意義上來講，電能質(zhì)量就是優(yōu)質(zhì)供電。隨著工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)各個部門用電量不斷增加，電氣化程度越來越高，電力用戶對電能質(zhì)量的要求也在不斷提高。20世紀(jì)90年代以來，工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍認(rèn)為，當(dāng)代

3、電力系統(tǒng)除了保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的基本要求以外，還應(yīng)把質(zhì)量控制、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和高效能量管理作為評估電力系統(tǒng)運(yùn)行水平的重要內(nèi)容。影響電能質(zhì)量的因素主要有自然現(xiàn)象和災(zāi)難，如雷擊；電力設(shè)備及裝置故障或保護(hù)誤動作；終端用戶非線性、沖擊性污染型負(fù)荷的大量使用；人為事故。保證電能質(zhì)量水平需要多方面的配合，才能取得雙贏或多贏的效果。二、供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的基本要求為保證電能安全經(jīng)濟(jì)地輸送、分配和使用，理想供電系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)具有如下特性：1、以單一恒定的電網(wǎng)標(biāo)稱頻率50HZ，規(guī)定的若干電壓等級（如配電網(wǎng)系統(tǒng)一般為110KV，35KV,10KV,380/220V）和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶供電，并且這些運(yùn)行參數(shù)不受

4、用電負(fù)荷特性的影響。2、始終保持三相交流電壓和負(fù)荷電流的平衡。用電設(shè)備攝取電能應(yīng)當(dāng)保證最大傳輸效率，即達(dá)到單位功率因數(shù)，同時各用電負(fù)荷之間互不干擾。3、電能的供應(yīng)充足，及向電力用戶供電不中斷，始終保證電氣設(shè)備的正常工作與運(yùn)轉(zhuǎn)，并且每時每刻系統(tǒng)中的功率供需都是平衡的。隨著時代進(jìn)步與科技發(fā)展，現(xiàn)代電網(wǎng)與負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)了新的變化趨勢，由此帶來的電能質(zhì)量問題越來越引起電力部門和電力用戶的高度重視。電網(wǎng)與負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)了變化，電力系統(tǒng)擴(kuò)張與聯(lián)網(wǎng)逐漸形成，系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和可靠性要求不斷提高。在保證電力系統(tǒng)一定的自然壟斷特性條件下，引進(jìn)了競爭機(jī)制，在當(dāng)代電力系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合更加緊密，采用高

5、新技術(shù)提高電力傳輸能力和實(shí)現(xiàn)配電自動化的趨勢方興未艾。三、 電能質(zhì)量衡量指標(biāo)隨著系統(tǒng)中應(yīng)用電力電子等非線性負(fù)荷的情況不斷增多，導(dǎo)致惡化電能質(zhì)量的因素也不斷增多。電力公司迫切需要知道電能質(zhì)量的擾動源是出自系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)本身還是用戶負(fù)荷，進(jìn)而也必將與經(jīng)濟(jì)相掛鉤。電能供求雙方在各自利益驅(qū)動下，對電能的各項(xiàng)質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)均做出了明確規(guī)定。電能質(zhì)量包括四個方面的相關(guān)術(shù)語和概念：電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電。電壓質(zhì)量即用實(shí)際電壓與額定電壓間的偏差(偏差含電壓幅值，波形和相位的偏差)，反映供電企業(yè)向用戶供給的電力是否合格。電流質(zhì)量即對用戶取用電流提出恒定頻率、正弦波形要求，并使電流波形與供電電壓同相位，以保證

6、系統(tǒng)以高功率因數(shù)運(yùn)行，這個定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善，并降低網(wǎng)損。供電質(zhì)量包含技術(shù)含義和非技術(shù)含義兩個方面：技術(shù)含義有電壓質(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)對用戶投訴的反應(yīng)速度和電力價格等。用電質(zhì)量包括電流質(zhì)量和非技術(shù)含義，如用戶是否按時、如數(shù)繳納電費(fèi)等，它反映供用雙方相互作用與影響用電方的責(zé)任和義務(wù)。電能質(zhì)量指標(biāo)是電能質(zhì)量各個方面的具體描述，不同的指標(biāo)有不同的定義，從電磁現(xiàn)象及相互作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現(xiàn)象分類如下：(低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：諧波、間諧波、電壓波動、電壓與電流不平衡，電壓暫降與短時斷電，電網(wǎng)頻率變化，低頻感應(yīng)電壓，交流網(wǎng)絡(luò)中的直流；低頻輻射現(xiàn)象：磁場

7、、電場；高頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：感應(yīng)連續(xù)波電壓與電流，單向瞬態(tài)、振蕩瞬態(tài)；高頻輻射現(xiàn)象：磁場、電場、電磁場(連續(xù)波、瞬態(tài))；靜電放電現(xiàn)象。對于以上電力系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象，穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可以利用幅值、頻率、頻譜、調(diào)制、缺口深度和面積來描述，非穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可利用上升率、幅值、相位移、持續(xù)時間、頻譜、頻率、發(fā)生率、能量強(qiáng)度等描述。四、電能質(zhì)量問題及分析對電能質(zhì)量，除經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)外，目前沒有統(tǒng)一的指標(biāo)可以用來描述全部電能質(zhì)量問題，因此根據(jù)不同擾動或擾動組的特征制定了一些量化指標(biāo)。 1、電壓偏差電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，電壓質(zhì)量好壞對電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對保證用戶安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量以及電氣設(shè)備的安全與壽命有著重要的影

8、響。電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償與無功平衡，是保證電壓質(zhì)量的基本條件。電壓允許偏差是指電力系統(tǒng)電壓緩慢變化時，電力系統(tǒng)供電實(shí)測電壓對額定電壓的偏差。電壓偏差計(jì)算式如下：電壓偏差()(實(shí)際電壓一額定電壓)額定電壓X100規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，用戶受電端供電電壓的允許偏差為：(1)35kY及以上供電和對電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶為額定電壓的正負(fù)偏差絕對值之和不超過10；(2)10kV及以下高壓供電和低壓三相用戶為額定電壓的+7-7；(3)220V低壓單相用戶為額定電壓的+7-10。 2、頻率偏差頻率偏差是指電力系統(tǒng)的實(shí)際值與額定值之差。一般來講，頻率在額定值附近微小變動和偏離，短時不易察覺，但是其累計(jì)

9、效果確實(shí)明顯的。電力系統(tǒng)若長期處于低頻下運(yùn)行，電鐘計(jì)時就會不準(zhǔn)，電動機(jī)轉(zhuǎn)速就會下降，實(shí)際負(fù)荷功率也講降低，有些工廠可能出現(xiàn)次品；對于發(fā)電廠的汽輪機(jī)來說，當(dāng)頻率下降時葉片震動變大，甚至產(chǎn)生共振現(xiàn)象。某些形式的汽輪機(jī)若長時間在頻率低于4949.5Hz下運(yùn)行，葉片容易斷裂。當(dāng)然，系統(tǒng)頻率過高也是不行的。3、諧波含量電網(wǎng)諧波是指對周期性交流量進(jìn)行傅立葉級數(shù)分解，得到頻率為基波頻率大于1的整次倍分量。對諧波的測量一般包括：各次諧波量、各次諧波含有率、奇次諧波含有率、偶次諧波含有率、總諧波畸變率。在電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)鐘，受干擾負(fù)荷影響，諧波是最普遍的，這是因?yàn)榉蔷€性負(fù)荷在快速增長，電網(wǎng)的諧波水平在不斷提高

10、。由于諧波干擾導(dǎo)致電氣設(shè)備異常合適固有逐年增加的趨勢，因此公用電網(wǎng)諧波標(biāo)準(zhǔn)在控制諧波危害，保障電網(wǎng)和用戶的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和正常生產(chǎn)上的重要作用。電網(wǎng)諧波含量的增加，將導(dǎo)致電氣設(shè)備壽命縮短，網(wǎng)損加大，系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振的可能性增加，同時可能引起繼電保護(hù)和自動裝置的誤動，儀器指示和電度計(jì)量不準(zhǔn)以及通訊受干擾等一系列問題。即使各級電網(wǎng)諧波限制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，由于諧波引起的損耗以及電氣設(shè)備絕緣壽命的縮短所造成的等值損失電量也很可觀，約為用電量的7。如果電網(wǎng)鐘諧波嚴(yán)重超標(biāo)或發(fā)生諧波諧振，則損耗將大大增加。4、電壓波動和閃變電力網(wǎng)的瞬時值電壓隨時間作周期性變化，在工程上通常以電壓整周期的方均根來衡量電壓的大小。

11、供電電壓在兩個相鄰的，持續(xù)1s以上的電壓方均根值U1和U2之間的差值，稱為電壓變動，通常多以標(biāo)準(zhǔn)電壓Un的百分?jǐn)?shù)來表示電壓變動的相對百分值d即：d=(U1-U2)/Un×100電壓波動常會使許多電工設(shè)備不能正常工作。一般說來，對電子計(jì)算機(jī)和控制設(shè)備不需要特別去關(guān)注，因?yàn)樗麄兊娜萘啃〔⒛茉谙鄬馁Y不大的條件下加設(shè)抗干擾設(shè)施。日光燈和電視機(jī)等設(shè)備對電壓波動的敏感程度遠(yuǎn)低于白熾燈，而幾乎每個建筑的照明都裝有大量的白熾燈，如果電壓波動的大小不足以引起白熾燈閃變，則可以肯定不會使電視機(jī)和日光燈等工況異常。為此，選白熾燈的工況作為判斷電壓波動值是否被接受的依據(jù)。電壓閃變是指人眼對由電壓波動所引起的照明異常而產(chǎn)生的視覺感受。它通常是以白熾燈的通光量作為判斷。影響閃變的因素包括供電電壓的波動、照明裝置和人的視感度等。閃變可分為周期性和非周期性兩種。前者主要是由于周期性的電壓波動引起的，如往復(fù)式壓縮機(jī)、電弧爐燈，后者往往與隨機(jī)性電壓波動有關(guān)，如電焊機(jī)等。 5、三相電壓不平衡在三相三線制供電系統(tǒng)中，各相的電壓和電流應(yīng)處于頻率相同，幅度大小相等、相位互差120度，稱為三相對稱，否則稱為三相不對稱，此時三相相量中有正序分量和負(fù)序分量。不平衡度即負(fù)序分量有效值U2與正序分量有效值U1