什么是電能質(zhì)量?
電能質(zhì)量,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。
衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)
衡量電能質(zhì)量的標(biāo)注包括:電壓偏差、頻率偏差、電壓三相不平衡、諧波和間諧波、電壓的波動和電壓的閃變。
1、電壓偏差:電壓偏差指的是供電電壓不穩(wěn)定,存在電壓上升或下跌情況。
2、頻率偏差:所有電網(wǎng)對電網(wǎng)頻率要求相同,不會因不同的電能用戶而改變,頻率偏差每個都有相應(yīng)的規(guī)定。
3、電壓三相不平衡:三相電壓的值超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
4、諧波和間諧波:頻率是基波整數(shù)倍表現(xiàn)為正弦的電流或電壓稱之為諧波。非整數(shù)倍的則統(tǒng)稱為間諧波。
5、電壓波動和閃變:電網(wǎng)內(nèi)電壓有規(guī)則的變動稱為電壓波動,或是變化幅度倍數(shù)在0.9-1.1之間的隨機變化。閃變則是指電壓的不穩(wěn)定對燈泡照明的視覺影響。
電能質(zhì)量所涉及的小行業(yè)及主要產(chǎn)品
電能質(zhì)量所涉及的小行業(yè)主要包括:
1、無功補償;
按電壓等劃分: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,主要無功補償設(shè)備:TSC、LC型無源電力濾波器、SVC、STATCOM (SVG)。
2、諧波治理;
有源濾波器(APF)、無源濾波器。
3、電能質(zhì)量檢測;
4、其他電能質(zhì)量問題。
電能質(zhì)量的衡量指標(biāo)
衡量電能質(zhì)量的標(biāo)注包括:電壓偏差、頻率偏差、電壓三相不平衡、諧波和間諧波、電壓的波動和電壓的閃變。
1、電壓偏差:電壓偏差指的是供電電壓不穩(wěn)定,存在電壓上升或下跌情況。
2、頻率偏差:所有電網(wǎng)對電網(wǎng)頻率要求相同,不會因不同的電能用戶而改變,頻率偏差每個都有相應(yīng)的規(guī)定。
3、電壓三相不平衡:三相電壓的值超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
4、諧波和間諧波:頻率是基波整數(shù)倍表現(xiàn)為正弦的電流或電壓稱之為諧波。非整數(shù)倍的則統(tǒng)稱為間諧波。
5、電壓波動和閃變:電網(wǎng)內(nèi)電壓有規(guī)則的變動稱為電壓波動,或是變化幅度倍數(shù)在0.9-1.1之間的隨機變化。閃變則是指電壓的不穩(wěn)定對燈泡照明的視覺影響。
電能質(zhì)量有哪些標(biāo)準(zhǔn)?
1、供電電壓偏差(GB/T 12325—2008)
2、電壓波動和閃變(GB/T 12326—2008)
3、公用電網(wǎng)諧波(GB/T 14549—1993)
4、三相電壓不平衡(GB/T 15543—2008)
電能質(zhì)量的點
電力生產(chǎn)企業(yè)并不能完控制電能質(zhì)量,有些電能質(zhì)量的變化是有電力用戶引起的(比如,諧波、電壓波動和閃變等),或是自然災(zāi)害及非控制因素引起的。
在不同的時間內(nèi)供用電的電能指標(biāo)通常是不相同的,既是電能質(zhì)量在空間和時間上是處在不停的變化之中的。
引起電能質(zhì)量的原因
1、電力系統(tǒng)元件存在的非線性問題
電力供電系統(tǒng)中元件的非線性問題有:發(fā)電機正常工作中產(chǎn)生的諧波;電網(wǎng)中各變壓設(shè)備產(chǎn)生的諧波;直流輸電產(chǎn)生的諧波;經(jīng)過高壓后的輸電線路對諧波的放大作用。另外,并聯(lián)電容器在變電站中的設(shè)置等因素也都會造成諧波的出現(xiàn)。這些因素中直流輸電因素是現(xiàn)在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波的主要因素。
2、非線性負(fù)荷
非線性負(fù)載在工業(yè)和生活用電中展的比例很大,這是電力系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波的主要根源。非線性的主要負(fù)載是電弧爐,電弧爐起弧的時延及電弧的嚴(yán)重非線性產(chǎn)生了諧波。
居民的日常生活和生產(chǎn)的負(fù)荷中,使用的熒光燈的伏安性也是非線性的,也會有嚴(yán)重的諧波電流產(chǎn)生,其中含量的是3次諧波。此外,使用大功率的整流和變頻裝置也會有嚴(yán)重的諧波電流產(chǎn)生,嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安。
3、電力系統(tǒng)故障
電能質(zhì)量也會受到電力系統(tǒng)運行時的內(nèi)外故障影響,例如,各種自然災(zāi)害、人為的非正常操作、各種線路短路、電網(wǎng)出現(xiàn)故障時發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)工作狀態(tài)的改變等都會對電能的質(zhì)量造成很大的影響。
諧波的危害
電力諧波的主要危害有:
1、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;
2、產(chǎn)生諧波損耗,使發(fā)、變電和用電設(shè)備率降低;
3、加速電氣設(shè)備緣老化,使其容易擊穿,從而縮短它們的使用壽命;
4、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?;虿荒苷_操作;
5、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: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,即通過安裝電力濾波器,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。
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)、率、成本、可靠性等因素影響,只能解決部分問題,受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)中安裝無源電力濾波器和有源電力濾波器進行濾波等等。
改善電能質(zhì)量的措施
改善電能質(zhì)量的措施有:
一是,調(diào)整負(fù)荷,降低負(fù)荷的敏感程度,如果遇到要求負(fù)荷電能質(zhì)量別高的電力用戶僅依靠電力企業(yè)采取的措施不能在短期內(nèi)滿足要求時,電力企業(yè)必須和電力用戶共同采取必要措施,使負(fù)荷減少敏感程度及降低電能質(zhì)量不良程度。
二是,改進電網(wǎng),電力企業(yè)安裝抑制或消除電力擾動的必要設(shè)備。
經(jīng)常見到的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置功能相對單,例如,有源濾波器APF、動態(tài)電壓恢復(fù)器DVR等,面實現(xiàn)電力用戶電能質(zhì)量的設(shè)備是電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器,其組成主要是個電容把個并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器耦合在起。
并聯(lián)逆變器進行非線性負(fù)載諧波電流及無功補償使用的是PWM電流控制技術(shù),起到調(diào)節(jié)電容直流電壓的作用。而串聯(lián)逆變器使用的是PWM電壓控制技術(shù),其主要是對輸出的電壓進行控制以達到抑制諧波、降低負(fù)荷的敏感程度。
電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器由于其是有個串聯(lián)和并聯(lián)的逆變器組成的,因此其具有兩者的結(jié)構(gòu)征,對網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓的波形可同時調(diào)節(jié),電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的應(yīng)用大的解決了電網(wǎng)中電能質(zhì)量問題的出現(xiàn)。