關於電能質量治理你不懂的那些事
隨sui著zhe現xian代dai工gong業ye以yi及ji電dian力li電dian子zi技ji術shu的de不bu斷duan發fa展zhan，用yong電dian設she備bei越yue來lai越yue複fu雜za多duo樣yang，由you此ci引yin發fa了le諸zhu多duo用yong電dian質zhi量liang的de問wen題ti。一yi方fang麵mian，除chu了le功gong率lv因yin數shu低di的de問wen題ti之zhi外wai，各ge種zhong變bian流liu器qi等deng電dian力li電dian子zi裝zhuang置zhi的de日ri益yi廣guang泛fan應ying用yong又you為wei電dian網wang引yin入ru大da量liang諧xie波bo；另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，大(da)量(liang)的(de)精(jing)密(mi)儀(yi)器(qi)非(fei)常(chang)容(rong)易(yi)受(shou)電(dian)力(li)諧(xie)波(bo)的(de)影(ying)響(xiang)，對(dui)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)的(de)要(yao)求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。在(zai)用(yong)戶(hu)側(ce)對(dui)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)進(jin)行(xing)積(ji)極(ji)有(you)效(xiao)的(de)治(zhi)理(li)已(yi)經(jing)勢(shi)在(zai)必(bi)行(xing)。
電網電壓的波動、跌落、驟升、不平衡、諧波等除了影響電能質量敏感負荷正常工作外，還會有以下幾項危害：
電能質量現象部分波形圖
1、使電網中的元件產生附加損耗，降低發電、輸電以及用電設備的效率和使用壽命;
2、導致繼電保護和自動裝置的誤動作，並可能使電器測量儀表劑量不準;
3、產生機械振動、噪聲和過電壓，使變壓器局部過熱;
4、諧波使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短，甚至損壞;
5、諧波還會導致公用電網中局部的並聯諧振和串聯諧振，從而使諧波放大，大大增加了諧波的危害性，有時會引起嚴重的事故;高次諧波還會對臨近的通 信係統產生幹擾，輕者產生噪聲、降低通信質量;
6、在電壓嚴重不平衡時，會使對於電壓過零點有嚴格要求的某些直流電機發生 故障。
1.電壓偏差的產生
(1)係統電源阻抗和峰、穀負荷的存在是產生電壓偏差的主要原因。同時係統無功電源沒有達到分層控製和動態就地平衡的原則就地平衡,導致係統無功容量嚴重不足, 或電容器、調相機不能按照功率因數自動投切也增加了附加電壓偏差。
(2)電網中有載調壓設備不足或有載調壓設備配置不合理, 導致為用戶供電的某一係列電壓變換係列中沒有電壓調整手段,在係統電能質量低劣時電壓質量低 劣。
(3)配電網結構不合理, 供電負荷與電網的阻抗參數不匹配: 如電源結構不合理, 沒有靠近負荷中心,導線截麵偏小 , 線路中負荷電流密度過大, 供電半徑偏大超出了允許範圍等。
(4)用戶功率因數太低或用戶變電設備負荷率太低。
2.電網諧波汙染的產生
產生諧波的主要原因是各類非線形負荷的大量增加使電壓波形發生畸變,產生諧波電壓和諧波電流諧波汙染是電網受到汙染的重要原因,產生諧波的主要用電設備是大功率的可控矽整流裝置如電氣化鐵路、電力牽引機車電化學的電解裝置和直流輸電的換流裝置等;主要有產生衝擊負荷的裝置如煉鋼用電弧 爐和鋼鐵軋機;節能型電器如節能燈和變頻器;各種醫療裝置和不間斷電源和電子整流裝置;自飽和電抗器和可控飽和電抗器; 電力變壓器的勵磁回路等。
3.電壓波動和電壓閃變的產生
導致電壓波動和閃變的原因很多, 主要有 :
(1)大的衝擊負荷如係統短路、電氣化鐵路中重載列車通過、交流電焊機、煉鋼 爐和軋鋼機等設備的頻繁使用;
(2)係統短路故障如三相短路故障、兩相短路故障或單相接地故障引起的電網電壓波動與閃變 ;
(3)大容量電氣設備如電力電容器、電抗器、電力變壓器和電動機的投切等;
(4)備用電源、自動重合閘等裝置的自動投切;
(5)雷擊導致避雷器放電引起的電網電壓波動與閃變。
電網用戶需要處理的電能質量問題，主要是功率因數問題、諧波問題、三相負載不平恒問題以及電壓瞬變問題。
針對這些問題的常見的治理手段主要有：電容補償、調諧補償、單相分別補償、動態投切補償、無源濾波、有源濾波等等。每種手段主要針對某個方麵的問題治理，但同時會影響到其他方麵，或者會產生不利影響，或者會有順帶的幫助作用。
常見的如:在如今的電能質量環境下，單純的電容器補償(無調諧電抗器)應用於低壓電力係統當中時，往往會受到電力係統或者係統諧波的影響，而造成諧波的放大導致電容器壽命縮短，甚至其他嚴重事故。
更(geng)需(xu)注(zhu)意(yi)，當(dang)低(di)壓(ya)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)諧(xie)波(bo)含(han)量(liang)較(jiao)高(gao)時(shi)，必(bi)須(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)到(dao)無(wu)串(chuan)聯(lian)調(tiao)諧(xie)電(dian)抗(kang)器(qi)的(de)低(di)壓(ya)電(dian)容(rong)器(qi)組(zu)同(tong)變(bian)壓(ya)器(qi)將(jiang)會(hui)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)串(chuan)聯(lian)諧(xie)振(zhen)回(hui)路(lu)。當(dang)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)諧(xie)波(bo)頻(pin)率(lv)靠(kao)近(jin)這(zhe)個(ge)串(chuan)聯(lian)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)時(shi)，將(jiang)會(hui)產(chan)出(chu)諧(xie)振(zhen)。在(zai)配(pei)電(dian)網(wang)中(zhong)，並(bing)不(bu)是(shi)隻(zhi)有(you)當(dang)頻(pin)率(lv)等(deng)於(yu)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)時(shi)才(cai)產(chan)生(sheng)諧(xie)波(bo)放(fang)大(da)，而(er)是(shi)隻(zhi)要(yao)頻(pin)率(lv)接(jie)近(jin)諧(xie)波(bo)頻(pin)率(lv)時(shi)就(jiu)會(hui)造(zao)成(cheng)諧(xie)波(bo)放(fang)大(da)，現(xian)代(dai)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)載(zai)會(hui)產(chan)生(sheng)寬(kuan)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)的(de)諧(xie)波(bo)。因(yin)此(ci)，不(bu)合(he)理(li)的(de)無(wu)功(gong)補(bu)償(chang)會(hui)普(pu)遍(bian)引(yin)起(qi)諧(xie)波(bo)放(fang)大(da)問(wen)題(ti)，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)采(cai)用(yong)消(xiao)諧(xie)濾(lv)波(bo)補(bu)償(chang)方(fang)案(an)。
另(ling)外(wai)，在(zai)使(shi)用(yong)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)進(jin)行(xing)諧(xie)波(bo)治(zhi)理(li)的(de)時(shi)候(hou)，要(yao)注(zhu)意(yi)補(bu)償(chang)方(fang)式(shi)，如(ru)果(guo)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)純(chun)電(dian)容(rong)補(bu)償(chang)，有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)在(zai)治(zhi)理(li)諧(xie)波(bo)的(de)時(shi)候(hou)，本(ben)身(shen)發(fa)出(chu)的(de)也(ye)是(shi)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)(與係統中的諧波電流頻率相等，方向相反)，此補償諧波電流也會導致電容器壽命的縮短，甚至造成故障。所以在安裝有有源濾波裝置(APF)的場合，補償部分必須串聯電抗器有效保護電容器。
總zong而er言yan之zhi，電dian能neng質zhi量liang綜zong合he治zhi理li的de目mu的de就jiu是shi防fang止zhi不bu同tong治zhi理li手shou段duan之zhi間jian產chan生sheng衝chong突tu，避bi免mian重zhong複fu作zuo用yong造zao成cheng浪lang費fei，避bi免mian用yong高gao投tou資zi手shou段duan解jie決jue低di投tou資zi手shou段duan可ke以yi解jie決jue的de問wen題ti，以yi盡jin量liang少shao的de投tou資zi，達da到dao盡jin可ke能neng好hao的de治zhi理li效xiao果guo。
提高用戶端的功率因數，降低無功電能消耗，減少電費支出，甚至取得電費獎勵。
有效增加變壓器，開關設備，電纜等的利用率，降低用電設備的投入。
消除用電係統的諧波汙染，提供綠色安全的用電環境，延緩電纜絕緣老化，降低諧波導致的設備熱損失，從增加設備使用壽命。
避免補償電容跳閘事故，為無功補償與係統設備安全運行提供了保障，避免發生串聯或者並聯諧振，造成元器件損壞。
消除因為諧波導致的一些保護設備誤動作，以及測量儀表的計量不準確，也可消除因為諧波導致的通訊幹擾，信號失真等現象。
緩解係統中的三相不平衡問題，有效降低變壓器和線路的耗損。
減少中性線的電流，降低了配電變壓器的運行溫度，減少熱損耗。
減緩電纜的絕緣老化，避免因為造成的事故。
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