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電能質量之電壓指標

發表時間:2018-8-1 11:53:54閱讀次數:1356

主要的電壓質量問題:

1、電壓偏差及其處理措施

電壓偏差的定義為實際電壓偏離額定電壓的百分比。計算公式如下:

                        電壓偏差=f(實際電壓一額定電壓)/額定電壓]x100% .................................... (1)

造成電壓偏差最主要的原因是無功負荷,電網中無功負荷的變化和電力系統運行方式的改變使加在設備上的電壓偏離了其額定電壓。電壓偏差的波形如下圖1所示。

    

        圖1  電壓偏差波形圖

處理措施:中低壓系統限制和減少電壓偏差的系統措施有:

1)正確選擇變壓器的電壓分接頭;

2)降低系統阻抗;

3)采用無功功率補償措施;

4)平衡三項負荷,或安裝三相不平衡治理設備;

5)安裝調壓器(LVR)。


2、頻率偏差

頻率偏差同電壓偏差類似。電力系統頻率偏差的允許值為0.2Hz,當電力系統容量較大時,偏差值可以放寬到0.5Hz。

產生頻率偏差的主要原因是發電機的有功輸出和有功負荷的不平衡。頻率的變化對電力系統中的電機正常運行有很大的影響,頻率偏差嚴重時將導致非常嚴重的事故。頻率偏差的波形如下圖2所示。

       圖2  頻率偏差波形圖

 處理措施:

    1)降低系統及電氣元件的阻抗;

    2)發電系統保證頻率符合國家標準,供電系統傳輸環節和耗能環節的各種設備在運行中所能承受的頻率偏差符合國家標準,具備抗運行中頻率擾動的能力,保證供配電系統及電氣設備經濟運行;

    3)電力系統頻率自動調整。(設備自身的硬性問題)

 

3、電壓波動與閃變

電壓波動定義為電壓均方根值相對快速變動或連續改變的程度,電壓閃變反映了電壓波動引起的燈光閃爍對人視覺產生影響的效應,引起照度閃變的電壓波動現象叫電壓閃變。電壓波動波形圖如下圖3所示。

     圖3 電壓波動波形圖

處理措施:電壓的波動和閃變主要由沖擊性負荷產生。一、從根源出發,改進用電設備性能;二、提高供電能力的措施有:

1)提高供電電壓等級。

2)架設特殊大型負荷群的專用線路。

3)在敏感負荷附近采用分散發電技術。

4)安裝的補償裝置

    晶閘管投切電容器TSC(Thyristor Switched Capacitor):用晶閘管組成無觸點的電力電子開關快速投切電容器組,來實現容性無功功率的調節。其關鍵技術是在電容器電流過零時的瞬間切除。

靜止無功發生器SVG(Static Var Generator):SVG實際上是將自換相橋式電路通過電抗器并聯在電網上,形成可以產生超前相位或者滯后相位電流的逆變器。與TCR型SVC裝置不同的是,SVG的電壓調節范圍不受電網參考電壓的影響,效應速度快。進階篇將詳細介紹SVG的工作原理。


4、電壓暫降與中斷

 IEEE標準及國家標準《電能質量電壓暫降與短時中斷》(GB/T30137-2013)規定了電壓暫降定義:

 電壓暫降是指電力系統中某點工頻電壓有效值暫時降低至額定電壓的10%~90%(即幅值為0.1~0.9(p.u.)),并持續10ms~1min,此期間內系統頻率仍為標稱值,然后又恢復到正常水平的現象。電壓暫降以剩余電壓百分比為度量。短時中斷是指一相或多相電壓瞬時降低到0.1p.u.以下,且持續時間為10ms-1min。

                                              

                                圖4 電壓暫降波形圖                     圖5 電壓中斷波形圖 

處理措施:

1)飛輪:飛輪儲能,能耗高,有移動部件,定期維護費用高,長期使用存在可靠性問題。

2)UPS:不間斷電源高能耗,需要日常維護和定期更換儲能電池,產生諧波,不適合工業和動態負載,長期使用存在可靠性等問題。

3)SSTS:固態切換開關,安裝及定時維護條件苛刻,需要真正獨立雙回路,供電且允許瞬時切換,無任何能量儲存,不適合非常敏感的負載。

4)在線式的AVC:全天在線,效率低;不能治理深度很深的電壓暫降;補償變壓器的副邊直接接入電網,安裝困難;

5)RTS AVC:僅在電壓暫降時介入,高效率,免維護;深的電壓暫降才是真正危害和用戶痛點。10%~90%電壓暫降,電壓中斷,電壓暫升全治理,真正解決用戶痛點;采用注入變壓器,變壓器和主線分離,安裝簡便。

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