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智能電網基礎(六)電能質量

2018-05-29 17:20:50 大云網  點擊量: 評論 (0)
電能質量(PowerQuality):導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差,其內容包括電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態過電壓、波形畸變與諧波、電壓暫降與短時間中斷等。

  SVC由可控電感、固定或可變電容支路并聯組成,在工程上應用實現的有:飽和電抗器(SR)、晶閘管控制電抗器(TCR)、晶閘管投切電容器(TSC)和晶閘管控制的高阻抗變壓器(TCT)。TCR型SVC實際應用最廣。

  SVG(statcom):電壓源型逆變較佳,可通過調節其直流側電容電壓的幅值和/或變換器的調制比就可以控制變換器交流輸出電壓的幅值,進而改變裝置輸出電流的極性(容性或感性)和大小,達到連續控制輸出無功功率的極性和大小的目的。

  SVG在無功控制能力、無功補償響應速度、同等補償效果所需容量、占地面積、損耗與輸出無功的關系等方面均優于SVC。而且近年來,二者的價格差距變小,且國產SVG技術已經成熟。

  四、波形畸變與電力諧波

  國標:電壓波動和閃變(GB12326—2000)(GB/T12326-2008)

  波形畸變:波形畸變是由電力系統中的非線性設備引起的,流過非線性設備的電流和加在其上的電壓不成比例關系。

  電力諧波:任何周期性的畸變波形都可用正弦波形的和表示,其中,頻率為基波頻率整數倍的分量稱為諧波(如我國電力系統的工頻為50Hz,則基波為50Hz,二次諧波為100Hz,三次諧波為150Hz等),頻率為基波頻率整數倍的分量稱為諧波,而一系列正弦波形的和稱為傅里葉級數。

  在一定的供電系統條件下,有些用電負荷會出現非整數倍的周期性電流的波動,不是基波整數倍頻率的分數諧波稱間諧波。次諧波是指頻率低于工頻基波頻率的分量。

  暫態過程中含有高頻分量,但是和諧波卻是兩個完全不同的現象,電力系統僅在受到突然擾動之后,其暫態波形呈高頻特性,但這些頻率并不是諧波,與基波頻率無關。

  國標要求:

  平常諧波計算一般用電力軟件計算,當然用公式算好像也可以。

  諧波源:傳統電力系統中的主要諧波源是電力變壓器,當代電力系統中的最主要的諧波源——非線性電力電子裝置。

危害:

  1)系統角度,諧波會導致一些不正?,F象:一是超高壓長線上,諧波電流若較大,潛供電弧熄滅會被延緩,單相重合閘可能會失敗,擴大事故,消弧線圈接地的系統中同樣存在這個問題;二是諧波分量較大的時候,可能引起保護誤動或拒動,如零序三次諧波過大,可能引起接地保護誤動;三是計量和測量誤差,尤其對過零檢測相位的表計來說,更為嚴重。

  2)諧波引起設備的附加損耗,降低效率。尤其是對電容器組的影響,隨著頻率的提高,其介質損耗會明顯增加;對輸電線路來說,由于諧波頻率高和趨膚效應的原因,線路電阻會增加,因而引起附件線損;同時變壓器和電機等,都會引起一定附加的銅耗和鐵損,產生局部過熱。

  3)加速絕緣老化,很大縮短設備壽命。諧波作用下,絕緣老化物理過程明顯加劇,對電纜,電容器等危害很大。

  4)可能產生局部的串聯或并聯諧振,并放大諧波水平。從而導致諧波支路中的設備因過電壓或過電流而損壞。如在電容器裝置中串接電抗率的電抗器后,可以對電網5次及以上諧波有抑制作用,但對5次以下諧波卻有放大作用。

  5)諧波對通信系統的干擾。若諧波頻率接近載波頻率,電力線載波通信和遠動裝置信號傳輸會被一定程度干擾,此外通過電磁、靜電和傳導耦合途徑,也會對平行敷設的通信線路產生干擾。

  控制措施:

  電力諧波的抑制或減緩措施通常可分為預防性措施和補償性措施。

  預防性措施:

        1)供電設備如電容器、變壓器、發電機等在設計、制造、規劃、配置等方面采取減少諧波的措施;

        2)通過增加整流器的脈動數或采用可控整流限制電力諧波的主要來源整流器的諧波。

  補償性措施:

        1)濾波器的應用;

        2)改變饋線參數,采用饋電線重構或電容器改變安裝位置等避免諧振。

  無源電力濾波器:

  對于大容量的諧波濾除工程,往往采用若干組單調諧濾波器(或者雙調諧)與一組(或多組)高通濾波器配合使用的方案。

  在濾波器參數初步確定后,濾波器參數的最終確定需結合濾波效果與無功功率補償要求等進行修正。

  無源濾波裝置是目前應用最為廣泛的諧波抑制手段,它是按照希望抑制的諧波次數專門量身制造的,但也存在著難以克服的缺陷:1、濾波特性受系統參數的影響較大,極易與系統或者其它濾波支路發生串并聯諧振。2、只能消除特定的幾次諧波,而對其他的某次諧波則會產生放大作用3、濾波、無功補償、調壓等要求之間有時難以協調4、諧波電流增大時,濾波器負擔隨之加重,可能造成濾波器過載,甚至損壞設備。5、有效材料消耗多,體積大。

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責任編輯:電朵云

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