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智能電網(wǎng)基礎(chǔ)(六)電能質(zhì)量

2018-05-29 17:20:50 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
電能質(zhì)量(PowerQuality):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(lián)組成,在工程上應(yīng)用實(shí)現(xiàn)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(shí)際應(yīng)用最廣。

  SVG(statcom):電壓源型逆變較佳,可通過調(diào)節(jié)其直流側(cè)電容電壓的幅值和/或變換器的調(diào)制比就可以控制變換器交流輸出電壓的幅值,進(jìn)而改變裝置輸出電流的極性(容性或感性)和大小,達(dá)到連續(xù)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(bǔ)償響應(yīng)速度、同等補(bǔ)償效果所需容量、占地面積、損耗與輸出無功的關(guān)系等方面均優(yōu)于SVC。而且近年來,二者的價格差距變小,且國產(chǎn)SVG技術(shù)已經(jīng)成熟。

  四、波形畸變與電力諧波

  國標(biāo):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(tǒng)中的非線性設(shè)備引起的,流過非線性設(shè)備的電流和加在其上的電壓不成比例關(guān)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(shù)倍的分量稱為諧波(如我國電力系統(tǒng)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(shù)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(shù)。

  在一定的供電系統(tǒng)條件下,有些用電負(fù)荷會出現(xiàn)非整數(shù)倍的周期性電流的波動,不是基波整數(shù)倍頻率的分?jǐn)?shù)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(tài)過程中含有高頻分量,但是和諧波卻是兩個完全不同的現(xiàn)象,電力系統(tǒng)僅在受到突然擾動之后,其暫態(tài)波形呈高頻特性,但這些頻率并不是諧波,與基波頻率無關(guān)。

  國標(biāo)要求:

  平常諧波計算一般用電力軟件計算,當(dāng)然用公式算好像也可以。

  諧波源:傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的主要諧波源是電力變壓器,當(dāng)代電力系統(tǒng)中的最主要的諧波源——非線性電力電子裝置。

危害:

  1)系統(tǒng)角度,諧波會導(dǎo)致一些不正常現(xiàn)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(kuò)大事故,消弧線圈接地的系統(tǒng)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(hù)誤動或拒動,如零序三次諧波過大,可能引起接地保護(hù)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(yán)重。

  2)諧波引起設(shè)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(zhì)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(yīng)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(jī)等,都會引起一定附加的銅耗和鐵損,產(chǎn)生局部過熱。

  3)加速絕緣老化,很大縮短設(shè)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(chǎn)生局部的串聯(lián)或并聯(lián)諧振,并放大諧波水平。從而導(dǎo)致諧波支路中的設(shè)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(wǎng)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(tǒng)的干擾。若諧波頻率接近載波頻率,電力線載波通信和遠(yuǎn)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(dǎo)耦合途徑,也會對平行敷設(shè)的通信線路產(chǎn)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(yù)防性措施和補(bǔ)償性措施。

  預(yù)防性措施:

        1)供電設(shè)備如電容器、變壓器、發(fā)電機(jī)等在設(shè)計、制造、規(guī)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(shù)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(bǔ)償性措施:

        1)濾波器的應(yīng)用;

        2)改變饋線參數(shù),采用饋電線重構(gòu)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(diào)諧濾波器(或者雙調(diào)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(shù)初步確定后,濾波器參數(shù)的最終確定需結(jié)合濾波效果與無功功率補(bǔ)償要求等進(jìn)行修正。

  無源濾波裝置是目前應(yīng)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(shù)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(tǒng)參數(shù)的影響較大,極易與系統(tǒng)或者其它濾波支路發(fā)生串并聯(lián)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(chǎn)生放大作用3、濾波、無功補(bǔ)償、調(diào)壓等要求之間有時難以協(xié)調(diào)4、諧波電流增大時,濾波器負(fù)擔(dān)隨之加重,可能造成濾波器過載,甚至損壞設(shè)備。5、有效材料消耗多,體積大。

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責(zé)任編輯:電朵云

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