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电能品质根基常识
增添时候: 2013/2/23 15:41:30      阅读 4856 次    【  字体:    繁體  】
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  1 电能品质的界说

  (1)IEC(1000-2-2/4)规范:供电装配普通任务环境下不间断和搅扰用户操纵电力的物理特征。
  (2)一种简练的界说:电压或电流的幅值、频次、波形等参量距划定值的偏差。
 
  2 电能品质的分类
1 电能品质分类表
序号
范例
内容
1
频次偏差
电网频次的现实值和标称值之差
2
电压幅值
过电压
电压为额外值的110%~120%,延续时候大于60s
欠电压
电压为额外值的80%~90%,延续时候大于60s
电压回升
电压或电流有用值升至额外值的110%以上,典范值为额外值的110%~180%,延续时候为0.5个周波至60s
电压跌落
电压有用值降至额外值的10%~90%,延续时候为0.5个周波至60s
电压瞬变
指在必然时候距离内两个稳态量之间的变更。电压瞬变能够是肆意极性的双方向脉冲或是第一个峰值为肆意极性的衰减振荡波
电压缺口
延续时候小于0.5个周波的周期性电压扰动。电压缺口首要是电力电子装配由一相换至另外一相时到场换相的电路刹时短路形成的
电压间断
在一相或多相线路中完整落空电压(低于额外值的10%)一段时候。延续时候0.5个周期至3s为刹时候断;延续时候3s至60s为临时候断;延续时候大于60s为延续间断
电压动摇与闪变
电压动摇是指电压幅值在必然规模内有纪律或随机地变更。其幅值变更凡是为额外值的90%~110%。这类电压动摇凡是称为电压闪变。闪变一词是从电压动摇引发电灯的明灭得来的。在输电和配电体系中电压闪变首要是由电弧炉引发的
3
电压波形
谐波
对周期性的变流量遏制傅里叶级数分化,获得频次为大于1的整数倍基波频次的份量
间谐波
频次不是电源基波频次整数倍正弦份量
4
电压
不均衡度
负序份量与正序份量的方均根值百分比
5
旌旗灯号电压
在电力传输线上的高频旌旗灯号,用于通讯和节制
 
  3 电能品质规范
2 电能品质规范
序号
规范称号
内容
1
《电能品质电力体系频次许可偏差》(GB/T15945-1995)
电力体系频次偏差许可值为0.2Hz,当体系容量较大时,偏差值可放宽到+0.5Hz~-0.5Hz
2
《电能品质供电电压许可偏差》
(GBl2325-1990)
(1)
35kY及以上供电和对电压品质有出格请求的用户为额外电压的正负偏差相对值之和不跨越10%
(2)
10kV及以下高压供电和高压三相用户为额外电压的+7%~-7%
(3)
220V高压单相用户为额外电压的+7%~-10%

3
《电能品质电压动摇和闪变》
(GBl2326-2000)
划定了各级电压下的闪变限定值
4
《电能品质临时过电压和瞬态过电压》(GB/T18481-2001)
划定了交换电力体系中感化于电气装备的临时过电压和瞬态过电压请求、电气装备绝缘请求和过电压掩护体例
5
《电能品质公用电网谐波》
(GB/T14529-1993)
划定了各电压级总谐波畸变率,各单次奇次电压含有率和各单次偶次电压含有率限定值,谐波电流许可值,见表3、4
6
《电能品质三相电压许可不均衡度》(GB/T15543-1995)
电力体系大众毗连点普通运转体例下不均衡度许可值为2%,短时不得跨越4%,每一个用户不得跨越1.3%
7
功率因数
(《天下供用电法则》划定)
高压供电的产业用户和高压供电装有带负荷调剂电压装配的电力用户,功率因数在0.90以上;其余100KVA(KW)及以上电力用户和大中型电力排灌站,功率因数在0.85以上;农业用电,功率因数在0.80以上
 
3 注入大众毗连点的谐波电流许可值
序号
规范电压(kV)
基准短路量(MVA)
谐波次数及谐波电流许可值
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1
0.38
10
78
62
39
62
26
44
19
21
16
28
13
24
11
12
9.7
18
8.6
16
7.8
2
6
100
43
34
21
34
14
24
11
11
8.5
16
7.1
13
6.1
6.8
5.3
10
4.7
9.0
4.3
3
10
100
26
20
13
20
8.5
15
6.4
6.8
5.1
9.3
4.3
7.9
3.7
4.1
3.2
6.0
2.8
5.4
2.6
4
35
250
15
12
7.7
12
5.1
8.8
3.8
4.1
3.1
5.6
2.6
4.7
2.2
2.5
1.9
3.6
1.7
3.2
1.5
5
66
500
16
13
8.1
13
5.4
9.3
4.1
4.3
3.3
5.9
2.7
5.0
2.3
2.6
2.0
3.8
1.8
3.4
1.6
6
110
750
12
9.6
6.0
9.6
4.0
6.8
3.0
3.2
2.4
4.3
2.0
3.7
1.7
1.9
1.5
2.8
1.3
2.5
1.2

4 公用电网谐波电压(相电压)限值

序号
电网标称电压    (kV)
电压总谐波畸变率
(%)
各次谐波电压含有率(%)
奇此
偶次
1
0.38
5.0
4.0
2.0
2
6
4.0
3.2
1.6
10
3
35
3.0
2.4
1.2
66
4
110
2.0
1.6
0.8
 
  4 电能品质题目产生的缘由
 
5 电能品质题目产生的缘由
序号
称号
产生缘由
1
电压偏差
电流流经传输网时在其内阻抗上产生的压降而至
2
频次偏差
负荷功率动摇环境下原念头输入功率的跟踪呼应滞后而至
3
三相不均衡度
各相负荷的不均衡用电特征所形成
4
谐波
电网中的非线性负荷所形成
5
电压动摇
负荷功率(无功)的动摇产生
6
闪变
电压动摇引发
  5 产生谐波的首要装备
6 产生谐波的首要装备
序号
装备
缘由
1
晶闸管
整流装备
由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装配、开关电源等很多方面获得了愈来愈普遍的操纵,给电网形成了大批的谐波。咱们晓得,晶闸管整流装配接纳移相节制,从电网接收的是缺角的正弦波,从而给电网留下的也是另外一局部缺角的正弦波,较着在留下局部中含有大批的谐波。由整流装配产生的谐波占一切谐波的近40%,这是最大的谐波源。
2
变频装配
变频装配常常操纵于风机、水泵、电梯等装备中,由于接纳了相位节制,谐波成分很庞杂,除含有整数次谐波外,还含有分数次谐波,这类装配的功率普通较大,跟着变频调速的成长,对电网形成的谐波也愈来愈多。
3
电弧炉
电石炉
由于加热质料时电炉的三相电极很难同时打仗到凹凸不平的炉料,使得熄灭不不变,引发三相负荷不均衡,产生谐波电流,经变压器的三角形毗连线圈而注入电网。此中首要是2、 7次的谐波,平都可达基波的8% 、20%,最大可达45%。
4
气体放电
类电光源
荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。阐发与丈量这类电光源的伏安特征,可知其非线性很是严峻,有的还含有负的伏安特征,它们会给电网形成奇次谐波电流。
5
家用电器
电视机、录相机、计较机、调光灯具、调温炊具等,因具备调压整流装配,会产生较深的奇次谐波。在洗衣机、电电扇、空调器等有绕组的装备中,因不均衡电流的变更也能使波形转变。这些家用电器固然功率较小,但数目庞大,也是谐波的首要来历之一。
  6 谐波的风险
7 谐波形成的首要风险
序号
风险
首要表现
1
增添消耗
电流谐波增添铜损,电压谐波增添铁损,由此增添了变压器和传输导线的消耗,华侈电能,并且还降落了变压器的容量。
2
影响装备绝缘
降落装备寿命
谐波引发变压器、电念头和传输导线的温度回升,粉碎绝缘,降落寿命。
3
烧坏装备
由于电容器在设想时划定其最大电流只许可35%的超载,但现实运转时,由于谐波的影响,乃至常产生严峻过载,形成电容器鼓肚或爆炸。电路板由于对电源请求比拟高,由于谐波常常使其烧坏。
4
净化电网
未经办理的电流谐波,会注入到大众电网中,形成谐波对电网的净化,不但增添电网消耗,还使其余用户遭到谐波影响。
5
影响出产不变形成出产毛病
对出产装备紧密、主动化水平高的出产线,比方工场的紧密出产线,谐波常常粉碎其不变性,引产出产毛病,使出产自愿遏制,形成极大的经济丧失。
6
影响计量切确
搅扰唆使仪表
电能表等计量仪表,因谐波而形成感到转盘产生额外的电磁转矩,引发偏差,降落切确度。在谐波严峻畸变环境下,唆使仪表的偏差变大,对统一有用值的唆使会较着降落。
7
搅扰通讯
谐波经由过程电磁感到搅扰通讯,使其产生噪声或旌旗灯号丧失。凡是2000~5000Hz谐波引发通讯噪声,1000Hz以上的谐波致使德律风回路误动。
 
8 谐波对装备仪器的风险
序号
装备、仪器
风险
1
变压器
增添消耗,温度下降,容量降落,寿命降落
2
电念头
增添额外发烧,影响绝缘,降落寿命,乃至销毁
3
传输导线
增添线损,过热影响绝缘,乃至产生火警
4
电容器
鼓肚,销毁
5
继电掩护
误举措
6
主动装配
误举措
7
互感器
形成偏差,影响测试成果,破坏
8
计量仪表
影响计量切确性
9
唆使仪表
形成唆使偏差
10
电路板
销毁
11
电视机
图象畸变,画面及亮度产生变更,乃至图象翻腾
12
计较机
计较毛病,法式运转出格
13
照明灯
过热乃至形成侵害,产生闪灼,引发人眼不适
14
出产线
产生毛病,形成停产
15
通讯体系
产生噪声,降落通讯品质,旌旗灯号丧失
16
电网
增添消耗,影响其余用户
      附:谐波对电度表的详细影响
      研讨标明,感到式电度表对高次谐波有负的频次偏差,而电子式电度表的频响特征普通较好。但由于谐波功率在谐波源负荷 (如整流器)中和基波频次流向相反,是以对这类用户电度计量将偏小;反之,对普通线性负荷,电度计量 大致上即是基 波协调波电度之和,故谐波电度增添了这些用户的电费收入。
 
  7 谐波的办理结果
9 办理谐波的结果表
序号
结果
详细表现
1
降落消耗
到达节能减排结果
降落了全部用电体系保送电装备、用电装备出格是变压器、传输导线和电机的电能消耗,综合节能率达3%以上,这对耗电大的烟厂相称可观。
2
削减出产毛病
增添经济效益
由于很多企业出产工艺邃密,出产线主动化水平高,故对电能品质请求很是严酷。若是某条出产线因毛病而遏制出产,其丧失将很是大的。经由过程对电能品质办理今后,每一年因毛病而形成遏制出产的次数能够大大降落,这就削减了因停产而形成的经济丧失。
3
加强体系不变性
进步出产效力
由于谐波使得烟厂出产线上的电念头常常产生发抖,使得切割、卷接和传输等很不不变,严峻影响出产效力。经由过程谐波办理后,根基上不会存在这类题目,极大进步了出产效力。
4
优化装备运转
耽误装备寿命
处理了因谐波形成变压器、电机和导线等过热的题目,防止绝缘侵害,使装备寿命大大耽误。比方变压器,其绕组温度在额外温度的根本上,每下降8℃,变压器的操纵寿命就耽误1/2。而谐波是变压器温升的首要身分之一。故办理谐波对耽误变压器寿命结果很是大。
5
降落装备毛病率
削减装备维修用度
削减装备毛病率,从而削减采办整机用度和野生维修用度。
6
消弭搅扰
进步通讯品质
降落现场通讯线路所受的搅扰和旌旗灯号的丧失,防止计较机因电能品质题目而形成的俄然死机。降落德律风通话时遭到的噪声搅扰。
7
进步计量和
唆使仪表切确性
消弭了谐波对计量和唆使仪表的影响,保障计量和唆使仪表任务在设置的精度品级内。
8
到达综合
办理结果
经由过程对电能品质题目的办理,完成了对电力体系供电电压、供电电流和功率因数、谐波等电能目标综合办理,到达全体用电体系的办理结果,同时到达国度电能品质目标的请求。
  8 谐波的办理体例
     今朝办理谐波的体例有两种,别离是装配无源率波器和装配有源滤波器,表11是两种滤波器的对照。
10 无源率波和有源滤波的体例对照 

称号
界说
长处
错误谬误
无源滤波器
又称LC滤波器,是操纵电感、电容和电阻组合设想组成的电路,可滤除屡次或一次谐波
布局简略,保护便利,容量大,本钱低
只能滤除次数牢固的谐波
有源滤波器
是一种静态按捺谐波,弥补无功的电力电子装配
可对巨细和频次都变的谐波和变更的无功遏制弥补
布局较庞杂
维修较费事
本钱比拟高

 

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