东北大学工业企业供电07第七章 电能质量的提高与电能节约.ppt

第七章 电能质量的提高与电能节约 7.1 电能质量概述 7.2 工业企业供电系统电压偏差及其调节 7.3 工业企业供电系统的电压波动及减少措施 7.4 电网高次谐波及其抑制 7.5 工业企业供电系统中的电能节约 7.6工业企业供电的无功功率补偿 7.1电能质量概述 电能质量是指电气设备正常运行所需要的电气特性，任何导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差都属于电能质量问题。 在三相电力系统中，理想的电能质量是： （1）系统频率恒为额定频率； （2）三相电压波形是三相对称的、幅值恒为额定电压的正弦波形； （3）三相电流波形是三相对称的正弦波形；供电不间断。 任何与理想电能质量的偏差都属于电能质量扰动。 7.1.1 电能质量扰动类型 根据扰动的频谱特征、持续时间和幅值变化，通常将电能质量扰动划分为如下几个类型： （1）暂态扰动：通常指持续时间不超过3个周波的扰动。并联电容器投切和雷击都会造成暂态扰动。 暂态扰动又分为脉冲型和振荡型，脉冲型暂态扰动持续时间不超过1ms，具有陡峭的上下沿；振荡型暂态扰动持续时间一般不超过1个周波，振荡频率在5kHz以上。 （2）短期电压变化：包括电压跌落、电压突升和短暂断电。此类扰动的持续时间通常为半个周波到1min。 （3）长期电压变化：电压幅值长期偏离其额定值，包括电压偏差和持续断电。此类扰动通常持续1min以上。 7.1.1电能质量扰动类型 （4）电压波动：电压幅值周期性下降和上升。 交流电弧炉等波动负荷是电压波动的发生源； （5）波形畸变： 包括电力谐波、电压缺口、直流偏置和宽带噪音。 相控型电力电子装置（如整流、逆变等电源）是引起电力谐波和电压缺口的主要因素。 （6）三相不平衡：供电电源的三相电压不对称或负荷三相电流不对称，即三相幅值不等或相角差不等于120?。 电力机车等单相用电设备是导致三相系统不平衡的主要因素。 （7）频率变化：基波频率偏离其额定频率，包括频率偏差和频率波动，典型的频率波动周期为10s之内。 7.1.2 电能质量标准 由于电能质量的各种扰动相对独立，它们对电气设备的影响也不同，因此，分析评价电能质量整体上尚没有一个统一的标准，而是针对不同的扰动进行不同的处理。 目前我国已经颁布的电能质量标准有： GB 12325-2003《电能质量 供电电压允许偏差》； GB 12326-2000《电能质量 电压波动和闪变》； GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》； GB/T 15543-1995《电能质量 三相电压允许不平衡度》； GB/T 15945-1995《电能质量 电力系统频率允许偏差》； GB/T 18481-2001《电能质量 暂时过电压和瞬态过电压》。 电能质量标准是保证电网安全经济运行、保护电气环境、保障电力用户正常使用电能的基本技术规范，是实施电能质量监督管理、推广电能质量控制技术、维护供用电双方合法权益的法律依据。 7.1.3 克服电能质量扰动方法 电能质量扰动是客观存在的，它严重干扰着用电设备尤其是信息处理设备的正常运行。因此，一方面应该规定电网的电能质量扰动允许值，另一方面，用电设备也应该具有一定的电能质量扰动耐受容限。以电压为例： 7.1.3 克服电能质量扰动方法 （2）用电设备抗扰动措施 由于发电机发出的电压是比较理想的，所以，公用电网中的电压扰动主要是由负荷电流扰动在电网阻抗上的压降引起的。 第四章给出了供电系统电压损失的计算公式： 对于高压供电系统而言，系统等效电抗远大于系统等效电阻。于是，忽略电阻，上式可简化为： 上式表明，影响电压质量的主要因素有： ①负荷无功功率或无功变化量越大，对电压质量的影响大； ②电网短路容量越大，则负荷变化对电网电压质量的影响越小。 7.1.3 克服电能质量扰动方法 克服的方法： ①并联无功补偿可以减小负荷无功功率或负荷无功变化量； ②线路串联补偿则可以降低电网感抗，提高系统短路容量。 因此，无功功率补偿既是电网节能降耗的措施，也是改善电网电能质量的措施之一。 7.2 工业企业供电系统电压偏差及其调节 电压偏差是指电网实际电压偏离电网额定电压的程度。系统运行方式的改