电网电能质量分析与控制.ppt

* * 电网电能质量分析与控制 1 电能质量概论 2 电能质量的数学分析方法 3 传统电能质量分析与改进措施 4 电压波动与闪变 5 波形畸变与电力谐波 6 电压暂降与短时间中断 7 电能质量控制技术 * * 1电能质量概论 1.1 概述 电能质量问题的由来 随电力工业诞生而存在的一个传统问题。电压、频率。 上世纪八十年代后期：+波形。 现代用电负荷结构发生了质的变化。电力电子技术广泛应用，家用电器普及，炼钢电弧炉的发展等，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性引起电能质量的恶化。 计算机的普及、IT产业的发展、微电子控制技术应用导致对电能质量要求越来越高。 * * 1.1概述 如：1～2周波供电电压暂降，就可能破坏半导体生产线，导致上百万美元损失。据统计美国因电能质量问题造成的损失每年高达260亿美元。 2005年由国际铜业协会（中国）主持的一次“中国电能质量行业现状与用户行为调研报告”中，调查了32个行业，共92个企业中有49个企业，因电能质量问题，在经济上损失2.5～3.5亿元（人民币），每个企业年经济损失约10万～100万（人民币）（其中有四家年损失1000万元以上）。 因此，电能质量问题日渐成为电力部门和许多用户所关心的一个重要问题，已成为当前电气工程领域的前沿课题。 * * 1.1概述 导致电能质量下降的原因和责任---供用电双方往往存在很大的分歧：下图美国乔治动力公司调查结果 * * 1.2电能质量定义和分类 一、电能质量定义 电能质量可以定义为（Power Quality)：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，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变、电压暂降与短时间中断以及供电连续性等。 电压质量：电压、频率偏差、不平衡、波动等 电流质量：电流谐波、间谐波等 供电质量：电压质量、供电可靠性等 用电质量：电流质量 后两项包括技术含义和非技术含义 * * 1.2电能质量定义和分类 二、电能质量分类 IEC给出的基本电磁干扰现象分类：表1.1 * * IEEE制定电力系统电磁现象特性参数及分类 * * 1.3电能质量现象描述 一、瞬变现象 1、冲击瞬变：电流或电压出现的非工频、单极性的突然变化。其特性通常用幅值、上升和衰减时间表示。 * * 1.3电能质量现象描述 2、振荡瞬变：电流或电压出现的非工频、但有正负极性的突然变化。其特性通常用振荡频率、持续时间和幅值大小来表示。其频谱又分为低频、中频和高频。 * * 1.3电能质量现象描述 二、短时间电压变动 指瞬时、暂时和短时的电压中 断、暂降、暂升现象。划分方 法和特征指标见书表1-2所示。 产生原因：电力系统故障 和大容量负荷突然投切等。 1、电压中断 * * 1.3电能质量现象描述 2、电压暂降 工频电压的均方根值下降 到0.1~0.9pu范围内、持续 时间为0.5个工频周期~1分 钟的电压短期下降。 * * 1.3电能质量现象描述 3、电压暂升 定义为工频下电压均方根值的突然上升，持续半个周波到1min. 典型的幅值范围为1.1~1.8pu。 三、长时间电压变动 指持续时间超过1min的间断、过电压和欠电压。 产生原因：电力系统负荷变化、开关操作等。 1）过电压 指电压有效值升高超过1.1—1.2pu，时间大于1min现象。 原因：大负荷切除时系统不能及时调整。 2）欠电压 指有效值降到0.9pu以下，时间大于1min现象。 原因：大负荷投入、电容器切除、过负荷等。 3）持续间断 供电电压为零，持续时间超过1min的现象。 原因：系统故障引起。 * * 1.3电能质量现象描述 四、三相电压不平衡 指三相电压平均值的最大偏差。 用偏差与平均值的百分比，或用负序、零序与正序的百分比来表示。 原因：三相负荷不平衡、断相、单相负荷过大等。 五、波形畸变 电压或电流波形偏离正弦波的现象。包括： 1）直流偏置：交流系统出现直流电压、电流的现象。 2）谐波：系统出现工频整数倍电压、电流的现象。 3）间谐波：系统出现非整数倍工频电压、电流现象。 4）陷波：电力电子装置换相出现的电压扰动现象。 5）噪声：指频谱低于200KHz的有害干扰信号（混叠在电力系统相线、中性线或信号线）。 * * 1.3电能质量现象描述 六、电压波动 指电压变化的包洛线或随机电压变动。 闪变：电流大小快速变化引起的电压波动。闪变术语来自电压波动对照明的视觉影响。电压波动是电磁现象 ，闪变