烟草行业电能质量知识点..doc

电能质量治理方案 1电能质量概述 1.1电能质量的概念 国际电工委员会IEC（1000-2-2/4）标准对电能质量定义：电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和干扰用户使用电力的物理特性。电能质量现象包括稳态和非稳态两种，其中稳态电能质量现象包括电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡度等；非稳态电能质量现象包括电压暂升、暂降、短时电压中断、电压波动与闪变等。 1.2电能质量基本指标 衡量电能质量的主要指标有： （1）电压偏差：是电压下跌（电压跌落）和电压上升（电压隆起）的总称，其数学表达式为：电压偏差=（实际电压-系统标称电压）/系统标称电压*100%。 （2）频率偏差：是系统频率的实际值和标称值（50Hz）之差，对频率质量的要求全网相同，不因用户而异，各国对于该项偏差标准都有相关规定。 （3）电压三相不平衡：表现为电压的最大偏移与三相电压的平均值超过规定的标准。 （4）谐波和间谐波：含有基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。含有基波非整数倍频率的正弦电压或电流称为间谐波，小于基波频率的分数次谐波也属于间谐波。 （5）电压波动和闪变：电压波动是指在包络线内的电压的有规则变动，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍电压范围的一系列电压随机变化。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影响。 1.3谐波抑制和无功补偿技术的发展现状 谐波抑制主要采用无源滤波装置和有源电力滤波器，而无源滤波装置有很大的局限性，因此目前国内对有源电力滤波器的研究十分活跃，技术上已经相当成熟，但仍处于试验阶段，且成本较高。有关有源电力滤波器的研究主要集中在并联型、混合型，也开始研究串联型。研究最成熟的是并联型，而且主要以理论研究和实验研究为主。理论上涉及到了功率理论的定义、各种谐波电流的检测方法、有源电力滤波器的稳态和动态特性研究等。 无功补偿技术的发展经历了从同步调相机-开关投切固定电容器-静止无功补偿器(SVC)-静止无功发生器(SVG)的过程。同步调相机是最早采用的一种无功补偿设备。它实质上是一种不带机械负载的同步电动机。由于同步调相机属于旋转设备，损耗、噪声都很大，并且运行维护复杂。随着研究的进一步深入，静止无功补偿技术进入人们的视线中。静止无功补偿技术是指用静止开关投切电容器或电抗器，通过吸收或发出无功电流提高电力系统的功率因数，稳定系统电压。 早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器，其缺点是铁心损耗较多，伴有振动和噪 声。接着使用晶闸管的静止无功补偿装置得到了广泛的重视，出现了SVC装置包括晶闸管控制电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(TSC)，以及这两者的混合装置，或者晶闸管控制电抗器与固定电容器或机械投切电容器混合使用的装置。随着电力电子技术的进一步发展，出现了采用自换相变流电路的静止无功补偿装置，这就是静止无功发生器SVG , 与SVC装置相比，SVG装置只需要维持直流侧电压的较小容量的电容器，大大减小了装置的体积和成本。同时SVG装置的调节速度更快、运行范围宽，而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后可大大减少补偿电流中的谐波含量。国内对静止无功发生器的研究相比国外在此领域的研究起步较晚，但经过这些年的深入研究，国内不论在理论还是具体装置方面都有了突破性的进展，如2006年3月清华大学和上海电力公司完成了50MVA的链式多电平SVG装置，在上海黄渡西郊变电站成功运行。我国虽然在此领域取得了一定的成果，但相比发达国家来说研究水平还是有很大差距的，对静止无功补偿装置的研究还有待提高。 1.4电能质量的未来发展趋势 1.数字化电能质量控制技术的推广，以DSP 为基础的实时数字信号处理技术在控制领域得到广泛应用，其优点为： （1）可提高系统稳定性、可靠性和灵活性； （2）由程序控制，改变控制方法或算法时不必改变控制电路； （3）可重复性好，易调试和批量生产； （4）易实现并联运行和智能化控制。随着DSP 性能的不断改善和价格的下降，电能质量控制装置将用DSP 来实现实时信号处理从而取代模拟量控制。 2. 如何建立更为完善的功率定义和理论以完善谐波检测算法，还要进一步研究； 3. 补偿装置的多功能化； 4. 降低装置容量，提高补偿效率。 2谐波 2.1谐波的定义 正弦电压施加在线性无源元件电阻、电感和电容上，其电流和电压分别为比例、积分和微分关系，仍为同频率的正弦波。但当正弦电压施加在非线性电路上时，电流就变为非正弦波，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。对于周期为T的非正弦波电压可分解为傅里叶级数，在傅里叶级数中，频率为1/T的分量称为基波，频率大于1整数倍基波频率的分量称为谐波。 2.2谐波产生的原因及危害 2.2.1谐波产生的原因 谐波产生的原因：公用电网中的谐波源主要是各种电力电子装置、变压器、发