无功补偿及电能质量.ppt

电能质量及无功补偿 2011.12 一、电能质量 1. 电能质量问题的提出 电能是一种特殊的商品,既具有以商品形式向用户出售的性质,又具有为千百万用户服务的公用事业性质。 由于电能的供应带有一定的垄断性（特别是国内）,电力用户往往在使用电力企业所供的电能时,对其质量的波动或不良情况也无可奈何。故早期制订的常规电能标准,其要求不够严格,相当长时间内没有重大改进。用户与电力企业之间矛盾不断发生 20世纪后半世纪,世界科技发展速度加快,特别是信息产业的突飞猛进，传统的电能质量标准已无法适应用户需要,迫使电力企业和有关学术组织不得不对电能质量标准作出较大的修订补充，从而全面关注电能质量的分析和控制问题。 IBM的研究结果 电能质量问题是造成数据丢失的最大原因！ 芯片测试 当电压低于85％时，测试仪停止工作，芯片、主板可能被毁； PLC 早期的产品，当电压低于10％时，仍能持续工作15个周波 (可编程控制器) 新版产 品，当电压低于(50～60)％时，PLC停止工作；而2 年后资料表明，当电压低于81％时，PLC停止工作；一些I/O 设备，当电压低于90％、持续时间仅几个周波，就会被切除。 机器人 由机器人控制对金属部件进行钻、切割等精密加工的机械工 具，为保证产品质量和安全，工作电压槛值一般设为90％， 当电压低于此值、持续时间超过2～3个周波时，被跳闸。 直流马达 当电压低于80％时，直流电机被跳闸。 变频调速 当电压低于70％，持续时间超过6个周波时，VSD被切除。 而对于一些精细加工业中的电机，当电压低于90％、持续时 间超过3个周波时，电机就会被跳闸而退出运行。 马达 研究表明：当电压低于50％～70 ％ 、持续时间超过1个周波，接 接触器 触器就会脱扣。 计算机 当电压低于60％，持续时间超过12个周波时，计算工作将 到影响，如数据丢失。 电压跌落对一些设备的危害 我国电网电能质量问题更大 故障率与供电可靠性差 据1995年203个供电局/电业局统计，平均供电可靠率仅为99.075%； 电压波动大。我国部分城网电压合格率仅为82%~86%； 供电网谐波污染严重。变流电源、家用电器、冶金、化工企业大型冲击电源、电气化牵引设备等都是主要的谐波源，造成电压波形畸变、电压波动、闪变和三相不平衡。 电力系统的组成和特点 原动机 发电机 升压变压器 降压变压器 配电变压器 输电线路110-500kV 各类用户 功率平衡 有功功率平衡(主要影响系统频率水平) 无功功率平衡(主要影响系统电压水平) 2. 电能质量问题的分类 各种干扰：负荷变化；运行操作；故障；雷击 2. 电能质量问题的分类 电压质量问题： 闪变 瞬时过电压、跌落 谐波、畸变 各相电压不平衡 电流质量问题： 电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸 电流入电网的谐波电流 无功、不平衡负荷电流 低频负荷变化造成的闪烁等 2. 电能质量问题的分类 稳态电能质量问题以波形畸变为特征，主要包括谐波、次谐波、波形下陷以及噪声等； 动态电能质量问题通常以频谱和暂态持续时间为特征，分脉冲暂态和振荡暂态两大类。 主要体现为电压质量问题 电压跌落占其中很大的比例 几种动态电压质量问题的示意图波形 3.电能质量的基本定义 Power Quality——电能质量（电源质量、电力质量、电力品质） 导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。 合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设置的接地系统是都适合于该设备正常工作的。 在电力系统中某一指定点上电的特性，这些特性可根据预定的基准技术参数来评价。 电压质量、电流质量、供电质量、用电质量。实际上电能质量就是供电电压特性，即关系到用电设备工作（或运行）的供电电压各种指标偏离理想值（额定值或标称值）的程度。 例如：一个计算中心失电2s就可能破坏几十个小时数据处理结果，导致几十万美元产值损失。 3.国外对电能质量的认识 针对电能质量问题，美国电科院（EPRI）提出一个分三步走的研究策略： 第一步：电能质量问题分析 美国在300多个电厂/电站安装了电能质量监测仪（ PQNodes） 第二步：发展电能质量控制器 EPRI与西屋公司成立西屋科学院，研究固态断路器（Solid-state Circuit Breaker ）、静止无功补偿器(STAT