输变电过程中电能质量的影响因素与控制方法

   宏琦蒸汽回收装置讲解一般地说,电能质量的定义是: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。随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用,电力系统中用电负荷结构发生改变,尤其是变配电过程中对电能也会造成冲击和破坏;另外,笔者所在的江西新余是江西省的重要钢铁基地,变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁道等非线性、冲击性负荷对电能质量也会造成很大破坏;而电能作为商品,人们会对电能质量提出更高的要求,电能质量已逐渐成为全社会共同关注的问题。所以有必要对其相关指标与改善措施作讨论和分析。

一、输变电过程中可能出现的电能质量问题

 随着电力系统规模的不断扩大,输变电过程中电能质量问题的产生主要有以下几个原因。

(一)电力系统元件存在的非线性问题

  电力系统元件的非线性问题主要包括:发电机产生的谐波;变压器产生的谐波;直流输电产生的谐波;输电线路(特别是超高压输电线路)对谐波的放大作用。此外,还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。其中,直流输电是目前电力系统大的谐波源。

(二)非线性负荷

  大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流,对电能质量造成严重影响,同时也使功率因数降低。在工业和生活用电负载中,非线性负载占很大比例,这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉(包括交流电弧炉和直流电弧炉)是主要的非线性负载,它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。居民生活用电负荷中,荧光灯的伏安特性是严重非线性的,也会引起严重的谐波电流,其中3次谐波的含量高。

(三)电力系统故障

  电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题,如各种短路故障、自然现象灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的启动等,都会造成各种电能质量问题。

二、电能质量标准

  综合新颁布的电磁兼容国家标准和发达国家的相关标准,中低压电能质量标准分5大类13个指标。

(1)频率偏差:包括在互联电网和孤立电网中的两种。

(2)电压幅值:慢速电压变化(即电压偏差);快速电压变化(电压波动和闪变);电压暂降(是由于系统故障或干扰造成用户电压短时间(10ms~1min)内下降到90%的额定值以下,然后又恢复到正常水平,会使用户的次品率增大或生产停顿);短时断电(又称电压中断),是由于系统故障跳闸后造成用户电压完全丧失(3min,电压中断使用户生产停顿,甚至混乱);长时断电;暂时工频过电压;瞬态过电压。

(3)电压不平衡。

(4)电压波形:谐波电压;间谐波电压(由较大的波动或冲击性非线性负荷引起,如大功率的交—交变频,间谐波的频率不是工频的整数倍,但其危害等同于整数次谐波)。

(5)信号电压(在电力传输线上的高频信号,用于通信和控制)。