电能质量基础知识培训.
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第三讲电能质量的基本概念、定义和标准3.1 电能质量的特点及其标准3.2 频率质量和频率调整3.3电压质量和电压调整3.3.1电压值的偏差3.3.2电压值的波动和电压闪变3.3.3电压骤降或下陷3.3.4电压突升和电压裂痕3.4 波形质量和抑制谐波的措施3.5 三相电压、电流的不平衡度3.6 与风电场有关的电能质量3.6.1 风电场的电压闪变3.6.2 谐波3.6.3. 联网风力机电能质量的量测和评估3.1电能质量的特点及其标准n电能是特殊的商品。
生产、消费、储存(仓库)、损耗、选择性、价格n理想的三相交流电系统:①恒定的频率(50/60Hz)(全网统一)②规定的电压等级(分层分布)③完好的正弦电压波形完好的电压和电流波形:幅值相等,相位差120°的平衡状态。
④连续的向负荷供电。
n电能质量一般用频率、电压、波形和三相电压、电流的不平衡度来衡量。
n电气设备的额定工况与合格电能质量电能质量的特点n电能质量在空间上和时间上均处于动态变化之中,对于不同的供(或用)电点在不同的供(或用)电时刻,标志电能质量的参数是不同的。
n电能质量的标准是对一般、大多数用户的,特殊用户对电能质量有特殊的要求n电能质量的内容和标准将随着各个国家经济水平和技术的发展而不同。
n电能质量的控制需要相当的投入(包括电网结构的改进,有功功率和无功功率的平衡,各种调频、调压、滤波和无功补偿装置的使用以及调度和运行技术管理等),而且控制技术也在不断发展和完善之中。
n电能的质量不完全取决于电力生产部门,电能从生产到消耗是一个整体,电力系统的发、供、用始终处于动态平衡之中,其中任何一个环节都会对电能质量产生影响。
保证电能质量水平需要多方面的配合n不合格的电能质量不仅危害用户,而且危害电力生道者。
电能质量越出规定的危害n电流发热与电动力;电压与绝缘;电能转化成其它能量形式;——负荷率为85%的电动机,当电压下降10%~15%时则可能失去稳定;——谐波会造成功率的附加损耗及缩短设备的电气绝缘寿命(设备寿命);——一些对电能质量敏感的设备,例如电压的一次突然凹陷可能使精密芯片的生产线上的产品报废,也可能使计算机上几十小时处理的数据丢失——加拿大的电工协会研究后指出,包括电压凹陷/振荡等瞬时突变现象和谐波在内的电能质量问题,每年会让加拿大生产损失12亿美元影响电能质量的主要因素①自然现象和灾难,如雷击;②电力设备及装置故障或保护误动作;③终端用户非线性、冲击性负荷的大量使用;④电力电子设备在发输电系统中的大量应用;⑤设备制造;⑥人为事故。
电能质量清洁能源, 高效业务06/2013电能质量—即刻提升能效能效及楼宇事业部 能源管理介绍就像开车在崎岖不平的道路上,低功率因数 和谐波是电力设备所遇到的巨大挑战 !Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20132介绍电气设备管理的重要问题就是功率因数和谐波Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20133客户的经营效率是由 以下因素决定的节省电费节省10%提高工艺可靠性可靠性提高 20%Schneider Electric - Partner / PFC– 06/2013减少投资 优化设备规模可省至 30%减少碳足迹 & 准 守法规4电力系统的基本要素能源效率 & 电能质量基础设施,工业,建 筑,都可以优化 &节能Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20135客户关心的是…无功补偿 抑制谐波Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20136无功补偿解决方案的收益: 提高能源效率● 减少设备投资● 提高电能使用率 ● 降低电气设备的投资● 减少运营成本● 节省电费支出 ● 减少能源的损耗● 满足供电部门的要求Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20137抑制谐波解决方案的收益: 优质电能质量● 提高运营绩效● 提高设备可靠性 & 使用寿命 ● 提高生产成品率 & 产品质量● 减少设备投资● 提高电能使用率 ● 降低电气设备的投资● 满足供电部门的要求Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20138Schneider Electric - Partner / PFC– 06/2013通过采用施耐德提供 的完整电能质量方案,我 们的能源消耗减少了10%, 电费优化18%,不到一年 就收回了投资!西班牙马德里巴拉加斯机场9电能质量的完整方案监测补偿 消谐Schneider Electric - Partner / PFC– 06/2013管理10补偿●无功补偿 VCK 主要特性Schneider Electric - Partner / PFC– 06/2013● 适合标准工作环境下的重度谐 波污染(NLL:20%-50%)● 高性能调谐电抗器 ● 工作温度,高达55℃ ● 操作频率,高达7,000次/年 ● 平均寿命高达 130,000小时 ● 最大耐受电流: 1.8 x In ● 峰值浪涌电流: 250 x In ● 统一电容柜内所有原件的品质 ● 免除不同元件的选型配置烦恼 ● 极简的安装及维护,避免错误使用 ● 正确而充分的利用电容柜内的空间11Varplus CAN Sduty圆形电容器150=15kvar轻巧设计:小尺寸轻质铝罐设计,便于安装 领先性能:全面继承VarplusBOX 市场领先性能 价格优势:价格更具竞争力,且商务政策不变 货期保障:大多数主流型号在上海备有中央库存Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201312消谐●AccuSine 4LS 主要特性● 全新三相四线有源电力滤波器 ● 能够滤除2-51次谐波 ● 能够有效改善功率因数 ● 模块化设计,方便柜内安装 ● 机架式与壁挂式两种安装方式 ● 通过模块并联,提供多种容量需求● 并联冗余设置,不同容量可并 联运行● 人性化LCD操控面板,方便实 时监控● 通讯软件和以太网卡,提供强 大的通讯功能Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201313全新升级的有源滤波器● AccuSine SWP有源滤波器● 滤除谐波次数升级为2-50次全部或可选 ● 相应时间: 小于40ms (2个周波) ● 中性线连接可选 ● 380-415V,50/60Hz,IP20 ● 自动限定100% 额定容量输出,防止过载 ● 使用定制变压器用于其他电压等级 (208-15 kV) ● 零序谐波电流治理● AccuSine PCS有源滤波器● 2-50次全部或选定次数的谐波滤除 ● 小于2个周波快速响应 ● 208-480V(50/60Hz),600-690V可选 ● 独立或混合的滤波、无功补偿、负载平衡 ● 99台任意容量并联 ● 触摸屏人机界面,图形显示,简洁友好 ● 自适应负载变动 ● 符合全部谐波相关标准 ● 图形化显示总进线及各负载电流趋势(柱状图) ● 远程通讯、监控(通过Modbus TCP/IP遥控设备启停,并设置参数)Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201314检测●ION 7650 主要特性Schneider Electric - Partner / PFC– 06/2013● 采样频率1024点/周波(普通128点) ● 电能精度IEC 62053-22 精度0.2S级 ● 谐波511次和间谐波40次分析 ● 电压波动及闪变分析 ● 供电电压允许偏差 ● 正负零序分量测量及三相电压不平衡分析 ● 暂态波形捕捉, 瞬态波形捕捉 ● 电压骤升/骤降监测 ● 扰动方向判定(DDD) ● EN50160,CBEMA,SEMI 电能质量报告 ● 数据记录和故障波形记录 ● RS-232/485口、RS-485口、红外数据口 ● 工业级以太口、全内置工业级Modem ● 多通讯规约15主要表计产品线Utility Revenue (PowerLogic)OptimumMedium BasicMediumION8600/8650ION8600/8650ION8800Advanced (PowerLogic)Insulation Monitoring (Vigilohm)DM2000MC09/18/08Medium EntryION7550/7650 PM850/870 Intermediate (PowerLogic)IM9/IM90L IM10/20 XM200/3002013 new launchPM750PM810/820Basic (PowerLogic)ION 7330/50 PM5000 SeriesPM1000/DM6000PM5350 PM200/700/710 ION 7300PM3200Entry Optimum (PowerLogic)Other HardwareBCPMPaneL Meters iEM3000/ME1CTEGX100/300Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201316管理●Struxure Ware1 能源消耗统计分析 2 能耗对比分析3 关键考核指标(KPI)Power Struxure4 能耗成本核算与分析 5 能源需求预测6 能耗趋势统分析7碳排放计算Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201317●Struxure Ware 能源管理的对象●全能量(WAGES)信息:Water:水Air:空气,包括氢气、氧气、氮气及惰性气体Gas:燃料气,包含煤气和天然气等Electricity:电Steam:蒸汽其他:煤、石油等… …Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201318清洁能源, 高效业务.我们提供 智能 & 高效“电能质量解决方案” 以提高客户的能效Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201319。
电压波动与闪变51电压波动:定义电压波动:电压幅值不超出 0.9~1.1p.u.的一系列相对快速变动或连 续改变的现象,其变化周期大于工频周期。
电压波动特征量:电压变动(%)、电压变动频度(次/h)52闪变:定义闪变:电光源的电压波动造成灯光照度不稳定的人眼视感反应。
如果电压幅值变动0.5%,每秒变动6.25次,将造成明显的烦扰效 果。
白炽灯对电压方均根值敏感;节能灯对电压峰值敏感。
闪变:典型电压波形、频谱 两个不同频率的正弦波叠加,拍频频率为两个正弦波的频率差。
230V照明系统,导致闪变现象的拍频典型值8.8Hz 110V照明系统,导致闪变现象的拍频典型值8.6Hz53电压波动:成因波动性负荷• 频繁启动和间歇通电的负荷(轧钢机、绞车、电阻 (弧)焊机、电动机、挖掘机、锯木机、粉碎机等) • 固有波动性负荷(电弧炉) • 风力发电系统设备投切• 无功功率补偿装置 • 大型整流设备 • 短路故障或开关操作54电压波动:危害 照明灯光闪烁,引起人的视觉疲劳 电视机屏幕图像失真、摆动翻滚和亮度变化 电动机转速不均匀、振动、异响,影响产品 质量 电子计算机、监测和控制设备等工作不正常55电压波动:限值电压波动限值 r (次/h) LV、MV r≤1 1<r≤10 10<r≤100 100<r≤1000 4 3* 2 1.25 d(%) HV 3 2.5* 1.5 1说明 1. 对于随机性不规则的 电压波动,如电弧炉 负荷引起的电压波动, 表中标有“*”的值为 其限值。
低压(≤ 低压( ≤1kV 1kV) ),中压( 中压(1kV<U 1kV<U≤ ≤35kV 35kV) ),高压( 高压(35kV<U 35kV<U≤ ≤220kV 220kV) )56闪变:限值电力系统公共连接点,在系统正常运行的较小方式下,以 一周为测量周期,所有长时间闪变值都应满足限值要求。