浅析影响电能质量的因素及对策
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电力行业的电能质量分析与改进随着现代社会对电力的需求不断增长,电能质量问题逐渐成为电力行业关注的焦点。
电能质量是指电力系统中电能的波动、峰值、相位等参数是否稳定、符合标准要求的能力。
而电能质量问题的存在会对电网、电器设备以及用户造成不良影响,因此,对电能质量进行分析与改进显得尤为重要。
本文将从几个方面探讨电力行业的电能质量问题,并提出改进措施。
一、电能质量问题的现状分析1. 电能质量问题的种类电能质量问题可以表现为电压骤升骤降、频率波动、谐波影响、电压波形失真等多种形式。
这些问题对电网运行以及用户设备造成了很多困扰,需要引起重视。
2. 影响因素电能质量问题的出现与多种因素有关,包括电源质量、配电系统设计、线路阻抗、接地方式等。
只有综合考虑各种因素才能全面分析电能质量问题。
二、电能质量问题的分析方法1. 监测与记录通过安装电能质量监测设备,实时监测电能质量参数,并记录数据。
这样可以了解电网中存在的问题,并有针对性地采取措施。
2. 数据分析与评估将监测到的数据进行分析与评估,找出异常波动、波形失真的原因,为后续的改进工作提供依据。
三、电能质量问题的改进措施1. 提高电源质量改善电源的稳定性和可靠性是提升电能质量的关键。
采用可再生能源、增加备用电源、优化电源系统等方式,可以有效降低电能质量问题的出现。
2. 设计合理的配电系统在配电系统设计中,需要考虑电流负荷、线路容量、接地方式等因素,以确保电能质量的稳定。
3. 谐波滤波技术的应用采用谐波滤波技术,可以有效控制谐波引起的电压波形失真问题,提升电能质量。
4. 良好的设备维护与管理定期对电力设备进行维护和管理,及时发现并修复潜在问题,防止电能质量问题的产生。
四、电能质量改进的必要性与挑战1. 必要性改进电能质量可以提高电网的稳定性和可靠性,降低电器设备故障率,增加用户满意度。
同时,优质的电能质量也有助于推动电力行业的可持续发展。
2. 挑战电能质量改进面临着技术、经济、政策等多方面的挑战。
电力系统中电能质量问题的源头与分析电力系统中电能质量问题一直是一个备受关注的话题。
在电力系统运行中,电能质量问题可能会给用户带来诸多不便,甚至会对电网正常运行产生影响。
因此,对电能质量问题的源头进行深入分析,可以有助于找到解决这一问题的方法。
一、电能质量问题的定义和影响1. 电能质量问题是指电力系统中出现的电压、电流或频率等参数偏离其正常值的情况。
这些偏离可能导致电压波动、谐波扭曲、闪变等问题,给用户用电设备造成损坏,甚至影响到生产和生活。
2. 电能质量问题的出现不仅对用户造成损失,也给电力系统本身带来风险。
例如,电压波动可能导致设备失灵,频率变化可能影响电力系统的稳定运行。
因此,解决电能质量问题是维护电网正常运行的关键。
二、电能质量问题的源头1. 电源不稳定。
电源本身的质量不稳定是造成电能质量问题的一个重要原因。
一些电力系统采用的电源可能存在波动较大的情况,导致输出的电能质量也不稳定。
2. 动态负载影响。
电力系统中存在大量的动态负载,这些负载在开关过程中可能会引起电流波动,导致电能质量问题。
3. 谐波扰动。
电力系统中的谐波是造成电能质量问题的一个重要原因。
谐波会使电压和电流波形失真,引起设备损坏和电能浪费。
4. 断路器操作不当。
在电力系统运行过程中,断路器的不当操作可能导致电能质量问题。
比如,频繁的合闸和分闸操作会引起电压波动,影响电能质量。
5. 地电阻也可能是电能质量问题的源头之一。
地电阻造成的接地电流会影响电能质量,造成电压波动等问题。
三、电能质量问题的分析1. 电能质量问题的分析需要综合考虑多个因素。
从电源到负载,从设备到电网,都可能存在引起电能质量问题的因素。
2. 对于电源不稳定、动态负载、谐波扰动等问题,可以通过合理设计和改进电力系统结构、优化设备运行模式等手段来解决。
3. 通过对电能质量问题进行监测和分析,可以及时发现问题并采取相应措施。
比如,可以利用电能质量分析仪等设备对电压、电流等参数进行监测,及时发现问题并进行处理。
「电能质量影响因素及其危害性」电能质量是指电能供应系统在一定时间内对电能提供的可靠度和电能纯度的综合度量。
通常包括电压稳定性、频率稳定性、电压波形畸变和电力质量污染等指标。
电能质量的好坏直接影响到供电系统的正常运行以及用户的用电设备的性能和寿命。
电能质量受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1.电源问题:不稳定的供电网络、不合格的供电设备等会导致电能质量下降。
比如,供电网络中电压波动大、频率不稳定等问题都会引起电能质量不佳。
2.环境问题:电磁辐射、雷击、地质环境等都会对电能质量产生影响。
比如,电磁辐射会产生电磁干扰,导致电能质量下降。
3.用户问题:电力设备的老化、不合格的用电设备等都可能对电能质量产生不利影响。
比如,用户在用电过程中可能存在不正当的用电行为,如突然大电流的开关操作或者大功率电器的频繁运行等,都会导致供电系统电压不稳定。
电能质量的不良将给供电系统和用户带来许多危害性,包括但不限于以下几方面:1.设备损坏:电能质量的下降会导致电力设备的运行不稳定,进而对设备造成损坏。
如电压波动大、频率不稳定等问题会导致设备过载、过热等,缩短设备寿命,增加维修费用。
2.数据丢失:电能质量不良还会导致数据丢失或损坏。
比如,电压波形畸变会引起计算机系统的故障,导致数据丢失。
3.生产效率下降:电能质量不良会降低生产设备的性能,影响生产效率。
频繁的电力中断或波动会导致生产线停机,从而降低生产效率和产量。
4.安全隐患:电能质量不好会引发火灾、短路、电击等安全问题。
对个人来说,不稳定的电压会导致电器产生过热,引发火灾;对供电系统来说,不合格的电力设备可能引发线路短路或漏电,造成人身伤害甚至死亡。
为了保证电能质量的稳定,需要从多个方面进行改善。
首先,供电系统应具备良好的设计和建设,包括可靠的电源和配电设备,以及完善的环境保护措施。
其次,用户也要遵循用电规范,合理使用电力设备,避免不当的用电行为。
另外,电力公司应加强对供电系统的监控和维护,及时发现和解决电能质量问题,确保供电系统的正常运行和用户的需求。
浅谈电能质量的影响因素及控制方法摘要:电能是一切行业中必需的能源,用电企业从供电企业所获得的电能的质量直接决定着企业的生存发展。
而电能质量是衡量电能从供电企业传输用电企业时有效性的指标。
基于此,本文对电能质量的影响因素及控制方法进行了研究。
关键词:电能质量;影响因素;控制方法1 电能质量的影响因素电能质量随着系统中非线性负荷的不断增加,电力系统受到的谐波污染也越来越严重,加上电力系统可能出现的各种故障,均会影响系统的电能质量。
(1)非线性负载。
在工业和生活用电负载中非线性负载占很大比例,也是电力系统谐波的主要来源。
荧光灯和电弧炉是主要的非线性负载。
电弧炉的谐波主要由起弧的延时和电弧的严重非线性引起。
电弧长度的不稳定性和随机性,使电流谐波频谱复杂,而且随时间会有明显的变化。
大功率整流或变频装置等也属非线性负载,会产生严重的谐波电流,对电网造成严重污染,使功率因数降低。
(2)电力系统的非线性。
在电力电子装置大量使用前,电力系统中主要谐波源是发电机和电力变压器。
发电机是公用电网的电源,在实际运行中,由于多种原因使发电机的感应电动势不是理想的正弦波(其输出电压中含有一定的谐波)。
变压器谐波电流是由励磁回路的非线性引起。
产生谐波电流的大小与变压器的铁心结构、铁心饱和程度及变压器的连接方式有关。
(3)电力系统故障。
电力系统运行的各种故障也会造成电能质量问题。
雷击、误操作、电网故障、短路故障时发电机及励磁系统工作状态的改变、保护装置中电力电子设备的启动等均会造成各种电能质量问题。
2 衡量电能质量的主要指标2.1 电压偏差。
电压偏差是指电力系统在正常运行条件下,供电电压对额定电压的偏离程度:(3)式中U2(1)表示三相基波负序电压有效值;Ue表示额定电压有效值。
三相电压不平衡标准对三相电压的不平衡度得限值做了限定,正常运行时三相电压的不平衡可以存在,但负序电压不平衡度小于2%,短时小于4%。
单个用电单位对电力系统公共连接点产生的负序电压不平衡度小于1.3%,短时小于2.6%。
电能质量问题分析与解决方案研究近年来,随着现代工业和生活中对电力依赖性的不断增加,电能质量问题也日益引起人们的关注。
电能质量问题指的是电力供应中的各种电压波动、电压闪变、电流谐波等现象对设备和系统稳定运行造成的干扰。
本文将分析电能质量问题的原因,并探讨一些解决方案。
1. 电能质量问题的原因分析1.1 电力负荷增加导致的电能质量问题随着经济的发展和人们生活水平的提高,电力负荷不断增加,这直接导致了电能质量问题的出现。
电力系统中的电力设备由于负荷过大而超负荷运行,引起电压波动、闪变等问题,影响电力供应的稳定性。
此外,高负荷运行还会增加电力线路阻抗和电力设备的损耗,进一步影响电能质量。
1.2 新能源接入导致的电能质量问题近年来,新能源发电逐渐得到推广和应用,如太阳能发电、风力发电等。
然而,新能源发电的不稳定性和间歇性导致了电网负荷的不稳定,造成电能质量问题的出现。
此外,新能源发电中的逆变器等设备也会引入电压谐波等问题。
1.3 电力设备老化引起的电能质量问题随着电力设备的使用时间的增加,设备老化现象不可避免。
设备老化会导致电气接触不良、绝缘性能下降等问题,进而引发电能质量问题。
例如,老化的电缆会出现电感增加、电阻增加等影响电能质量的问题。
2. 电能质量问题的解决方案2.1 电力系统的线路改造和设备更换针对电力负荷增加导致的电能质量问题,可以通过对电力系统的线路进行改造和设备更换来解决。
例如,增设补偿装置来减小线路阻抗和提高电力传输能力,同时采用先进的电力设备和技术来减小设备损耗和电压波动。
2.2 新能源发电系统的优化设计对于新能源发电导致的电能质量问题,可以通过优化设计来解决。
例如,增加新能源发电系统中的储能设备,提高系统的稳定性,减小电力波动。
同时,对逆变器等设备进行优化,降低谐波污染。
2.3 定期检测和维护电力设备为了解决电力设备老化导致的电能质量问题,定期检测和维护电力设备是必不可少的。
通过定期的设备检查和维护,可以及时发现设备老化问题,并采取合适的措施进行修复或更换,保证电力设备的正常运行,减小电能质量问题发生的可能性。
电力系统中电能质量的影响因素分析研究电能作为现代社会不可或缺的能源形式,其质量的优劣对于电力系统的稳定运行以及各类用电设备的正常工作具有至关重要的意义。
电能质量问题不仅可能导致设备故障、降低生产效率,还可能对整个电力系统的可靠性和安全性构成威胁。
因此,深入分析研究电力系统中电能质量的影响因素显得尤为重要。
一、电能质量的概念与主要指标电能质量,简单来说,是指电力系统中电能的各项特性指标是否符合标准和用户的需求。
主要的电能质量指标包括电压偏差、频率偏差、电压波动与闪变、谐波、三相电压不平衡度等。
电压偏差是指实际电压与额定电压之间的差值。
过大的电压偏差可能导致设备无法正常工作,缩短设备寿命,甚至损坏设备。
频率偏差是指电力系统实际频率与额定频率的差值。
频率偏差过大会影响到电机的转速,从而影响到相关设备的运行性能。
电压波动与闪变主要反映电压的快速变化情况。
它可能会引起照明设备的闪烁,给人眼带来不适,同时也会影响到一些对电压变化敏感的设备的正常运行。
谐波是指电力系统中电流或电压中所含有的频率为基波整数倍的分量。
谐波的存在会增加线路损耗,导致设备过热,还可能引发电力系统的谐振,影响系统的稳定性。
三相电压不平衡度则是衡量三相电压不对称程度的指标。
不平衡度过大可能导致电机发热、效率降低,甚至损坏。
二、电力系统中电能质量的影响因素(一)电力系统元件故障电力系统中的各种元件,如变压器、断路器、输电线路等,在运行过程中可能会发生故障。
例如,变压器内部短路会导致电压骤降;输电线路短路或断路会引起电压波动和停电;断路器故障可能导致电力系统的暂态过程,影响电能质量。
(二)非线性负载的大量接入随着电力电子技术的迅速发展,非线性负载在电力系统中的应用越来越广泛。
常见的非线性负载有整流器、变频器、电弧炉等。
这些设备的电流波形不是正弦波,会向电网注入谐波电流,从而导致电网电压发生畸变,影响电能质量。
以整流器为例,其工作过程中会产生大量的谐波电流。
电力系统中的电能质量分析与改进随着电力需求的不断增长,电能质量的稳定性和可靠性在现代社会中变得尤为重要。
电能质量可以影响到电力设备的安全性、运行效能以及生产效率。
本文将对电力系统中的电能质量进行分析,并提出改进建议,旨在提升电力系统的运行效率和质量。
1. 电能质量的定义与重要性电能质量是指电能对于使用设备而言的适用性,即电能的纯净度和稳定性。
电能质量问题包括电压波动、电压暂降、电压暂增、电压谐波、频率波动以及电压不平衡等。
不合格的电能质量会对电力设备的稳定性和使用寿命产生负面影响。
例如,电压波动和电压暂降可能导致设备的故障、停机时间的增加,频率波动可能对电力设备的工作速度产生影响,而电压谐波可能导致设备过载、过热甚至损坏。
因此,保证电能质量对于电力系统的安全运行和设备寿命至关重要。
2. 电能质量的分析方法为了分析电能质量,我们可以使用各种测量仪器和测试方法。
以下是常用的几种分析方法:a. 电能质量测量仪器:例如电能质量分析仪、电能质量监测仪等,可以用于测量电能质量参数,如电压波动、频率稳定性、电压谐波等。
b. 数据采集与分析:通过采集系统的电流和电压数据,并利用专门的软件进行分析和处理,可以得到电能质量的相关指标和问题的所在。
c. 电力质量监测与记录:使用自动化的数据采集系统对电能质量进行实时监测,并记录电能质量的波动情况,方便后续的分析和改进。
3. 电能质量问题的原因与影响电能质量问题的根源可以是内部因素和外部因素。
a. 内部因素:内部因素主要来自电力系统内部的电力设备和系统中的故障或不良运行条件。
例如,电力设备的老化或损坏、电压调节装置的故障、供电系统中的短路等都可能导致电能质量的问题。
b. 外部因素:外部因素主要来自供电系统的其他用户或其他外部因素。
例如,其他用户突然启动大型电力设备可能导致电压暂降,天气条件的变化可能导致频率波动等。
电能质量问题的影响主要包括以下几个方面:a. 使用设备的可靠性和寿命:不合格的电能质量可能导致设备的故障率增加,缩短设备的使用寿命。
电力设备的电能质量分析与改善一、引言电力设备作为现代工业和生活中不可或缺的组成部分,其稳定可靠的运行对于保障电力供应质量至关重要。
然而,在实际运行过程中,电力设备常常会受到电能质量问题的影响,如电压波动、谐波、间断等,给设备的正常工作带来一系列问题。
因此,本文将对电力设备的电能质量进行细致分析,并提出改善方案。
二、电能质量的概念及影响因素1. 电能质量的概念电能质量是指供电系统中电能在传输、分配和使用过程中,满足电能需求的程度以及电能与用户需求相匹配的程度。
良好的电能质量能保障电力设备的正常工作,同时避免对用户产生不良影响。
2. 影响电能质量的因素(1)电压波动:电压的瞬时变化会导致设备的误动作或损坏,降低设备寿命。
(2)频率偏差:频率稳定性差会使设备无法正常工作。
(3)谐波污染:谐波会引起电磁干扰,导致信号失真,甚至设备损坏。
(4)电压闪变:电压的瞬时突变会造成设备的闪烁或者熄灭。
(5)电力中断:电力中断会导致设备停止工作,造成生产损失。
三、电能质量分析方法1. 电能质量监测通过使用电能质量监测仪器,对电力供应系统进行长时间监测,记录电能质量参数的变化情况,如电压、电流、谐波等,从而获取相关的数据用于后续的分析。
2. 电能质量参数分析通过对电能质量监测仪器所采集到的数据进行分析,计算各项电能质量指标,如电压总谐波畸变率、频率偏差等,从而评估供电系统的电能质量状况。
四、电能质量改善方法1. 电源滤波器的应用电源滤波器能够有效滤除谐波成分,降低谐波对电力设备的干扰,提高电能质量。
2. 设备绝缘的完善通过改进设备的绝缘结构和隔离措施,提高设备的绝缘能力,减少对电能质量的影响。
3. 电压稳定器的使用电压稳定器能够稳定电压波动,保障电力设备的正常工作。
4. 进行电线的优化布局合理设计电源线路的布局,减少电缆长度和电磁干扰,提高电能质量。
5. 定期维护与检测定期对电力设备进行维护和检测,及时发现问题并及时修复,保障设备的正常运行。
电能质量问题分析与治理电能质量是指电网电能满足用户负载性能要求的能力,其指标包括电压稳定性、频率稳定性、谐波、波形畸变等。
电能质量问题不仅会影响电器设备的使用寿命和性能,还会造成电能的浪费和对环境的污染。
因此,电能质量问题的分析和治理也成为了当今电力领域的重要议题。
电能质量问题的原因电能质量问题的出现是由于电力系统中各种因素的影响,包括电源、电网、负载等因素。
其中,电源方面的因素主要包括电压波动、电压闪变、电压谐波等;电网方面的因素主要包括短路故障、线路阻抗等;负载方面的因素则主要包括非线性负载等。
电源方面的因素电源方面的因素主要包括电压波动、电压闪变、电压谐波等。
电压波动是指电网电压在一定时间内突然变化的现象,例如因短路故障、大负荷启动等原因造成电网电压瞬间降低或升高。
电压闪变则是指电网电压的瞬间变化,例如当大型电动机启动时,其突然的电流冲击会引起电压的瞬间下降,从而影响电能质量。
电压谐波则是指电网电压中包含有超过基波频率的波形,其存在主要是由于非线性负载所导致的。
电网方面的因素电网方面的因素主要包括短路故障、线路阻抗等。
短路故障是指电力系统中线路短路故障导致电站输出电能下降或中断,从而影响电能质量。
线路阻抗则是指线路本身的电阻和电感,其存在会使得电能传输时会出现损耗并影响电能质量。
负载方面的因素负载方面的因素主要包括非线性负载等。
非线性负载指的是与电源输出电压不成线性关系的负载,例如电动机、放电灯、电子设备等。
由于非线性负载会产生电磁干扰和谐波,从而导致电能质量问题的出现。
电能质量问题的治理针对电能质量问题,需要采取一系列的技术手段和管理措施进行治理。
其中,技术手段主要包括改进供电网的质量和稳定性、提高电器设备的质量、采用滤波器和无功补偿等措施;管理措施则主要包括制定相关的技术标准和规范、加强对电能质量监测和测试、加强对新能源电力系统的规划和建设等。
改进供电网的质量和稳定性在电能质量问题治理中,一个重要的方向就是改进供电网的质量和稳定性。
电力设备的电力系统的电能质量分析与改善随着现代社会对电力的需求日益增长,电力设备的电能质量问题变得越来越突出。
而电能质量的稳定与优化对于电力设备的正常运行和延长寿命至关重要。
本文将对电力设备的电力系统的电能质量进行分析,并提出改善措施。
一、电能质量分析1.1 电能质量的定义电能质量是指电力系统的电流、电压和频率等电气参数与纯粹电力相比的接近程度。
主要包括电压波动、谐波畸变、电压骤变和闪变等参数。
1.2 电能质量的影响因素电能质量的好坏会受到以下因素的影响:(1)电网负荷的变化;(2)发电与供电系统的结构和运行方式;(3)电力设备的属性和质量。
1.3 电能质量的常见问题电能质量的不良会导致以下问题:(1)电压闪变引起设备的误动作甚至损坏;(2)谐波导致电磁干扰、设备损坏等问题;(3)频率偏离导致设备无法正常工作。
二、电能质量改善方案2.1 实施电能质量监测通过对电力系统的电能质量进行监测,可以了解系统中存在的问题,并针对性地采取措施进行改进。
同时,需要利用电能质量监测仪器设备进行数据采集和分析,以便更好地定位电能质量问题的症结所在。
2.2 加强电力设备的维护与保养定期维护和保养电力设备是确保电能质量稳定的重要环节。
通过定期检查、清洁设备及其连接件、确保设备运行的正常,减少设备故障带来的电能质量问题。
2.3 安装滤波器和电能质量控制设备在电力系统中安装滤波器和其他电能质量控制设备,可以有效地限制谐波和电压波动的产生。
合理选择滤波器和控制设备的类型和规格,并确保其正确安装和调试。
2.4 提高电力系统的可靠性电力系统的可靠性对于提高电能质量至关重要。
通过建立合理的备份电源、改进电力系统的结构和保证供电的连续性,可以减少电能质量的波动和干扰。
2.5 加强电力设备的耦合与屏蔽设计合理设计电力设备的耦合与屏蔽结构,可以减少外界电磁干扰对电力设备的影响,提高电能质量的稳定性。
三、结论电力设备的电能质量是保障设备正常运行的重要因素。
浅析影响电能质量的因素及对策
在现代供配电系统中,用户关心的不再是连续供电问题,更多的是关心电能质量问题。
在工业领域最常见的电能质量问题是电压暂降和电压谐波问题。
造成电压暂降的原因有很多,有自然因素,也有人为因素。
电压谐波也会恶化电能质量指标,降低电网可靠性,增加电网损失,缩短电气设备的寿命等。
电能质量问题我们应该因地制宜,对症下药,在深入调研、现场实测、试验研究的基础上,运用电力新技术对电能质量进行系统化地综合补偿。
标签:电能质量;电压暂降;电压谐波;对策
1 电能质量问题
在现代供配电系统中,用户关心的不再是连续供电问题,更多的是关心电能质量问题。
常见的问题主要是电压问题、电流问题、功率问题、能耗和效率问题。
这些问题给用户造成的困扰有系统配置繁杂,用电可靠性差,能耗信息不明,后期维护复杂,还容易造成电源故障,设备损坏,计算机复位、数据丢失,设备效能降低、寿命缩短、过热、烧毁,功能故障和寿命缩短,电子通讯设备和控制系统收到干扰,系统电能损耗变大,产品废品率上升,付出更多电费等等。
什么是电能质量问题呢?电能质量(Power Quality),从严格意思上讲,衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
从普遍意义上讲是指优质供电,包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。
其可以定义为: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、瞬时或暂态过电压、波形畸变(谐波)、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。
这些指标可能听起来有些复杂,对应到生活中,则意味着电灯是不是稳定照明,精密仪器能不能正常使用,电气设备能不能稳定运行等。
现在工业领域最常见的电能质量问题是电压暂降和电压谐波问题。
2 电压暂降的原因及对策
电压暂降(V oltage Sag)国内也称电压跌落、电压骤降、电压凹陷和晃电等,是指电压有效值突然下降,然后又迅速恢复正常的现象。
典型持续时间为0.5~30周波,通常不会超过1秒钟。
电压暂降,在工程中通常用三个变量暂降幅值、持续时间、暂降频次来标称电压暂降严重度。
一般的,电压暂降幅度深,持续时间较短;而幅度浅,持续时间较长。
造成电压暂降的原因有很多,有自然因素,也有人为因素,有供电部门系统保护的因素,也有企业内部的设备原因和误操作等的因素。
一是自然因素:闪电击打在输电线或绝缘子上;暴雨、下雪、大风导致输电线舞动;杂物搭在输电线上引起短路,从而造成保护设置动作。
二是偶然事件:车祸造成输电线杆倒塌,建筑施工如起重机、挖掘机造成埋地线路破坏、人员误操作短路可能会引起系统远端供电电压较为严重的跌落;还有动物触电。
三是电力设备及装置的自动保护
及正常运行,如大型电力设备的启动和停运、自动开关的跳闸及重合等。
大电机启动需要从电源汲取的电流最大可达到满负载的500%~600%,这么大的电流经过阻抗时,引起电压突然下降。
四是电力用户的非线性负荷、冲击性负荷等大量投运,如炼钢电弧炉、电气化机车运行、电容组或变压器投切、开关操作、配电装置故障等,会使公用电网产生大量的谐波干扰,产生电压扰动、电压波动与闪变都会引起电压暂降。
电压暂降不是新问题,但它的危害随着工厂自动化程度的提高和各种新型敏感负荷的大量应用,电压暂降带来的危害和影响越来越突出。
电压暂降会引起敏感控制器不必要的动作(引起跳闸),造成包括计算机系统失灵、自动化装置停顿或误动、变频调速器停顿等;引起接触器脱扣或低压保护启动,造成电动机、电梯等停顿;引起高温光源(碘钨灯)熄灭,造成公共场所失去照明。
例如半导体行业,对生产工艺、环境(如温度、空气清洁度等)等要求很高,而且半导体工厂是一个相互关联的系统,任何一个环节出现问题,整条工艺生产线都要停下来。
如冷却机因电压暂降停下来,温度达不到生产要求,其他工艺也会因连锁故障停下来。
正在加工的产品(如晶圆等)损坏,原料报废,而重新启动满足生产的要求要较长的时间(至少半个小时)。
当然对于汽车、制药、化纤、钢铁等大量使用PLC、变频器、总线、接触器、继电器、控制器等电子电力设备的行业,由于这些元器件对电压暂降的敏感不尽相同,但是一旦这些元器件因电压暂降停止工作,整套设备或流水线都会受到影响。
单次的电压暂降造成经济损失从数万到数千万不等。
据统计,一次电压暂降,可造成汽车装配企业损失25辆汽车、半导体行业损失10万~15万美元。
某显像管厂,月产值8500万元,采用了大量的PLC控制器,每次电压波动,不仅导致当时生产线的大量产品出现质量问题而报废,而且还可能引起控制程序紊乱、模具损坏,重新启动整条生产线至少需要半个小时,估计每次停电造成的损失接近百万元。
然而电压暂降发生的频次高,事故原因不宜察觉,影响范围广,所以克服电压暂降刻不容缓。
3 压谐波问题及对策
另外,电压谐波会降低电能质量指标,降低电网可靠性,增加电网损失,缩短电气设备的寿命等。
谐波从何而来,所有的非线性负载工作时都会产生谐波。
专家解释,非线性负荷从电网吸收非正弦电流,引起电网电压畸变,通称为谐波源。
工业负载(主要三相三线系统):ACandDCdrives,UPS系统…。
商业负载(主要三相四线系统):所有的办公大楼都使用电脑设备,节能灯具,复印设备,传真机…。
家庭负载:电视机、洗衣机等已相当普及的家电。
这些都有可能就是谐波源之一。
非线性负载在电力系统中无处不在而且呈快速增长势头。
谐波引起电压波动和闪变产生脉冲磁场,使用电设备受到高能量冲击,最直观的感觉就是引起如上述照明灯光闪烁等问题。
日益增长的电网谐波带来了电流波形畸变,如改变了电流波形的峰值、增加了电流均方根值。
所有的电力负载和电网设备都是设计在正常的正弦电流和电压波形下工作
的,畸变的电流电压波形将导致:电网中谐波电压增加,供电质量下降;增加有功电流,用户用电量增加;备寿命缩短;变压器过载和电缆过载;设备功能故障;变压器损耗增加,噪音增大,发热增加,寿命降低;断路器误动作,过载保护提前启动;发热增加,熔丝提前熔断;谐波造成电容器因谐振损坏,导致功率因数低;直接影响马达的转矩的大小和规律性,降低马达性能,增加废品率;严重干扰发电机的运行,导致发电出力不足。
如何解决谐波问题呢?现在比较通用的方法就是改变电网的供电结构:把对谐波敏感的设备和产生谐波的设备进行隔离供电;尽量使用高脉冲整流的变频设备;采用特殊绕组的变压器以减小其阻抗;尽量通过大的电网系统供电。
其次,采用静态滤波器,但是滤波效率受电网参数的影响;容易因过载而损毁;难于扩展使用能量;容易造成谐振,带来严重后果;需要为每一种谐波单独配置一套静态滤波器;需要很多安装空间;总是伴随产生无功补偿。
最佳解决谐波的方案是采用动态有源滤波器,其滤波原理:动态有源滤波器产生和系统谐波大小相等,相位相反的谐波注入到电网中,从而有效消除谐波。
随着电力电子与信息技术在社会各个领域的渗透应用,一些新型电力负荷对电能质量要求不断提高,电能质量已成为电力企业和用户共同关心的课题。
针对电能质量问题我们应该因地制宜,对症下药,在深入调研、现场实测、试验研究的基础上,运用电力新技术对电能质量进行系统化地综合补偿,这将是今后解决电能质量问题的最根本途径。
参考文献
[1]肖湘宁,韩明晓,徐永海,等.电能质量分析与控制[M].北京:中国电力出版社,2006.
[2]程浩忠.电能质量[M].北京:清华大学出版社,2006.
[3]肖美玲,陈根根.电能质量问题来源及其影响综述[J].企业技术开发:中旬刊,2013年第6期:113-114.
作者简介:余萍(1970-),女,汉,江苏常州人,常州刘国钧高等职业技术学校,高级教师(江苏常州213025)。