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【搞要】 结合工程实际,对电能质量涵盖的五个方面:公用电网高次谐波、电压闪变与电压波动、三相电压及电流不平衡、电压偏差、频率偏差等的国家标准作了简要介绍,并对其主要内容作了分析,以利对其抑制方法的研究和工程应用。
【关键词】 高次谐波 电压波动 闪变抑制
随着电力电子技术的广泛应用与发展,供电系统中增加了大量的非线性负载,特别是静止变流器,从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交直流变换装置,由于静止变流器是以开关方式工作的,会引起电网电流、电压波形发生畸变,引起电网的谐波“污染”。另外,冲击性、波动性负荷,如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等运行中不仅会产生大量的高次谐波,而且使得电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重,这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低,而且会严重削弱和干扰电网的经济运行,造成对电网的“公害”,为此,国家技术监督局相继颁布了涉及电能质量五个方面的国家标准,即:供电电压允许偏差,供电电压允许波动和闪变,供电三相电压不允许平衡度,公用电网谐波,以及供电频率允许偏差等的指标限制。
1.电压允许偏差
用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。当其端子上出现电压偏差时,其运行参数和寿命将受到影响,影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异,电压偏差计算式如下:
电压偏差(%)=(实际电压-额定电压)/ 额定电压×100%……(1)
《电能质量供电电压允许偏差》(GB12325-90)规定电力系统在正常运行条件下,用户受电端供电电压的允许偏差为:
(1)35kV及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的+5%~-5%;
(2)10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的+7%~-7%;
(3)低压照明用户为额定电压的+5%~ -10%。
为了保证用电设备的正常运行,在综合考虑了设备制造和电网建设的经济合理性后,对各类用户设备规定了如上的允许偏差值,此值为工业企业供配电系统设计提供了依据。
在工业企业中,改善电压偏差的主要措施有三:
(1)就地进行无功功率补偿,及时调整无功功率补偿量,无功负荷的变化在电网各级系统中均产生电压偏差,它是产生电压偏差的源,因此,就地进行无功功率补偿,及时调整无功功率补偿量,从源上解决问题,是最有效的措施。
(2)调整同步电动机的励磁电流,在铭牌规定植的范围内适当调整同步电动机的励磁电流,使其超前或滞后运行,就能产生超前或滞后的无功功率,从而达到改善网络负荷的功率因数和调整电压偏差的目的。
(3)采用有载调压变压器。从总体上考虑无功负荷只宜补偿到功率因数为0.90~0.95,仍然有一部分变化无功负荷要电网供给而产生电压偏差,这就需要分区采用一些有效的办法来解决,采用有载调压变压器就是有效而经济的办法之一。
2.公用电网谐波
谐波(Harmonic)即对周期性的变流量进行傅里叶级数分解,得到频率为大于1的整数倍基波频率的分量,它是由电网中非线性负荷而产生的。
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