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2.电压质量
供电电压标准及容许偏差。我国对用电单位的供电额定电压及容许偏差规定为:①低电压220V/380V,用于照明用户时允许偏差+5%~-10%;用于其他为±7%。②高电压10kV,10kV及以下允许偏差为±7%;对特殊用户有35kV、110kV供电的,允许偏差为±5%。
电压偏离额定值的原因。电力通过变压器和线路输送将产生电压降,使受电端电压较送电端电压低一定数值。一般情况下,离电源越近,负荷越小的用户,电压降越小;反之,电压降越大。用户消耗的功率包括有功和无功,如果用户所需无功经变压器和线路送来,则会产生较大的电压降,使用户电压偏低,用户吸收的无功越大,则用户端的电压越低。用户的用电功率因素将直接影响用户本身的电压质量。
用电设备低电压运行的危害:①将使电动机的电流过大,线圈温度过高,甚至使电动机拖不动或无法起动,进而烧坏电动机;②电灯发暗,日光灯起动困难;③线路损耗增加;④在电网枢纽变电所和受电地区的电压降低到额定电压的70%左右时,将可能发生电压崩溃事故,即用户消耗的无功稍有增加,线路电压降加大,使受电动区电压下降,这样又进一步造成线路电压降增加,如此循环下去,将导致甩掉大量负荷,造成大面积停电。
用电设备高电压运行可使用户设备(如灯泡)寿命降低,电动机发热,损耗增加。
提高电压质量的措施:①采取无功补偿措施,做到无功分级即各个电压等级、分区平衡,即每个电压等级发出的无功与消耗的无功平衡,每个地区发出的无功与消耗的无功平衡,尽可能减少无功远距离输送。做到在负荷点装设无功补偿设备。无功补偿设备可以是电容器、静止无功补偿器等。②由用户装设适当的电容器,提高用户的功率因数在0.9以上。集中装有电容器的大用电户应注意:在小负荷时切除部分电容器,以避免电压升高和向电网送无功,引起网损增加。用户最好装设跟踪无功负荷的自动投切电容器或静止无功补偿器。③在负荷密集的地区变电站采用带负荷调压的变压器。
3.电压的不对称性和非正弦性
在现代的用电设备中,出现了换流一整设备、变频一调速设备、电弧炉、电气机车、电视机等非线性负荷。它们不但引起电压波动而且造成电压的不对称性和非正弦性。
电压的不对称性系指三相电压间的不对称。根据对称分量法,不对称的三相电压可分解为对称的正序、负序和零序分量。
电压的非正弦性是指电压波形的畸变。根据傅立叶变换。非正弦的电压可分解为基波(50Hz)电压和一系列高次谐波电压。总谐波电压是所有高次谐波电压的均方根值之和。我国对供电的谐波电压和电流允许值作了规定。以10kV的电网为例,总的电压谐波畸变率(GHD)应小于4%,奇次谐波应小于3.2%,偶次谐波应小于1.6%;而各次谐波总的电流允许值见表8-1。
表8-1各次谐波电流允许值
谐波次数 2 3 4 5 6 7
电流允许值(A) 26 20 13 20 8.5 15
注:短路容量以100Mvar为基准。
用户和供电部门共同努力才能保证电网谐波在允许范围。电网谐波如果不治理,将导致电气设备寿命缩短、网损增加、仪表指示不准、干扰通信线路,甚至引起继电保护和自动装置误动。
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