伴隨著(zhù)現代工業(yè)和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，用電設備的種類(lèi)和復雜性日益增加，導致用電質(zhì)量問(wèn)題日益突出。除功率因數低的問(wèn)題外，電力電子設備如各種變頻器的日益廣泛應用，又給電網(wǎng)帶來(lái)了大量的諧波;同時(shí)，由于電力諧波極易引起精密儀器的損壞，對電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。積極有效地從用戶(hù)端治理電能質(zhì)量已是當務(wù)之急。
電力系統存在的問(wèn)題
除對電能質(zhì)量敏感負荷有影響外，電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、跌落、驟升、不平衡、諧波等也會(huì )對系統造成以下危害：
1使電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生額外的損耗，從而降低發(fā)電、輸電和電力設備的效率和使用壽命;
2造成繼電保護和自動(dòng)裝置誤動(dòng)，并且可能使電氣測量?jì)x表劑量不正確;
3產(chǎn)生機械振動(dòng)、噪音及過(guò)電壓，造成變壓器局部溫度過(guò)高;
4諧波造成電容器、電纜等設備的過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短甚至損壞;
5諧波還會(huì )造成公用電網(wǎng)中局部并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，極大地加重了諧波的危害，有時(shí)還會(huì )造成嚴重的事故;高次諧波還會(huì )對臨近的通信系統造成干擾，輕則造成噪聲，降低通信質(zhì)量;
6當電壓嚴重不平衡時(shí)，會(huì )使一些對電壓過(guò)零點(diǎn)要求嚴格的直流電機出現故障。
電力產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素
一、產(chǎn)生電壓偏差。
(1)系統電源阻抗及峰谷負荷的存在是電壓偏移的主要原因。與此同時(shí)，系統無(wú)功電源沒(méi)有達到分層控制和動(dòng)態(tài)就地平衡的就地平衡原則，造成系統無(wú)功容量嚴重不足，或電容式、照相機不能按功率因數自動(dòng)投切，也增加了附加電壓偏差。
(2)由于電網(wǎng)中有載調壓設備不足或有載調壓設備的配置不合理，致使為用戶(hù)供電的一系列電壓變換系列中沒(méi)有電壓調節手段，造成系統電能質(zhì)量差時(shí)電壓質(zhì)量差。
配電網(wǎng)結構不合理，供電負荷與電網(wǎng)阻抗參數不匹配：例如：電源結構不合理，離負荷中心不近，導線(xiàn)截面偏小，線(xiàn)路中的負荷電流密度過(guò)大，供電半徑偏大，超出允許范圍等。
(4)用戶(hù)功率因數過(guò)低，或用戶(hù)變電設備負荷率過(guò)低。
二是造成電網(wǎng)諧波污染。
造成這種現象的主要原因是各種非線(xiàn)形負荷的大量增加造成電壓波形的畸變，諧波電壓和諧波電流的諧波污染是造成電網(wǎng)污染的重要原因，高功率晶閘管整流裝置、牽引機車(chē)電化化電解裝置、直流輸電換流裝置等主要用電設備產(chǎn)生諧波;煉鋼電弧爐、鋼軋機等高能可控硅整流設備;節能燈和變頻器等節能電器;各種醫療設備、不間斷電源和電子整流裝置;自飽和電抗器和可控飽和電抗器;電力變壓器的勵磁回路等。
三、產(chǎn)生電壓波動(dòng)和電壓閃變。
產(chǎn)生電壓波動(dòng)和閃變的原因有很多：
(1)大的沖擊負荷，例如系統短路，在電氣化鐵路上經(jīng)常使用重載列車(chē)，交流焊機、煉鋼爐和軋鋼機等設備;
(2)三相短路故障、兩相短路故障或單相接地故障等系統短路故障引起的電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變;
(3)電力電容、電抗器、電力變壓器和電動(dòng)機等大容量電器設備;
(4)備用電源、自動(dòng)重合閘等自動(dòng)投切裝置;
(5)雷擊造成避雷器放電時(shí)，電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變。
電力質(zhì)量控制的主要方案。
電力系統中電力用戶(hù)需要解決的電能質(zhì)量問(wèn)題主要有：功率因數問(wèn)題、諧波問(wèn)題、三相負載不平衡問(wèn)題和電壓瞬變問(wèn)題。
常見(jiàn)的治理方法有：電容補償、調諧補償、單相間補償、動(dòng)態(tài)投切補償、被動(dòng)濾波、主動(dòng)濾波等。每一種方法都是主要針對某一方面的問(wèn)題治理，但同時(shí)會(huì )影響到其他方面，或產(chǎn)生負面影響，或具有順帶幫助的作用。
在當今電能質(zhì)量的環(huán)境中，簡(jiǎn)單的電容器補償(非調諧電抗器)被應用于低壓電力系統中時(shí)，常常會(huì )受到電力系統或系統諧波的影響，而這種補償又會(huì )導致電容器壽命縮短，甚至其他嚴重事故。
此外，在低電壓系統中諧波含量較高時(shí)，必須考慮到不采用串聯(lián)電抗器的低電壓電容組和變壓器將形成串聯(lián)諧振回路。在串聯(lián)諧振頻率較近的情況下，系統將產(chǎn)生諧振信號。配電網(wǎng)絡(luò )中，當頻率與諧振頻率相等時(shí)，不是產(chǎn)生諧波放大，而是當頻率與諧波頻率接近時(shí)，才產(chǎn)生諧波放大，現代配電系統廣泛采用的非線(xiàn)性負荷，產(chǎn)生的諧波頻率范圍較寬。不合理的無(wú)功補償將導致諧波放大，因此必須考慮采用消諧濾波器進(jìn)行補償。
此外，使用有源濾波器對諧波進(jìn)行治理時(shí)，應注意補償方式，若采用純電容補償，有源濾波器在治理諧波時(shí)，本身也會(huì )發(fā)出諧波電流(頻率與系統中諧波電流頻率相同，方向相反)，這種補償方式還會(huì )導致電容器壽命縮短，甚至引起故障。因此，在安裝有源濾波(APF)的情況下，補償部分必須串聯(lián)電抗器以有效保護電容器。
總之，對電能質(zhì)量進(jìn)行綜合管理，其目的是防止不同治理手段之間的沖突，避免重復作用造成浪費，避免低投入低產(chǎn)出解決可能出現的問(wèn)題，以最小的投入實(shí)現最佳的治理效果。
治理電力系統電能質(zhì)量的效益
增加終端功率因數，降低無(wú)功消耗，減少電費開(kāi)支，甚至獲得電費獎勵。
提高變壓器、開(kāi)關(guān)設備、電纜等的有效利用率，減少用電設備投入。
排除電力系統諧波污染，提供綠色安全用電環(huán)境，延緩電纜絕緣老化，減少設備因諧波而造成的熱量損失，延長(cháng)設備使用壽命。
該裝置可避免補償電容跳閘事故，保證無(wú)功補償和系統設備的安全運行，避免元件串聯(lián)或并聯(lián)諧振，造成損壞。
排除某些因諧波引起的保護裝置誤動(dòng)作，以及測量?jì)x器計量不準確，還可以消除因諧波引起的通信干擾、信號失真等現象。
減輕了三相不平衡問(wèn)題，有效地減少了變壓器和線(xiàn)路的損耗。
減小中性線(xiàn)電流，降低配電變壓器工作溫度，減少熱損耗。
延緩電纜絕緣老化，避免由此引起的事故。
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