淺談?dòng)绊戨娔苜|(zhì)量的原因及治理辦法

電力質(zhì)量不合格主要是指電力用戶(hù)設備故障或無(wú)法正常運行的電壓、電流幅度或頻率偏差，是電力系統運行狀態(tài)的具體表現。電力質(zhì)量是現代電力系統不可或缺的評價(jià)指標，關(guān)系到電網(wǎng)能否安全運行，是用戶(hù)正常用電的重要保證。

　　電力質(zhì)量不合格主要是指電力用戶(hù)設備故障或無(wú)法正常運行的電壓、電流幅度或頻率偏差，是電力系統運行狀態(tài)的具體表現。電力質(zhì)量是現代電力系統不可或缺的評價(jià)指標，關(guān)系到電網(wǎng)能否安全運行，是用戶(hù)正常用電的重要保證。

 

　　第一，影響電能質(zhì)量的因素。

　　1.1諧波重量。

　　1.1.1諧波分量產(chǎn)生的原因

　　影響電能質(zhì)量的主要因素是系統的高次諧波電流。高次諧波電流主要是由終端用戶(hù)負荷引起的，大多數情況下，電氣設備的非線(xiàn)性是高次諧波電流的主要原因。例如，電弧爐的負荷周期為2?8h，0.5-1h為熔融階段，該階段的特征是在電極和固體原料之間形成不穩定的電弧，呈不規則變動(dòng)，三相電流不平衡，數值大，具有沖擊性，一般包含的高次諧波為2、3、4、5等連續性低次諧波。

　　電力系統中的諧波源主要分為三類(lèi):

　　(1)系統中的電氣設備。包括電弧爐、電石爐等非線(xiàn)性負荷，系統中的壓力調節裝置、可控硅整流裝置、變頻裝置等。這種負荷在工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量諧波。

　　(2)輸變電設備。輸變設備主要指電力變壓器。大容量變壓器的工作磁密度一般選擇在磁化曲線(xiàn)的近飽和段。當變壓器的鐵芯接近飽和時(shí)，磁化曲線(xiàn)的非線(xiàn)性會(huì )使磁化電流呈尖頂波形，從而產(chǎn)生大量諧波。

　　(3)分布式發(fā)電設備。風(fēng)力發(fā)電、光伏等新能源發(fā)電設備通過(guò)電力電子設備并網(wǎng)，產(chǎn)生諧波，造成污染。

　　1.1.2諧波成分的危害。

　　諧波成分的危害有很多，主要表現在以下幾個(gè)方面:

　　(1)諧波分量使電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生額外的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電和電氣設備的效率，增加了系統的損耗。

　　(2)諧波會(huì )引起電網(wǎng)中的局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振。諧振發(fā)生時(shí)，諧波重量瞬間增加幾倍甚至幾十倍。同時(shí)，大量三次諧波通過(guò)中性線(xiàn)會(huì )使線(xiàn)路過(guò)熱甚至起火，嚴重影響電網(wǎng)的運行安全。

　　(3)高次諧波分量影響系統中各種電氣設備的正常工作。例如，電容器、電纜等設備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短或損壞的高次諧波會(huì )給電機帶來(lái)機械振動(dòng)、噪音和過(guò)電壓，不僅會(huì )引起電機局部過(guò)熱，還會(huì )增加電機的附加損失。

　　(4)諧波不僅會(huì )導致系統系統繼電保護和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，還會(huì )使二次測量?jì)x表的計量不正確。(5)高次諧波分量對附近的通信系統產(chǎn)生信號干擾，輕則產(chǎn)生噪音，降低通信質(zhì)量，重則通信數據丟失，系統無(wú)法正常工作。

　　(6)諧波會(huì )導致設備材料溫度升高，溫度升高會(huì )導致額外損失。實(shí)驗證明，每升溫1℃，電機就會(huì )建立一個(gè)自動(dòng)化的環(huán)境，在科技的支持下，保證配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展方向。實(shí)踐表明，配電自動(dòng)化和智能化可以大大提高配電網(wǎng)的安全運行水平，提高供電質(zhì)量，降低損耗和節能，充分利用現有設備的能力降低人們的勞動(dòng)強度。

　　輔助諧波和負序管理方案堅持國家電能質(zhì)量標準，按照誰(shuí)污染，誰(shuí)管理原則，制定的方案與工程同時(shí)設計，同時(shí)施工，同時(shí)運輸。

　　對于電力公司來(lái)說(shuō)，其責任是在用戶(hù)注入電網(wǎng)的諧波電流合格的前提下，控制電路的阻抗水平。

　　1.2諧波。

　　高次諧波是指對周期性交流分量進(jìn)行傅立葉級數分解，得到的頻率不等于基波頻率整數倍的分量。高次諧波電壓含量：頻率<100Hz占0.16%?0.2%，頻率在100-800Hz之間占0.4%?0.5%。它還嚴重影響電能質(zhì)量。

　　1.2.1諧波產(chǎn)生的原因。

　　諧波的來(lái)源主要包括以下三個(gè)方面:

　　(1)變流器:由于負載三相不對稱(chēng)或觸發(fā)角誤差，變流器在運行過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生非特征諧波頻譜。

　　交流電弧爐：典型的間諧波發(fā)生源，其頻譜屬于連續頻譜。事實(shí)上，一般的沖擊負荷都會(huì )產(chǎn)生間歇波。

　　(3)開(kāi)關(guān)控制的電氣設備:需要開(kāi)關(guān)控制或調節工作電壓的設備在工作中會(huì )產(chǎn)生間諧波，如電烤箱、熔爐、電焊機、開(kāi)關(guān)控制的調壓器等。

　　1.2.2諧波的危害。

　　(1)閃爍，導致屏幕閃爍。

　　(2)造成通信干擾和過(guò)零檢測誤差，影響脈沖接收器的正常運行。

　　(3)引起感應線(xiàn)圈噪聲，導致電機附加扭矩。

　　1.3電壓失衡。

　　電壓不平衡主要是指三相電壓在幅度上可能不同，或者相位差不是標準的120°，或者兩者都有。不平衡用電壓、電流負序基波分量或零序基波分量和正序基波分量的方均根值百分比表示。這個(gè)百分比也叫不平衡。一般來(lái)說(shuō)，系統中公共連接點(diǎn)的正常運行模式下不平衡允許值為2%，短時(shí)間內不得超過(guò)4%。

　　1.3.1三相電壓不平衡的原因。

　　(1)事故引起的不平衡:包括單相接地、斷線(xiàn)、母線(xiàn)電壓互感器熔斷等。

　　(2)正常三相電壓不平衡:主要指單相大容量和沖擊、非線(xiàn)性負荷(如電弧爐、工頻感應爐、電機車(chē)、單相焊機)的應用。

　　1.3.2三相電壓不平衡的危害

　　(1)在三相四線(xiàn)接線(xiàn)模式下，三相電壓不平衡會(huì )增加線(xiàn)路損耗。

　　(2)三相不平衡會(huì )使變壓器處于不對稱(chēng)運行狀態(tài)，增加變壓器的損耗，甚至燒毀。

　　(3)三相電壓不平衡會(huì )導致電機逆轉矩增加，從而提高電機溫度、效率、能耗和振動(dòng)。

　　1.4電壓閃爍或波動(dòng)。

　　燈的光通量不穩定，所引起的視覺(jué)感受稱(chēng)為閃變。閃爍不僅與電壓波動(dòng)的大小有關(guān)，還與波動(dòng)的頻率、波形、照明燈的性能以及人的視覺(jué)感受，甚至人腦對光通量變化的記憶效應等因素有關(guān)。電壓波動(dòng)是指電壓方均根值(有效值)的一系列變化或連續變化。電壓閃爍和波動(dòng)的主要原因是電弧爐、軋機等大功率快速波動(dòng)負荷的應用。其危害是電壓波動(dòng)會(huì )影響工業(yè)生產(chǎn)和居民生活，閃爍會(huì )引起視覺(jué)疲勞、偏頭痛，甚至導致錯覺(jué)。

　　1.5電壓暫時(shí)下降或下降。

　　電壓暫時(shí)下降或下降是指用戶(hù)供電的電壓有效值在短時(shí)間內突然下降，然后恢復的現象。這種現象在電網(wǎng)中的持續時(shí)間大多為0.5-1.5秒。電壓下降或下降的主要原因通常是電網(wǎng)、變電設施故障或負荷突然變化。在某些情況下，電壓會(huì )連續下降或中斷兩次以上。據統計，電壓暫時(shí)下降和短時(shí)間中斷造成的無(wú)序停電和恢復損失已經(jīng)成為影響工業(yè)發(fā)達國家電能質(zhì)量的問(wèn)題。

 

　　第二，治理措施。

　　2.1加強電能質(zhì)量監測。

　　網(wǎng)絡(luò )化、標準化、信息化和智能化已成為電能質(zhì)量監測的主要發(fā)展趨勢，加快電能質(zhì)量監測終端數據規約和通信協(xié)議的統一，構建電能質(zhì)量監測網(wǎng)絡(luò )。

　　2.2對非線(xiàn)性用戶(hù)進(jìn)行電能質(zhì)量測試和評估。

　　對非線(xiàn)性用戶(hù)進(jìn)行電能質(zhì)量測試和評估，通過(guò)控制新污染源的電能質(zhì)量問(wèn)題，為實(shí)驗室相關(guān)研究提供重要的實(shí)踐基礎。

　　2.3積極開(kāi)展電能質(zhì)量管理。

　　電能質(zhì)量的處理方法主要是濾波和無(wú)功補償，包括無(wú)源濾波和有源濾波。

　　無(wú)源濾波器通過(guò)提供高次諧波的低阻抗支路進(jìn)行濾波，其問(wèn)題如下

　　(1)一個(gè)參數只能補償特定次數的高次諧波，在一定條件下與某個(gè)高次諧波發(fā)生共振，高次諧波擴大，引起其他事故

　　(2)響應速度慢，不能跟蹤動(dòng)態(tài)諧波，進(jìn)行動(dòng)態(tài)補償;

　　(3)只能補償固定無(wú)效;

　　(4)當系統阻抗較小時(shí)，補償效果難以滿(mǎn)足要求;

　　(5)改變系統阻抗時(shí)，可引起系統諧振;(6)電容參數易改變，穩定性差，可引起不協(xié)調。

　　有源濾波器:發(fā)出相反的諧波，通過(guò)抵消實(shí)現濾波，是未來(lái)無(wú)效補償的方向。

 

瑞澤能源是一家專(zhuān)注節能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)，擁有自主知識產(chǎn)權的“5S”流體輸送系統高效節能技術(shù)、電能質(zhì)量?jì)?yōu)化節電技術(shù)、循環(huán)水零排放技術(shù)，在水泵節能、風(fēng)機節能、空壓機系統節能、供水系統節能、循環(huán)水系統節能、中央空調系統節能、電機系統節能、配電系統節能和循環(huán)水水處理等領(lǐng)域得到廣泛應用，公司依托三元流技術(shù)設計的三元流葉輪，用于水泵、風(fēng)機、離心式空壓機的節能改造，技術(shù)應用可靠，業(yè)績(jì)優(yōu)良。