對于電廠電能質量之改善分析

論文關鍵詞：電能質量 改善 方法

　　論文摘要：結合實際闡述電能質量之幾種改善方法與措施；無源濾波器、有源濾波器、靜止型無功補償裝置，介紹了它們之基本組成和原理，這些方法可以有效地解決穩態時之電壓質量問題；文章還就電能質量技術之改進與提高，提出系統化綜合補償技術是解決電能質量問題之“治本”途徑，以解決動態電能質量問題。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　
　　
　　一、電能質量指標
　　
　　電能質量之定義：導致用戶設備故障或不能正常工作之電壓、電流或頻率偏差。陽光電子學校維修專家分析認為：這個定義簡單明晰，概括了電能質量問題之成因和后果。陽光電子學校維修專家分析認為：隨著基于計算機系統之控制設備與電子裝置之廣泛應用，電力系統中用電負荷結構發生改變，即變頻裝置、電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等非線性、沖擊性負荷造成對電能質量之污染與破壞，而電能作為商品，人們會對電能質量提出更高之要求，電能質量已逐漸成為全社會共同關注之問題，有關電能質量之問題已經成為電工領域之前沿性課題，有必要對其相關指標與改善措施作討論和分析。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　電能質量指標是電能質量各個方面之具體描述，不同之指標有不同之定義，參考IEC標準、從電磁現象及相互作用和影響角度考慮給出之引起干擾之基本現象分類如下：
　　(1)低頻傳導現象：諧波、間諧波、電壓波動、電壓與電流不平衡，電壓暫降與短時斷電，電網頻率變化，低頻感應電壓，交流網絡中之直流；(2)低頻輻射現象：磁場、電場；(3)高頻傳導現象：感應連續波電壓與電流，單向瞬態、振蕩瞬態；(4)高頻輻射現象：磁場、電場、電磁場(連續波、瞬態)；(5)靜電放電現象。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　對于以上電力系統中之電磁現象，穩態現象可以利用幅值、頻率、頻譜、調制、缺口深度和面積來描述，非穩態現象可利用上升率、幅值、相位移、持續時間、頻譜、頻率、發生率、能量強度等描述。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　保障電能質量既是電力企業之責任，供電企業應保證供給用戶之供電質量符合國家標準；同時也是用戶(擁有干擾性負荷)應盡之義務，即用戶用電不得危害供電；安全用電；對各種電能質量問題應采取有效之措施加以抑制。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　電能質量指標國內外大多取95％概率值作為衡量依據，并需指明監測點，這些指標特點也對用電設備性能提出了相應之要求。陽光電子學校維修專家分析認為：即電氣設備不僅應能在規定之標準值之內正常運行，而且應具備承受短時超標運行之能力。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　
　　二、電能質量標準
　　
　　綜合新頒布之電磁兼容國家標準和發達國家之相關標準，中低壓電能質量標準分5大類13個指標。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　(1)頻率偏差：括在互聯電網和孤立電網中之兩種；
　　(2)電壓幅值：慢速電壓變化(即電壓偏差)；快速電壓變化(電壓波動和閃變)；電壓暫降(是由于系統故障或干擾造成用戶電壓短時間(10ms～lmin)內下降到90％之額定值以下，然后又恢復到正常水平，會使用戶之次品率增大或生產停頓)；短時斷電(又稱電壓中斷，是由于系統故障跳閘后造成用戶電壓完全喪失(3min，電壓中斷使用戶生產停頓，甚至混亂)；長時斷電；暫時工頻過電壓；瞬態過電壓；
　　(3)電壓不平衡；
　　(4)電壓波形：諧波電壓；間諧波電壓；(由較大之波動或沖擊性非線性負荷引起，如大功率之交一交變頻，間諧波之頻率不是工頻之整數倍，但其危害等同于整數次諧波)。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　(5)信號電壓(在電力傳輸線上之高頻信號，用于通信和控制)
　　
　　三、電能質量污染之治理
　　
　　1、治理之基礎性工作
　　首先要掌握供電網絡運行狀態，對電能質量開展實時監測，以掌握其動態；第二是分析診斷其變化，即在詳細分析電能質量數據之基礎上，利用仿真軟件對電網結構之固有諧振特性進行計算與分析，排除虛假之諧波干擾；第三是開展系統之合理設計和改造，變電站之設計和投運以及新之電力用戶投運之前都要進行諧波源負荷及電能質量要求等方面之技術咨詢，線路網絡改造和建設也要結合運行負荷之特點和措施，以降低線損，降低設備損失事故， 后才是開展濾波裝置或無功補償裝置之研制、調試和現場測試，以了解治理后之效果，并總結經驗。陽光電子學校維修專家分析認為：

2、SVC裝置
　　近些年來發展起來之SVC裝置是一種快速調節無功功率之裝置，已成功地用于電力、冶金、采礦和電氣化鐵道等沖擊性負荷之補償，它可使所需無功功率作隨機調整，從而保持在非線性、沖擊性負荷連接點之系統電壓水平之恒定。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　Qi＝QD+QL-Qc (2)
　　式(2)中Qi、QD、QL、Qc分別為：系統公共連接點之無功功率、負荷所需之無功功率、可調(可控)電抗器吸收之無功功率、電容器補償裝置發出之無功功率，單位均為kvar。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　當負荷產生沖擊無功△QD時，將引起
　　△Qi＝△QD+△QL+△Qc (3)
　　其中△Qc=0，欲保持△QC不變，即△Qi＝0，則△QD＝-△QL，即SVC裝置中感性無功功率隨沖擊負荷無功功率作隨機調整，此時電壓水平能保持恒定不變。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　SVC由可控支路和固定(或可變)電容器支路并聯而成，主要有四種型式：
　　(1)可控硅閥控制空芯電抗器型(稱TCR型)SVC，它用可控硅閥控制線性電抗器實現快速連續之無功功率調節，它具有反應時間快(5～20ms)、運行可靠、無級補償、分相調節，能平衡有功，適用范圍廣，價格便宜等優點。陽光電子學校維修專家分析認為：TCR裝置還能實現分相控制，有較好之抑制不對稱負荷之能力，因而在電弧爐系統中采用 廣泛，但這種裝置采用了先進之電子和光導纖維技術，對維護人員要專門培訓提高維護水平。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　(2)可控硅閥控制高阻抗變壓器型(TCT型)，優點與TCR型差不多，但高阻抗變壓器制造復雜，諧波分量也略大一些。陽光電子學校維修專家分析認為：由于有油，要求一級防火，只宜布置在一層平面或戶外，容量在30Mvar以上時價格較貴，不能得到廣泛采用。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　(3)可控硅開關控制電容器型(TSC)：分相調節、直接補償、裝置本身不產生諧波，損耗小，但是它是有級調節，綜合價格比較高。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　(4)自飽和電抗器型(SSR型)：維護較簡單，運行可靠，過載能力強，響應速度快，降低閃變效果好，但其噪音大，原材料消耗大，補償不對稱電爐負荷自身產生較大諧波電流，無平衡有功負荷之能力。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　3、無源濾波裝置
　　該裝置由電容器、電抗器，有時還括電阻器等無源元件組成，以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路，以達到抑制高次諧波之作用；由于SVC之調節范圍要由感性區擴大到容性區，所以濾波器與動態控制之電抗器一起并聯，這樣既滿足無功補償、改善功率因數，又能消除高次諧波之影響。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　4、有源濾波器
　　雖然無源濾波器具有投資少、效率高、結構簡單及維護方便等優點，在現階段廣泛用于配電網中，但由于濾波器特性受系統參數影響大，只能消除特定之幾次諧波，而對某些次諧波會產生放大作用，甚至諧振現象等因素，隨著電力電子技術之發展，人們將濾波研究方向逐步轉向有源濾波器(Active PowerFliter，縮寫為APF)。陽光電子學校維修專家分析認為：

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