諧波無功補(bǔ)償及電能質(zhì)量問題
問:諧波電壓可能引起的事故?
答:在供電網(wǎng)絡(luò)阻抗下諧波電流產(chǎn)生疊加在正弦曲線50赫茲供電網(wǎng)絡(luò)電壓上的諧波電壓。從而,供電網(wǎng)絡(luò)電壓畸形。如果這些諧波分量的其中一個分量接近于一個載波控制頻率,可能使載波控制器接收到錯誤的信號。電壓諧波更進(jìn)一步的影響可能是供電網(wǎng)電壓過零點偏離。某些在電壓過零點觸發(fā)的電子設(shè)備(包括功率變換器)的運行可能被嚴(yán)重地干擾。
問:我國對電網(wǎng)的電能質(zhì)量制定了哪些國家標(biāo)準(zhǔn)?
答:(1)GB12325-1990《供電電壓允許偏差》。
(2)GB/T14549-1993《公用電網(wǎng)諧波》。
(3)GT/T15543-1995《三相電壓允許不平衡度》。
(4)GB/T15945-1995《電力系統(tǒng)頻率允許偏差》。
(5)GB12326-2000《電壓允許波動和閃變》。該標(biāo)準(zhǔn)是在GB12326-1990《電冶允許波動和閃變》的基礎(chǔ)上,參考了國際電工委員會IEC電磁兼容IEC6100-3-7等文件和標(biāo)準(zhǔn)修訂后重新頒布實施的。
(6)GB/T18481-2001《電能質(zhì)量暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》。
問:什么是SVC?
答:SVC,靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置(STATICVARCOMPENSATOR)是一種可以控制的無功功率補(bǔ)償裝置。
問:什么是電能質(zhì)量?
答:電能質(zhì)量是指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的品質(zhì)。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)以恒定的頻率、正弦波形和標(biāo)準(zhǔn)電壓對用戶供電。同時,在三相交流系統(tǒng)中,各相電壓和電流的幅值應(yīng)大小相等、相位對稱且互差120°。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等設(shè)備非線性或不對稱,負(fù)荷性質(zhì)多變,加之調(diào)控手段不完善及運行操作、外來干擾和各種故障等原因,這種理想的狀態(tài)并不存在,因此產(chǎn)生了電網(wǎng)運行、電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問題,也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。圍繞電能質(zhì)量含義,從不同角度理解通常包括:
(1)電壓質(zhì)量:是以實際電壓與理想電壓的偏差,反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的電能是否合格的概念。這個定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問題,但不能包括頻率造成的電能質(zhì)量問題,也不包括用電設(shè)備對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。
(2)電流質(zhì)量:反映了與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化,是電力用戶除對交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外,還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運行。這個定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降低線損,但不能概括大多數(shù)因電壓原因造成的電能質(zhì)量問題。
(3)供電質(zhì)量:其技術(shù)含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性,非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量。包括供電企業(yè)對用戶投訴的反映速度以及電價組成的合理性、透明度等。
(4)用電質(zhì)量:包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù),也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費等。
問:什么是諧振?
答:在配電系統(tǒng)里的設(shè)備,與它們存在的電容(電纜,補(bǔ)償電容器等)和電感(變壓器,電抗線圈等)形成共振電路。后者能夠被系統(tǒng)諧波激勵而成為諧振。配電系統(tǒng)諧波的一個原因是變壓器鐵芯非線性磁化的特性。在這種情況下主要的諧波是3次的;它在全部導(dǎo)體內(nèi)與單相分量具有相同的長度,因而在星形點上不能消除。
問:什么是無功功率補(bǔ)償?
答:供電部門規(guī)定一個*小功率因數(shù)以避免電能浪費。如果一個工廠的功率因數(shù)小于這個*小值,它要為無功功率的部分付費。否則它就應(yīng)該用電容器提高功率因數(shù),這就必須在用電設(shè)備上并聯(lián)安裝電容器。
問:什么是諧波電壓?
答:諧波電壓是由諧波電流和配電系統(tǒng)上產(chǎn)生的阻抗導(dǎo)致的電壓降。
問:什么是諧波電流?
答:諧波電流是由設(shè)備或系統(tǒng)引入的非正弦特性電流。諧波電流疊加在主電源上。
問:什么是組合濾波器?
答:兩個不同電抗系數(shù)回路并聯(lián)以檢出雜波信號,用于低成本地清潔電網(wǎng)質(zhì)量。
問:什么是電抗系數(shù)?
答:扼流線圈的電感XL相對于電容電感XC的百分比。標(biāo)準(zhǔn)的電抗系數(shù)是:例如5.5%、7%和14%。
問:什么是電抗?
答:在電容器回路串聯(lián)扼流線圈。
問:什么是載波(AF)檢出電路?
答:由一個初級扼流線圈和一個并聯(lián)諧振電路(次級扼流線圈和電容)并聯(lián)組成的元件。AF鎖相電路用于檢出供電部門加載的AF信號。
問:圍繞現(xiàn)代電能質(zhì)量的管理要做哪些工作?
答:(1)提高電能質(zhì)量要掌握電網(wǎng)狀況。要通過對電網(wǎng)的調(diào)查、分析、監(jiān)測和評估,摸清系統(tǒng)的狀況、污染的嚴(yán)重程度、污染源的位置及污染的特性。同時,要逐步建立和健全電能質(zhì)量在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),實施定期檢測和長期監(jiān)測相結(jié)合的方式,并根據(jù)實際監(jiān)測的結(jié)構(gòu)繪制出電能質(zhì)量污染分布圖。以對電網(wǎng)的電能質(zhì)量狀況有一個清晰的了解。
(2)提高電能質(zhì)量要積極加強(qiáng)管理。積極加強(qiáng)電能質(zhì)量的管理工作,制定針對性的管理制度和相關(guān)條例。根據(jù)電網(wǎng)電能質(zhì)量遭受污染的情況,區(qū)分污染類型、強(qiáng)弱程度,根據(jù)輕重緩急和預(yù)防為主的原則制定整治計劃。同時,采取必要的措施和手段,力求做到新的污染不再生產(chǎn),對已存在的電能質(zhì)量污染分布情況及污染源做到心中有底,并積極組織力量,做到有計劃、有步驟地重點突破和綜合治理。
(3)提高電能質(zhì)量需要供用雙方共同努力。供電部門有責(zé)任向用戶宣傳維護(hù)電網(wǎng)電能質(zhì)量地重要性,宣傳電能質(zhì)量受到用電設(shè)備污染后對公用電網(wǎng)和用戶自身用電造成地影響和危害,宣傳貫徹“誰污染,誰治理”的原則和引導(dǎo)、協(xié)助電力用戶制定和落實電能質(zhì)量污染的治理方案、技術(shù)措施等。在確保電能質(zhì)量提高的前提下,加強(qiáng)非線性負(fù)荷對公用電網(wǎng)污染的預(yù)防措施和治理,關(guān)注并積極配合敏感負(fù)荷與嚴(yán)格負(fù)荷的電力用戶提出的電能質(zhì)量指標(biāo)的需求,并積極采取措施滿足電力用戶電能質(zhì)量的需要。
問:為什么諧波分量對無功補(bǔ)償是一個威脅?
答:電容(電容器)在帶有功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的配電網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)致振蕩并引起電壓的畸變。振蕩的頻率取決于配電系統(tǒng)的參數(shù)。在某些環(huán)境下,因此,配電系統(tǒng)中電容器可能削弱電壓波形的質(zhì)量。這樣的情況強(qiáng)化了配電系統(tǒng)中已經(jīng)存的諧波(有時諧波分量被加倍)。同時,電容器承擔(dān)自己所產(chǎn)生諧波的額外負(fù)載。這個現(xiàn)象在作為無功電流補(bǔ)償?shù)碾娙萜魃嫌绕鋰?yán)重。在電容器上增加負(fù)荷反映為對電流的更高的消耗。更高的電流消耗意味著熱過載,因此縮短使用壽命。
問:什么是電力系統(tǒng)頻率?
答:電力系統(tǒng)頻率是指電力系統(tǒng)統(tǒng)一的一種允許參數(shù),國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15945-1995《電力系統(tǒng)頻率允許偏差》規(guī)定以50HZ正弦波作為我國電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率(工頻),并規(guī)定電力系統(tǒng)正常的頻率標(biāo)準(zhǔn)為50HZ±0.2HZ。當(dāng)系統(tǒng)容量較小時,可放寬到50HZ±0.5HZ。但GB/T15945-1995《電力系統(tǒng)頻率允許偏差》中并沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限,國內(nèi)供用電規(guī)則中規(guī)定了供電局供電頻率的允許偏差:電網(wǎng)容量在3000MW及以上者為0.2HZ;電網(wǎng)容量在3000MW以下者為0.5HZ。實際運行中,我國各跨省電力系統(tǒng)頻率的允許偏差都保持在+0.1~-0.1HZ。因此,電壓頻率目前在電能質(zhì)量中*有保障。
問:諧波電流可能引起的事故?
答:非線性功率用電設(shè)備產(chǎn)生諧波電流—這是事實甚至連隔離變壓器和整流電抗都不能改變。一方面諧波電流導(dǎo)致電壓諧波,另一方面,這些諧波電流本身就是網(wǎng)絡(luò)上一個附加的負(fù)荷并且能顯著地導(dǎo)致電容器組的過載。在這種情況下發(fā)生諧振且諧波電流振蕩放大并導(dǎo)致一個更高的負(fù)荷是尤其危險的。
問:由諧波引發(fā)什么故障?
答:電流諧波:電容器超載,尤其在諧振條件下電壓諧波:波紋控制系統(tǒng)的故障其它需要正弦曲線供電電壓設(shè)備系統(tǒng)的故障照明控制系統(tǒng)計算機(jī)和機(jī)床的掉電。
問:諧波分量在哪里發(fā)生的?
答:只要哪里有諧波源(參看介紹)那里就有諧波產(chǎn)生。也有可能,諧波分量通過供電網(wǎng)絡(luò)到達(dá)用戶網(wǎng)絡(luò)。例如,供電網(wǎng)絡(luò)中一個用戶工廠的運轉(zhuǎn)可能被相鄰的另一個用戶設(shè)備產(chǎn)生的諧波所干擾。
問:諧波分量是如何產(chǎn)生的?
答:由于半導(dǎo)體晶閘管的開關(guān)操作和二極管、半導(dǎo)體晶閘管的非線性特性,電力系統(tǒng)的某些設(shè)備如功率轉(zhuǎn)換器比較大的背離正弦曲線波形。諧波電流的產(chǎn)生是與功率轉(zhuǎn)換器的脈沖數(shù)相關(guān)的。6脈沖設(shè)備僅有5、7、11、13、17、19…。N倍于電網(wǎng)頻率。功率變換器的脈沖數(shù)越高,*低次的諧波分量的頻率的次數(shù)就越高。其他功率消耗裝置,例如熒光燈的電子控制調(diào)節(jié)器產(chǎn)生大強(qiáng)度的3次諧波(150赫茲)。在供電網(wǎng)絡(luò)阻抗(電阻)下這樣的非正弦曲線電流導(dǎo)致一個非正弦曲線的電壓降。在供電網(wǎng)絡(luò)阻抗下產(chǎn)生諧波電壓的振幅等于相應(yīng)諧波電流和對應(yīng)于該電流頻率的供電網(wǎng)絡(luò)阻抗Z的乘積。次數(shù)越高,諧波分量的振幅越低。
問:電源柜的構(gòu)成及作用?
答:電源柜由隔離變壓器、交流穩(wěn)壓電源、UPS以及AC/DC組成給系統(tǒng)和交直流接觸器提供穩(wěn)定、可靠的交、直流電源。