电能质量与节能技术ppt课件.ppt

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1、第二章电能质量污染及其对节能的影响第一节电网侧电能质量污染源影响电能质量的原因1）内部原因：指系统本身带有的各种电能质量污染源，如电弧炉、整流器、单相负荷、大功率电动机等干扰性负荷（包括冲击性负荷、不对称负荷和非线性负荷）。这些负荷对电网产生负面影响，如谐波、无功冲击、负序等，而且这些负面影响可能通过公共连接点（PCC）波及其他终端用户。2）外部原因：雷电、外力破坏、树枝影响、配电设备故障、电容器投切、线路切换等干扰系统，造成断电或电压扰动，甚至影响到相邻线路，导致有害影响蔓延。1）电网侧电能质量污染源：电力设备及装置的自动保护和正常运行。如大型电

2、力设备的启动和停运、自动开关的跳闸及重合等对电能质量的影响，使额定电压暂时降低、产生电压波动与闪变等。2）用户侧电能质量污染源：电力系统非线性负荷、冲击性负荷等的大量投运。如炼钢电弧炉、电气化机车运行等对电能质量的影响，使公用电网产生大量的谐波干扰、电压波动和闪变等。一、发电机实际的发电机中，磁极磁场并非完全按照正弦规律分布，因此感应电动势不是理想的正弦波，输出电压中也就包含有一定的谐波。这种谐波电动势的频率和幅值只取决于发电机本身的结构和工作情况，基本与外接负载无关，可以看成是谐波电压源。在设计发电机时，采取了许多削弱谐波电动势的措施，因此，其输

3、出电压的谐波含量是很小的。因此，可以认为发电机电动势为纯正弦波形，不把其考虑为一个谐波源。二、变压器变压器的励磁回路实质上是具有铁芯绕组的电路。在不考虑磁滞及铁芯饱和状态时，它基本上是线性电路。铁芯饱和后，它就是非线性的，即使外加电压是正弦波，电流也要发生畸变。饱和越深，电流波形畸变就越严重。参考文献：陈伯超.新型可控磁饱和电抗器理论及应用.P45：第三章第三节可控电抗器所产生的谐波对三相变压器来说，铁芯的结构和变压器绕组接线方式都对励磁电流的畸变有很大影响。对芯式变压器，其3的倍数次谐波即零序谐波分量的磁通经由控制构成回路磁阻将很大，因此磁通中该

4、次谐波分量显著减少。一般变压器往往有一侧接成三角形接线，零序电流将在其中流通而不进入电力系统网络，因而三相变压器的谐波电流类似于6脉冲整流回路，主要是6k±1次谐波，而其中又以5、7次谐波为主要分量。变压器励磁电流的谐波含有率和它的铁芯饱和程度是有直接联系的。正常运行时，电压接近额定值，铁芯工作在轻度饱和的范围，谐波不大。但在一些特殊的运行方式，如在夜间轻负荷期间，电力电网的有功负荷较小，无功负荷过补时，运行电压偏高，铁芯饱和程度变深，谐波增大，此时正值轻负荷期，励磁电流占总负荷电流的比重变大，谐波也就更严重。一般来说，此时系统的谐波阻抗也较大，致

5、使谐波电压也有所增大，对系统的影响较大。特别是现代变压器铁芯工作在磁通密度较高的区段，磁化曲线也较陡直，更容易产生谐波。变压器合闸过程中，其工作磁通的峰值将比正常运行时要高，严重时可能增加一倍，在有剩磁时更为严重，这就使铁芯深度饱和，铁芯磁通呈现为平定波，相应励磁电流将剧烈增大，此电流被称为变压器的励磁涌流，其数值最大可达变压器额定电流的6~8倍，同时包含有大量非周期分量和高次谐波分量。特点（1）包含有很大成分的非周期分量；（2）包含有大量高次谐波，以二次谐波为主；（3）波形之间出现间断，在一个周期中间断角为α。当变压器所带负荷为三相不平衡负荷或带

6、有半波整流负荷时，可能会产生直流分量的电流，这将使变压器工作磁通正负两个半周很不对称，半周内可能较深地进入饱和区，这就使谐波电流增大，同时会使谐波电流及其影响大为增加。变压器的谐波不仅会对系统有一定影响，而且还会对变压器的保护装置产生较严重的影响，有可能使保护装置误动或误判。三、灵活交流输电装置（一）传统基于TCR/TSC结构的FACTS装置1.静止无功补偿器（SVC）包括：FC-TCRTSC-TCRMSC-TCR。由于TCR晶闸管的导通/关断，不可避免地会给系统带来谐波。因此，实际各种SVC装置中，都需要装设滤波器。TCR的三相接线形式通常采用三

7、角形联结，这种接线形式比其他形式线电流中谐波含量要小。其线电流中所含谐波为6k±1次。由供电电压相差30°相角的两个6脉冲TCR可以构成12脉冲TCR，以减小线电流中的谐波。其一次侧线电流将仅含12k±1次谐波。-多重化技术。2.晶闸管控制串联电容器（TCSC）TCSC由一个串联电容器与一个晶闸管控制的电抗器（TCR）并联组成。通过改变触发角的大小来实现等效容性电抗的调节。由于晶闸管的开通和关断，使得FC和TCR中的电流和电压是非正弦的，含有谐波。但TCR支路产生的谐波趋向于流入由FC和交流系统等效谐波阻抗组成的并联支路，流入FC和交流系统的谐波电

8、流分量决定了相应的谐波电压。但是，由于FC的阻抗与等效交流系统阻抗相比非常小，谐波主要在TCR-FC回路内循环，而不会泄漏