第三讲_电能质量基本概念、标准和要求.ppt

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1、第三讲电能质量的基本概念、定义和标准3.1电能质量的特点及其标准3.2频率质量和频率调整3.3电压质量和电压调整3.3.1电压值的偏差3.3.2电压值的波动和电压闪变3.3.3电压骤降或下陷3.3.4电压突升和电压裂痕3.4波形质量和抑制谐波的措施3.5三相电压、电流的不平衡度3.6与风电场有关的电能质量3.6.1风电场的电压闪变3.6.2谐波3.6.3.联网风力机电能质量的量测和评估3.1电能质量的特点及其标准n电能是特殊的商品。生产、消费、储存（仓库）、损耗、选择性、价格n理想的三相交流电系统：①恒定的频率（50/60Hz）(全网统一)②规定的电压等级(分层分布

2、)③完好的正弦电压波形完好的电压和电流波形：幅值相等，相位差120°的平衡状态。④连续的向负荷供电。n电能质量一般用频率、电压、波形和三相电压、电流的不平衡度来衡量。n电气设备的额定工况与合格电能质量电能质量的特点n电能质量在空间上和时间上均处于动态变化之中，对于不同的供（或用）电点在不同的供（或用）电时刻，标志电能质量的参数是不同的。n电能质量的标准是对一般、大多数用户的，特殊用户对电能质量有特殊的要求n电能质量的内容和标准将随着各个国家经济水平和技术的发展而不同。n电能质量的控制需要相当的投入（包括电网结构的改进，有功功率和无功功率的平衡，各种调频、调压、滤波和

3、无功补偿装置的使用以及调度和运行技术管理等），而且控制技术也在不断发展和完善之中。n电能的质量不完全取决于电力生产部门，电能从生产到消耗是一个整体，电力系统的发、供、用始终处于动态平衡之中，其中任何一个环节都会对电能质量产生影响。保证电能质量水平需要多方面的配合n不合格的电能质量不仅危害用户，而且危害电力生道者。电能质量越出规定的危害n电流发热与电动力；电压与绝缘；电能转化成其它能量形式；——负荷率为85%的电动机，当电压下降10%～15%时则可能失去稳定；——谐波会造成功率的附加损耗及缩短设备的电气绝缘寿命（设备寿命）；——一些对电能质量敏感的设备，例如电压的一次

4、突然凹陷可能使精密芯片的生产线上的产品报废，也可能使计算机上几十小时处理的数据丢失——加拿大的电工协会研究后指出，包括电压凹陷/振荡等瞬时突变现象和谐波在内的电能质量问题，每年会让加拿大生产损失12亿美元影响电能质量的主要因素①自然现象和灾难，如雷击；②电力设备及装置故障或保护误动作；③终端用户非线性、冲击性负荷的大量使用；④电力电子设备在发输电系统中的大量应用；⑤设备制造；⑥人为事故。电能质量的标准n从20世纪80年代初开始，我国国家技术监督局将制订国家电能质量系列标准列为重点项目。迄今已颁布了五个国家标准：GB12325-90《供电电压允许偏差》；GB12326

5、-90《电压允许波动和闪变》；GB/T14549-93《公用电网谐波》；GB/T15543-95《三相电压允许不平衡度》；GB/T15945-95《电力系统频率允许偏差》。n在这些标准中给定了术语和符号的定义，对允许值、测量的仪器和方法、计算方法等都做了明确的规定。这些标准是我国当前衡量电能质量优劣的依据。3．2频率质量和频率调整n电力系统的频率是电力系统中同步发电机产生的交流正弦基波电压的频率。在稳态条件下，整个电力系统中的发电机同步运行，频率相等。频率是一个全系统一致的运行参数。电力系统的额定频率为50Hz或60Hz，中国及欧洲地区采用50Hz，美洲地区多采用6

6、0Hzn1995年我国颁布的《电力系统频率允许偏差》国家标准中规定：“电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差允许值可以放宽到±0.5Hz”，“用户冲击负荷引起的系统频率变动一般不得超过±0.5Hz”（轧钢厂限制）。一些工业发达国家规定的频率偏差允许值不大于±0.1Hz。系统频率变化对用户的不利影响n主要影响：①频率变化将引起异步电动机转速的变化，由这些电动机驱动的纺织、制纸等机械的产品质量将受到影响，甚至出现残、次品；②系统频率降低将使电动机的转速和功率降低，导致传动机械的出力降低；③工业和国防部门使用的测量、控制等电子设备将受系统频率的波

7、动而影响其准确性和工作性能，频率过低时甚至无法工作。④电路参数（X=ωL，B=ωC）发生变化频率降低对发电厂和电网的影响①频率下降时，汽轮机叶片的振动变大，影响使用寿命，甚至产生断裂；②频率降低时，由异步电动机驱动的火电厂厂用机械（如风机、水泵及磨煤机等）的出力降低，导致发电机出力下降，使系统的频率进一步下降；③特别是频率下降到46~47Hz以下时，可能在几分钟内使火电厂的正常运行受到破坏，系统功率缺额更为严重，使频率更快下降，从而发生频率崩溃现象；④系统频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流增加，所消耗的无功功率增大，结果引起电压下降；u=4.44fwF⑤当