配网电能质量研究和改善方法探索

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1、配网电能质量研究和改善方法探索　　【摘要】电力系统中，电能是以额定的频率和电压向用户供电。电能质量指的是电网中各点电压或电流的幅值、频率、波形等参量符合标准的程度。主要有五个指标：（1）电压偏差；（2）频率偏差；（3）谐波含；（4）电压波动和闪变；（5）三相电压不平衡。电压偏差和频率偏差主要决定于电网的结构、系统无功补偿设备和调压、调频手段以及电网调度的合理性。传统上，对电能质量关注的指标是频率偏差和电压偏差，而对电力污染的重视不够，致使这些指标不断恶化，严重威胁着电力系统的安全经济运行。尤其是信息技术的飞速发展，基于计算机、微处理器控制的用电

2、设备和电力电子设备在系统中大量投入使用，它们对系统千扰比机电设备更加敏感，因此对供电质量的要求也更高。如不及时地、很奸地加以解决电能质量问题，将会造成大量的经济损失。【关键词】电能质量谐波电压【中图分类号】TM60【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2012）12-0315-01一、电能质量下降的原因分析7电力系统中的非线性负荷向电网注入大量的谐波电流并引起三相电压不对称，公用电网中的非线性负荷（即谐波源）主要是各种电力电子装置（含家用电器、计算机等电源部分）、变压器、发电机、电弧炉和荧光灯等。在电力电子装置大量应用之前，最主要的谐

3、波源是电力变压器的励磁电流，其次是发电机。在电力电子装置大量应用之后，它成为最主要的谐波源。发电机是公用电网的电源，在设计发电机时，采取了许多削弱谐波电动势的措施，因此，其输出电压的谐波含量是很小的。国际电工委员会（IEC）规定发电机的端电压波形在任何瞬间与其基波波形之差不得大于基波幅值的5%。因此，在分析公用电网的谐波时，可以认为发电机电动势为纯正弦波形，不考虑其谐波分量。变压器的谐波电流是由其励磁回路的非线性引起的，励磁电流的谐波含量和铁心饱和程度直接相关，即和其所加的电压有关。正常晴况下，所加电压为额定电压，铁心基本工作在线性范围内，谐波

4、电流含量不大。但在轻载时电压升高，铁心工作在饱和区，谐波电流含量就会大大增加。另外，在变压器投入运行过程、暂态扰动、负载剧烈变化及非正常状态运行时。都会产生大量的谐波。7电弧炉的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。电弧长度的不稳定性和随机性，使得其电流谐波频谱十分复杂。电弧炉工作在熔炼期间谐波电流很大，当工作在精练期间时，由于电弧特性较稳定，谐波电流较小。二、电能质量的检测方法电能质量指标检测有连续检测和专项检测两种方法，连续检测主要适用于供电电压偏差和频率偏差指标：而专项检测主要适用于不需连续检测或干扰源设备接入电网前后的检测。另

5、外，电能质量指标连续检测点的设置应覆盖主网及全部供电电压等级，并在电网内呈均匀分布。国内外的电力部门为电能质量的监测做了大量的工作。1992-1995年，美国电力研究院（EPRI）在全国范围内进行了大规模的电能质量普查，获得了大量电能质量数据。本文所讨论的一个城市电力公司于2000年成立了该城市配电网电能质量管理小组，在全公司范围进行电能质量监督和测量工作，重点负责对检查不合格的谐波源进行治理。为了对谐波进行监督并全面分析其产生的原因，选择弃有大型谐波源的变电站，有大型电容器组的变电站，本系统内发电厂升压站控制室进行谐波监测。电力系统中谐波的实

6、际测量结果是谐波问题研究的主要依据，也是研究分析问题的出发点。由于电子技术，特别是数字电子技术的进步，已有许多仪器能对谐波进行连续的测量，提供必需的信息，为谐波分析工作提供了有利的条件。三、电能质量的改善方法71、变电站母线电压偏差变电站母线电压偏差的大小，与变压器的型号（是否有载调压、额定出口电压）、电容器的投切以及负载的大小有关。当变压器中、低压侧额定出口电压比较高时（比如11KV），同时变压器负载较轻时，则电压偏差容易超上限；对于无载调压变压器，由干不能及时调整变压器的分接头，在负荷高峰容易出现电压偏低的情况，在负荷低谷容易出现电压偏高的

7、现象，这些情况都使母线电压产生较大的偏差，从而影响用户的正常用电。因此，对于变电站母线电压偏差过大的情况，我们应该从以下几个方面进行考虑：（1）从变电站设计开始综合考虑，选择有载调压变压器和合适的额定出口电压，同时应在低压母线加装电容器（配备一定容量的电抗器，以防止产生谐波放大）。对于无人值班变电站，应考虑装设电压无功自动控制装置（VQc），采取逆调压的方式，进行实时控制，以保证电压在正常的偏差范围内波动。（2）对于电容器的配置，在条件允许的情况下，应采取分组、分级投切的方式，以避免由于整组电容器容量过大，造成电容器不能投人的情况。（3）根据电

8、网的实际晴况，可以采取过补偿与欠补偿的无功补偿方式，以满足电压无功的要求。72、用户端电压偏差用户端电压偏差，与电网结构，线路长短有很大关系。早期建设