第3章 传统电能质量问题

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1、第二节供电电压偏差第三章传统电能质量分析与改善措施一电压偏差的定义第一节概述供电系统在正常运行方式下，某节点的实际电压与20世纪70年代以前，电力系统中使用电子计算机进行系统的标称电压之差对系统标称电压的百分数称为该节点的电压偏差。控制的设备和电子装置的数量不多，非线性负荷和冲击性UU−δU=×reN100%负荷占系统总的比例很小，电力工作者关心的电能质量问UN题主要局限在电压、频率和连续供电方面。δU——电压偏差Ure——实际电压，KV电压偏差、频率偏差、电压三相不平衡和供电可靠性UN——系统标称电

2、压构成了传统电能质量的主要内容。电压偏差属于电压变动的范围，强调电压持续性地逐渐（较缓慢地）偏离标称电压。二、电压偏差的限值电压偏差仅针对电力系统正常运行状态而言。我国国家标准GB12325—1990在正常运行状态下，电压偏差绝对值一般不大于《电能质量供电电压允许偏差》规定:10%。过电压和欠电压强调实际电压严重偏离标称电¾35kv以上的供电电压的正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%压，分别高于标称电压的110%和维持在标称电压的¾10kv及以下三相供电电压允许偏差为标称电10%—90%，并且

3、持续时间超过1min。压的+7%¾220v单相供电电压允许偏差为标称电压的+7%、–10%三、电压偏差产生的原因PRQ+X电压损失：∆≈U电力系统中的负荷以及发电机组的出力随时发生变U2化，网络结构随着运行方式的改变而改变，系统故障等因素都将引起电力系统功率的不平衡。系统无功功率不在110KV及以上的电压等级的输电线路中，平衡是引起系统电压偏离标称值的根本原因。XR，无功功率Q对电压损失的影响远大于有功功以供电线路为例来说明无功功率与电压损失的关系。率P对电压损失的影响。供配电网络结构的不合理也能导

4、致电压偏差。为此，我国对不同电压等级的供配电线路规定了合理的输送距离和输送容量。见下表：供电线路等值电路电气与信息工程学院2007年春输送距离额定电压（KV）传输方式输送容量（KW)（KM)四电压偏差过大的危害架空线<500.151对用电设备的危害0.22电缆线<1000.12用电设备是按照设备的额定电压进行设计和制造架空线1000.25的。当电压偏离额定电压较大时，用电设备的运行性0.38电缆线1750.35能恶化，不仅运行效率降低，很可能会由于过电压或3架空线100—10003—1过电流而损坏。架

5、空线200010—3例如：6电缆线3000<8白炽灯设备，当电压低于额定电压的5%时，白炽灯的架空线300015—5光通量减少18%；低于额定电压的10%时，光通量减少10电缆线5000<1030%。高于额定电压的5%时，寿命减少30%；高于额35架空线2000—1000050—20定电压的10%时，寿命减少一半。66架空线3500—30000100—30电炉等电热设备的发热量与电压的平方成正比。110架空线10000—50000150—50220架空线100000—500000200—300异步电动

6、机，电磁转矩与端电压的平方成正比。电压过低，电动机滑差加大，定子电流增加，绕组温度升高，绝缘老化加速，电机寿命缩短，甚至烧毁；电压过高，损坏绝缘，由五改善电压偏差的措施于励磁电流过大而过电流，电动机寿命缩短。2对电网的危害线路静态稳定功率极限近似与线路的电压平方成正比。电压偏低，输电功率极限降低，可造成系统解列。保证电力系统各节点电压在正常水平的充如果系统缺乏无功电源，可能产生系统电压不稳定现分必要条件是系统具备充足的无功功率电源，象，导致电压崩溃。电压过高使电气设备绝缘受损，使带铁芯的设备饱同时采取

7、必要的调压手段。和，产生谐波，可能引发铁磁谐振。影响系统的经济运行：电压偏低将使电网的有功损耗、无功功率损耗以及电压损失增加；系统电压偏高，超高电压网的电晕损耗加大。（一）配置充足的无功功率电源无功电源发出的无功功率大致一半供给负荷，另一半则用说明调压基本原理的简单电力系统于补偿线路及变压器的无功损耗。PRQX+1一般认为新增加1kW有功设备需要相应增加0.55~0.65kvarUU≈−kLS1UkN2容性无功补偿设备。调压方法：无功补偿的原则是尽量做到分区、分层、分变电所进行补(1)改变

8、系统无功功率的分布偿，实现无功功率的就地平衡，并要留有足够的事故无功功率(2)改变发电机端电压Us备用容量。(3)改变变压器变比k1、k2无功功率备用容量一般取最大无功功率负荷的7%~8%。(4)改变输电网的参数X电气与信息工程学院2007年春1同步发电机2同步调相机实质上是不带机械负载的同步电动机。改变调相机发电机能发出无功功率，也能吸收无功功率。的励磁，可使调相机工作在过励磁或欠励磁状态，从而发电机调节无功的速度快且不需要额外的投资，充分发出或吸收无