第7章 电能质量控制技术

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1、第一节概述电能质量问题分析和解决思路：电力系统的频率波动—大负荷引起的有功功率冲击；主要依第7章电能质量控制技术靠合理调度或通过专门研究解决。电压波动、波形畸变—非线性负荷和无功功率冲击；在用户侧采取补偿方法就地解决。三相电压动态不平衡—非线性负荷不对称负荷；用户侧补偿、改善工艺和配电网结构方法解决。电压暂降、短时间中断—电力系统故障和大设备操作；采用提高可靠性、改善网络结构和进行补偿等方法解决。新型供配电设备和用户电力技术新概念、新技术。第二节有功功率冲击的补偿第三节无功功率冲击的补偿实用措施：1）改进运

2、行操作方法和生产工艺；国标规定频率偏差为±0.2Hz。解决措施：2）提高系统的供电能力；1）增加装机容量或扩大电力系统3）加装SVC等补偿装置。若系统越大，冲击功率占系统总功率的比例越小，频率偏µ晶闸管控制电抗器（TCR）补偿装置（目前最常用）差越小。接线和基本原理2）使系统保持足够的备用容量3）改进调速系统和进行跟踪调节4）合理选用水电厂的备用调频容量5）对大型冲击负荷的频率变化进行专门研究同时考虑无功冲击的电压波动、谐波、负序问题。TCR+FC型静补装置能快速吸收或发出感性、容性无功，对电压波动、闪变、

3、谐波有很好抑制作用；TCR分相控通过晶闸管控制改变装置输出的无功电流。例如：制能对三相不平衡问题进行补偿；大电网应用可提高系统稳1）α为90o时，电路电流滞后电压90o，吸收无功最大；定性、抑制系统振荡、降低暂态过电压、改善功率因数等。2）α在90o～180o间变化，可改变吸收的无功大小。µ饱和电抗器（SR）补偿装置（早期装置）TCR装置只能吸收无功，与固定电容器FC并联使用，则可向系统送出或吸收无功功率。特性如图所示。电气与信息工程学院2007年春µ晶闸管投切电容器(TSC)补偿装置（应用最多的装置）TS

4、C装置的特点1）分组投切电容器控制无功，不能平滑地调节；2）只能发出无功功率，不能吸收无功功率。3）成本低、可靠、维护方便，应用广泛。1）电抗器作用：防止电容器投入的冲击电流和电容器与系统的谐波谐振。2）技术问题改进：用机电一体化开关解决投切涌流、晶闸管散热、功率损耗和可靠性问题。实用接线如图所示。三种型式SVC装置的比较第四节电压暂降和短时间电压中断的抑制类型TCR＋FCSR＋FCTSC无功功率控制连续，感性/容性连续，感性/容性分级调节，容性动态响应时间约10ms约10ms约10～20ms1）一般抑制方

5、法与措施（供电部门、用户双方共同）限制过电压能力中等有限无吸收谐波能力好好差供电部门：预防故障（尽量减少暂降、间断的次数）闪变改善情况很好好好控制灵活性好差好减缓故障影响（快速跳闸、环网供电等）运行维护情况较复杂简单较复杂SVC装置的应用情况分析：1）TCR＋FC和SR＋FC能连续、双向控制无功，响应时间用户措施：采用UPS、备用线和备用发电机等。快，抑制闪变、谐波能力强，多用于冶金行业。2）TSC广泛用于配电网无功补偿，技术比较成熟。动态电压恢复器（DVR）2）用户电力（定制电力）技术及其应用DVR是带储

6、能装置（系统）的串联补偿装置，除无功功率用户电力技术的产生之外，有补偿有功功率的能力；当系统发生电压暂降时，能在几ms间内将用户侧电压恢复到正常值。1992年美国EPRI提出：把大功率电力电子技术和配电自动化技术综合起来，以用户对电力可靠性和电能质量要求为依DVR抑制电压暂降的原理如图所示。据，为用户配置所需要的电力。用户电力技术的原理与应用采用固态断路器和静态补偿器（STATCOM）固态断路器动作时间小于10ms，能在一个周波内切除故障，并恢复重要用户供电，防止长时间断电。静态补偿器是带有储能系统的并联补

7、偿装置，响应时间几ms，能在一定时间内维持电压不变。两种设备配合使用，能有效限制电压波动、波形畸变。电气与信息工程学院2007年春用户电力技术产品在配电系统的应用用户电力技术的产品和设备固态断路器和固态转换开关开关组成：GTO开关：相当负荷开关SCR开关：相当断路器。工作原理：故障时电流增大，GTO收到关断脉冲后立即关断，电流经限流电抗器流过SCR开关，SCR开关则在电流第一次过零时断开回路，仅有几ms的延时，动作速度非常快。应用场合：可用于快速隔离故障和转换供电；与静态补偿器配合向用思路：采用用户电力技术

8、概念提出的新产品和新设备，为用户户供优质电力；与电抗器配合快速限制短路电流等场合。配置所要求电力。静态补偿器动态电压恢复器一种带储能系统、有快速响应能力的电压源控制器。由联络变压器、GTO或IGBT换流器、储能系统和控制系统组成：与静态补偿器相似也有变压器、换流器、储能装置和等组成。为高质量供电的无功电源产品。控制系统，区别是串接于线路上向敏感负荷供电。原理：正常时由系统受电存储能量；由于能同时提供有功和无功功率