电能质量问题与解决方案研讨.ppt

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1、本资料来源电能质量——问题与解决方案PowerQuality——Issues&Solutions1.电能质量问题的提出电能是一种特殊的商品,既具有以商品形式向用户出售的性质,又具有为千百万用户服务的公用事业性质。由于电能的供应带有一定的垄断性（特别是国内）,电力用户往往在使用电力企业所供的电能时,对其质量的波动或不良情况也无可奈何。故早期制订的常规电能标准,其要求不够严格,相当长时间内没有重大改进。用户与电力企业之间矛盾不断发生20世纪后半世纪,世界科技发展速度加快,特别是信息产业的突飞猛进，传统的电能质量标准已无法适应用户需要,迫使电力企业和有关学术

2、组织不得不对电能质量标准作出较大的修订补充，从而全面关注电能质量的分析和控制问题。1.1计算机及信息设备对电能质量的要求计算机安全运行电压图（byCBEMA1996）绿色表示正常工作，黄色表示不能正常工作，红色表示对设备将造成损坏。可见，运行电压偏移额定值的程度和持续时间，直接关系到设备的功效和安全性。持续时间运行电压周波(60Hz)1.2电能质量问题影响的严重性供电可靠性问题对美国工业每年造成损失为250－500亿美元。如惠普公司集成电路工厂停电20分钟将引起3000万美元损失。大量电力电子装置的使用、电容投切等造成负荷不对称并引起严重的电能质量问题

3、。电压低于0.9额定值时，某些电动机将不能正常工作。高次谐波会导致对精密电子设备工作的干扰和电器设备的异常发热，造成设备的永久性损坏。供电电压的闪变和三相不对称，则直接影响各种电气设备正常运行。IBM的研究结果电能质量问题是造成数据丢失的最大原因！芯片测试当电压低于85％时，测试仪停止工作，芯片、主板可能被毁；PLC早期的产品，当电压低于10％时，仍能持续工作15个周波(可编程控制器)新版产品，当电压低于(50～60)％时，PLC停止工作；而2年后资料表明，当电压低于81％时，PLC停止工作；一些I/O设备，当电压低于90％、持续时间仅几个周波，就会被

4、切除。机器人由机器人控制对金属部件进行钻、切割等精密加工的机械工具，为保证产品质量和安全，工作电压槛值一般设为90％，当电压低于此值、持续时间超过2～3个周波时，被跳闸。直流马达当电压低于80％时，直流电机被跳闸。变频调速当电压低于70％，持续时间超过6个周波时，VSD被切除。而对于一些精细加工业中的电机，当电压低于90％、持续时间超过3个周波时，电机就会被跳闸而退出运行。马达研究表明：当电压低于50％～70％、持续时间超过1个周波，接接触器触器就会脱扣。计算机当电压低于60％，持续时间超过12个周波时，计算工作将到影响，如数据丢失。电压跌落对一些设备

5、的危害我国电网电能质量问题更大故障率与供电可靠性差据1995年203个供电局/电业局统计，平均供电可靠率仅为99.075%；电压波动大。我国部分城网电压合格率仅为82%~86%；供电网谐波污染严重。变流电源、家用电器、冶金、化工企业大型冲击电源、电气化牵引设备等都是主要的谐波源，造成电压波形畸变、电压波动、闪变和三相不平衡。2.电能质量问题的分类（1）电压质量问题：闪变瞬时过电压、跌落谐波、畸变各相电压不平衡电流质量问题：电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸变流入电网的谐波电流无功、不平衡负荷电流低频负荷变化造成的闪烁等2.电能质量问题的分类（2

6、）稳态电能质量问题以波形畸变为特征，主要包括谐波、次谐波、波形下陷以及噪声等；动态电能质量问题通常以频谱和暂态持续时间为特征，分脉冲暂态和振荡暂态两大类。主要体现为电压质量问题电压跌落占其中很大的比例几种动态电压质量问题的示意图波形3.国外对电能质量的认识针对电能质量问题，美国电科院（EPRI）提出一个分三步走的研究策略：第一步：电能质量问题分析美国在300多个电厂/电站安装了电能质量监测仪（PQNodes）第二步：发展电能质量控制器EPRI与西屋公司成立西屋科学院，研究固态断路器（Solid-stateCircuitBreaker）、静止无功补偿器(

7、STATCON)和动态电压恢复器等（DynamicVoltageRestorer，DVR)等电力电子式电压质量控制装置。第三步：与电力公司合作，开展应用推广研究。4.国内对电能质量问题的认识☆很长一段时间，只是关心有没有电的问题，即供电的可靠性；☆20世纪后半世纪,国内电力企业和有关学术组织不得不对电能质量标准作出较大的修订补充。传统的电能质量只包含频率、电压和可靠性(即不断电)三个方面。随后,部分事故和用户投诉使人们认识到电网中的谐波和三相不平衡现象的严重危害性。此后,电压波动和闪变也已引起足够重视,在电能质量标准内也已列入此项内容。☆2000年以前

8、，我国对电能质量已先后颁布了几个国家标准,对电压允许偏差、电压允许波动和闪变、电网谐波、三相电