电能质量控制基础及其的发展方向演示教学.ppt

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1、电能质量控制基础及其的发展方向电能质量问题的重要性电能即是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能量形态，又是电力部门向电力用户提供，由发、供、用三方共同保证质量的一种特殊产品。如今，电能作为走进市场的商品，与其它商品一样，无疑也应讲求质量。电能质量问题的重要性(1)现代用电设备对电能质量的要求比传统设备更高。许多新的电器和装置都带有基于微处理机的控制器和功率电子器件,它们对各种电磁干扰都极为敏感。(2)对电力系统运行总效率的重视程度不断加强,特别在用电设备方面表现突出。但这些设备的使用又会导致电网谐波污染(更广义的称为电气环境污染),致使供电电压干扰水平加重,对电

2、力系统安全运行带来直接的或潜在的危害。例如,高效率电机变速驱动、为降低损耗和校正功率因数而采用的并联电容补偿器,以及大量的用户电子设备等。(3)电力用户已提高了对电能质量的认识,正在了解如供电间断、电压凹陷、电路通断引起的暂态现象等实际问题。为满足高效生产流程的需要,维护用电设备的正常运行,越来越多的用户向电力部门提出了高质量供电的要求,甚至通过签定供电合同和质量协议的方式以获得保证。(4)电力网的各个部分都是相互联系的,因此综合协调处理至关重要。任何一个局部的故障或事件都有可能造成大面积的影响,甚至是重大损失。这迫使供电部门在保证向用户提供优质电力的同时,还需极力

3、避免遭受用电设备产生的电力干扰,维护电网安全运行。因此电能质量已经成为一项系统工程问题。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。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。电能质量问题影响的严重性一次电源波动可能造成的巨大经济损失半导体工业具有特殊过程工业玻璃工业光学工

4、业纺织工业$M=百万美元包括一些化工生产过程IBM的研究结果电压跌落对一些设备的危害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年后的另一篇文献[11]介绍，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，

5、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。马达有的研究表明当电压低于50％、持续时间超过1个周波，接触器接触器就会脱扣，而有的研究表明当电压低于70％、甚至更高，接触器就会脱扣。计算机当电压低于60％，持续时间超过12个周波时，计算工作将受到影响，如数据丢失。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

6、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。电能质量问题危害实例1984年，大同第二发电厂中的发电机负序电流过负荷保护受到电气铁道所产生的过大负序电流和谐波电流而动作切机，造成大面积停电。陕西安康110kv电网由于电气铁道供电使电网中多种保护和自动装置受到负序电流影响而频繁误动，每天达100余次。电能质量的基本概念电能质量：从普遍意义讲，电能质量是指优质供电，但是迄今为止，人们对电能质量的技术含义却存在着不同的认识，还不可能给出一个

7、准确同一的定义。这是因为人们看问题的角度不同所致。例如，电力部门可能把电能质量定义为：电压与频率的合格率，并且用统计数字来说明电力系统99.9%是安全可靠运行的；电力用户把电能质量简单定义为：是否向负正常供电。设备铸造厂家把电能质量定义为：电源特性应当完全满足电气设备的正常工作需要。IEEE标准化委员会给出的定义为：合格电能质量的概念是指，给敏感设备提供的电力和设置的接地系统是均适合于该设备正常工作的。IT用户对电能质量的要求20世纪80年代,美国计算机和商用设备制造商协会ComputerandBusinessEquipmentanufacturerassoci