作者:qiqi 日期:2012-04-28 点击数:次
保证电网(电力系统)有优良的电力品质是安全用电、节约用电的前提,它要靠电力管理、运行部门和各用电户的共同努力才能实现。通过多年的实践,国际上把电力品质恶化归结为六大类,应该给予及时治理或补偿。
1.功率因数低
众所周知,交流电是不能储存的。从安全运行考虑,电网中的发电供电能力要比实际使用电能的运行容量大一些,留有合理的裕量。用户的功率因数低,就意味着它“吃”掉了部分的电网安全裕量,过大的无功功率挤掉了电网能提供的最大有功功率总量。这不仅浪费了昂贵的电力设施的供电能力,而且使电网的安全裕量降低,威胁电网的安全工作,削弱了电网应付冲击负载和意外负载出现的能力。此外,功率因数低还带来输配电系统“线损”的增加,因此电网的整体效率下降。
2.谐波超标
正弦电压加在非线性负载上,非正弦电压加在线性负载上,都会在电路中出现非正弦电流。非正弦电流会倒灌进电网,最终流经各电源的内阻抗,产生非正弦电压降,叠加在电源应该发出的正弦电压上,使之畸变。
如果电网容量不够大(如某些单位的自备电源),即它的内阻抗相对较大,电网电压就会畸变,这种非正弦电压即使在正常的线性负载上也会产生非正弦电流。这就造成非正弦的转移、传递和放大。
周期性变化的非正弦电压和电流可以分解成基波和一系列谐波。谐波的次数是基波的整数倍,或者说谐波频率是基波频率的相应次倍数。谐波超过一定标准,会对电网及各用电负载带来严重的影响。
①同次的谐波电压和谐波电流之问会形成谐波有功功率,在负载(如电动机)中产生附加的损耗而发热,产生谐波转矩,轻则转矩脉动,重则咬死在谐波转矩对应的低转速下,使之不能正常启动而烧坏。
②谐波频率较高,使得电路中各工频电容(如滤波电容、吸收电容、功率因数补偿电容,它们本应工作在工频下)的容抗随频率增加而反比减少,它们会流过较高频率而又可能被放大的谐波电流.在电容中产生附加损耗与发热,甚至使这些电容器“放炮”炸裂。
③各种不同的谐波频率有可能同电路中某些电容器、电抗器形成谐振.使电路局部出现高的谐振电压或大的谐振电流,把电网中的某些相连接的用电器烧毁。
④不同阶次的谐波电压和谐波电流之间,最典型的就是在足够大的电网下认为电网供电电压不足以畸变而保持正弦,它同各次谐波电流之问不构成有功功率而消耗,却构成第二类无功—畸变无功,造成系统的功率因数下降。这也是在非正弦情况下,电力品质更加恶化的重要原因之一。
⑤谐波还会产生线路噪声,给电磁兼容带来一系列问题。
⑥在三相四线(五线)带零线的系统中,各相中3的倍数次谐波具有相同的相位,它们将在零线上叠加而使零线严重超载,甚至引起火灾。
近些年来,由于谐波造成的电网运行事故,给用户造成的严重损失已屡见不鲜,但因重视不够,没有增设必要的检测手段来监督,不少事故和损失找不出真正的原因。
3.频率波动
频率是各种用电器设计、制造的基本标准参数。频率的波动不仅直接影响电动计时的钟表和仪器的准确性,而且会带来按标准频率设计的电磁产品的附加损耗。频率升高,铁芯的比铁损增加;频率降低(电压不变),铁芯中的磁通密度成反比增加,更接近于磁饱和。冲击负载的强大无功冲击会影响供电频率的稳定。
4.电压波动
现代应用电路中涉及电压波动的现象和种类越来越多:
①电压的升高或降低超过标准规定的数值。
②电压“毛刺”,即在基本电压波形上叠加的瞬问过电压超短脉冲(时问很短而幅值较高)。
③电压闪变。电压波动引起灯光照明的闪变。
④电压陷波。因三相整流或逆变换流期问换相端子在重叠导电区间呈现瞬时短路而导致的电压波形上缺口.波形下陷,称为陷波。
⑤电压波形中的不连续。在脉宽调制等波形重组电路中有时会出现合成电压的波形不连续。第一种是波形断续,两边波形断开,中间有时问间断;第二种是波形跳跃,两边波形虽无时问问断,但两面接合点的瞬时值不相等;第三种是相位跳跃,两边波形衔接,接合点的瞬时值也相等,但两边波形的相位不同,波形结合处并非平滑过渡。
5.三相不平衡
冲击负载的存在常造成三相供电系统的不平衡,造成中性点位移,最终造成三相中各相相电压不等,使连接的用电器过电压或欠电压而损坏。
6.掉脉冲或断相
因出现严重电压陷波等原因,供电中可能出现某相电压的某个周期“丢失”,即“掉脉冲”。有时还会有断相出现,产生严重后果。
人们在19世纪末就已经通过变压器来改变交流电压和交流电流的大小;在20世纪后半叶又采用变频器来改变频率(直流是频率为零的特殊交流)、相数和相位;在20世纪末、21世纪初又在试图进行波形重组。这些技术上的进步使人类掌握越来越多的可控制手段来获得最佳的节能效果,但必须注意防止或抑制其中副作用的出现。
我们要在“.高效率用电”的同时,努力实现“高品质用电”、保持电力品质始终处于优良状态。
(责任编辑:qiqi)