什么是電能質(zhì)量?

  電能質(zhì)量，從普遍意義上講是指優(yōu)質(zhì)供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。

  其可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)過(guò)電壓、波形畸變(諧波)、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。

  在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問(wèn)題。 其中：

  1、電壓質(zhì)量。是以實(shí)際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的電能是否合格的概念。這個(gè)定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問(wèn)題，但不能包括頻率造成的電能質(zhì)量問(wèn)題，也不包括用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。

  2、電流質(zhì)量。反映了與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化，是電力用戶除對(duì)交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運(yùn)行。這個(gè)定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降低線損，但不能概括大多數(shù)因電壓原因造成的電能質(zhì)量問(wèn)題。

  3、供電質(zhì)量。其技術(shù)含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性，非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量。包括供電企業(yè)對(duì)用戶投訴的反映速度以及電價(jià)組成的合理性、透明度等。

  4、用電質(zhì)量。包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費(fèi)等。

  衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)

  衡量電能質(zhì)量的標(biāo)注包括：電壓偏差、頻率偏差、電壓三相不平衡、諧波和間諧波、電壓的波動(dòng)和電壓的閃變。

  1、電壓偏差：電壓偏差指的是供電電壓不穩(wěn)定，存在電壓上升或下跌情況。

  2、頻率偏差：所有電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)頻率要求相同，不會(huì)因不同的電能用戶而改變，頻率偏差每個(gè)國(guó)家都有相應(yīng)的規(guī)定。

  3、電壓三相不平衡：三相電壓的值超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

  4、諧波和間諧波：頻率是基波整數(shù)倍表現(xiàn)為正弦的電流或電壓稱之為諧波。非整數(shù)倍的則統(tǒng)稱為間諧波。

  5、電壓波動(dòng)和閃變：電網(wǎng)內(nèi)電壓有規(guī)則的變動(dòng)稱為電壓波動(dòng)，或是變化幅度倍數(shù)在0.9-1.1之間的隨機(jī)變化。閃變則是指電壓的不穩(wěn)定對(duì)燈泡照明的視覺(jué)影響。

  電能質(zhì)量所涉及的小行業(yè)主要包括：

  1、無(wú)功補(bǔ)償;

  按電壓等級(jí)劃分：主要分為高壓無(wú)功補(bǔ)償和低壓無(wú)功補(bǔ)償;

  按不同的產(chǎn)品和功能劃分，主要無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備：TSC、LC型無(wú)源電力濾波器、SVC、STATCOM (SVG)。

  2、諧波治理;

  有源濾波器(APF)、無(wú)源濾波器。

  3、電能質(zhì)量檢測(cè);

  4、其他電能質(zhì)量問(wèn)題。

  電能質(zhì)量有哪些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?

  1、供電電壓偏差(GB/T 12325—2008)

  2、電壓波動(dòng)和閃變(GB/T 12326—2008)

  3、公用電網(wǎng)諧波(GB/T 14549—1993)

  4、三相電壓不平衡(GB/T 15543—2008)

  電能質(zhì)量的特點(diǎn)

  電力生產(chǎn)企業(yè)并不能完全控制電能質(zhì)量，有些電能質(zhì)量的變化是有電力用戶引起的(比如，諧波、電壓波動(dòng)和閃變等)，或是自然災(zāi)害及非控制因素引起的。

  在不同的時(shí)間內(nèi)供用電的電能指標(biāo)通常是不相同的，既是電能質(zhì)量在空間和時(shí)間上是處在不停的變化之中的。

  引起電能質(zhì)量的原因

  1、電力系統(tǒng)元件存在的非線性問(wèn)題

  電力供電系統(tǒng)中元件的非線性問(wèn)題有：發(fā)電機(jī)正常工作中產(chǎn)生的諧波;電網(wǎng)中各變壓設(shè)備產(chǎn)生的諧波;直流輸電產(chǎn)生的諧波;經(jīng)過(guò)高壓后的輸電線路對(duì)諧波的放大作用。另外，并聯(lián)電容器在變電站中的設(shè)置等因素也都會(huì)造成諧波的出現(xiàn)。這些因素中直流輸電因素是現(xiàn)在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波的主要因素。

  2、非線性負(fù)荷

  非線性負(fù)載在工業(yè)和生活用電中展的比例很大，這是電力系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波的主要根源。非線性的主要負(fù)載是電弧爐，電弧爐起弧的時(shí)延及電弧的嚴(yán)重非線性產(chǎn)生了諧波。

  居民的日常生活和生產(chǎn)的負(fù)荷中，使用的熒光燈的伏安特性也是非線性的，也會(huì)有嚴(yán)重的諧波電流產(chǎn)生，其中含量最高的是3次諧波。此外，使用大功率的整流和變頻裝置也會(huì)有嚴(yán)重的諧波電流產(chǎn)生，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全。

  3、電力系統(tǒng)故障

  電能質(zhì)量也會(huì)受到電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的內(nèi)外故障影響，例如，各種自然災(zāi)害、人為的非正常操作、各種線路短路、電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)工作狀態(tài)的改變等都會(huì)對(duì)電能的質(zhì)量造成很大的影響。

  諧波的危害

  電力諧波的主要危害有：

  1、引起串聯(lián)諧振及并聯(lián)諧振，放大諧波，造成危險(xiǎn)的過(guò)電壓或過(guò)電流;

  2、產(chǎn)生諧波損耗，使發(fā)、變電和用電設(shè)備效率降低;

  3、加速電氣設(shè)備絕緣老化，使其容易擊穿，從而縮短它們的使用壽命;

  4、使設(shè)備(如電機(jī)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表、電力電子器件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、精密儀器等)運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；虿荒苷_操作;

  5、干擾通訊系統(tǒng)，降低信號(hào)的傳輸質(zhì)量，破壞信號(hào)的正確傳遞，甚至損壞通信設(shè)備。

  治理電力諧波的方法

  諧波治理措施主要有三種：一是主動(dòng)治理，即從諧波源本身出發(fā)，通過(guò)改進(jìn)用電設(shè)備，使其不產(chǎn)生或少產(chǎn)生諧波;二是受端治理，即從受到諧波影響的設(shè)備或系統(tǒng)出發(fā)，提高它們抗諧波干擾能力;三是被動(dòng)治理，即通過(guò)安裝電力濾波器，阻止諧波源產(chǎn)生的諧波注入電網(wǎng)，或者阻止電力系統(tǒng)的諧波流人負(fù)載端。

  由于諧波源的廣泛性和復(fù)雜性，主動(dòng)治理方法受設(shè)備結(jié)構(gòu)、效率、成本、可靠性等因素影響，只能解決部分問(wèn)題，受端治理方法和被動(dòng)治理方法仍是目前治理電力諧波問(wèn)題的主要方法。例如通過(guò)串聯(lián)失諧電抗器抑制無(wú)功補(bǔ)償電容器導(dǎo)致的諧波共振放大，通過(guò)在系統(tǒng)中安裝無(wú)源電力濾波器和有源電力濾波器進(jìn)行濾波等等。

  改善電能質(zhì)量的措施

  一是，調(diào)整負(fù)荷，降低負(fù)荷的敏感程度，如果遇到要求負(fù)荷電能質(zhì)量特別高的電力用戶僅依靠電力企業(yè)采取的措施不能在短期內(nèi)滿足要求時(shí)，電力企業(yè)必須和電力用戶共同采取必要措施，使負(fù)荷減少敏感程度及降低電能質(zhì)量不良程度。

  二是，改進(jìn)電網(wǎng)，電力企業(yè)安裝抑制或消除電力擾動(dòng)的必要設(shè)備。

  經(jīng)常見(jiàn)到的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置功能相對(duì)單一，例如，有源濾波器APF、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR等，全面實(shí)現(xiàn)電力用戶電能質(zhì)量的設(shè)備是電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器，其組成主要是一個(gè)電容把一個(gè)并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器耦合在一起。

  并聯(lián)逆變器進(jìn)行非線性負(fù)載諧波電流及無(wú)功補(bǔ)償使用的是PWM電流控制技術(shù)，起到調(diào)節(jié)電容直流電壓的作用。而串聯(lián)逆變器使用的是PWM電壓控制技術(shù)，其主要是對(duì)輸出的電壓進(jìn)行控制以達(dá)到抑制諧波、降低負(fù)荷的敏感程度。

  電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器由于其是有一個(gè)串聯(lián)和并聯(lián)的逆變器組成的，因此其具有兩者的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓的波形可同時(shí)調(diào)節(jié)，電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的應(yīng)用極大的解決了電網(wǎng)中電能質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)。