工業(yè)負(fù)荷電能質(zhì)量危害及治理方法

工業(yè)化發(fā)展伴隨大量非線性及沖擊負(fù)荷接入電網(wǎng)，這些負(fù)荷引起的電能質(zhì)量問題嚴(yán)重的影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，對(duì)電網(wǎng)中的其它電力用戶設(shè)備形成潛在危害，同時(shí)引起大量電能損失，造成資源浪費(fèi)。為了限制此類負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的影響，建立一個(gè)清潔的綠色電網(wǎng)，為廣大電力用戶提供干凈的電力能源，國(guó)家頒布了系列電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以此作為評(píng)價(jià)工業(yè)用戶接入電網(wǎng)引起的電能質(zhì)量問題*低要求的依據(jù)，并制定了相應(yīng)的獎(jiǎng)懲規(guī)定強(qiáng)制工業(yè)用戶執(zhí)行電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。由此，工業(yè)用戶負(fù)荷接入電網(wǎng)引起的電能質(zhì)量問題必須進(jìn)行治理。

1.電能質(zhì)量問題及危害

工業(yè)典型非線性負(fù)荷和沖擊負(fù)荷包括電爐、軋機(jī)、電氣化鐵路牽引電機(jī)以及大量的電力電子設(shè)備。由這些負(fù)荷引起的主要電能質(zhì)量問題包括諧波電流、電壓畸變、電壓波動(dòng)、電壓閃變、三相電壓不平衡。對(duì)于電網(wǎng)比較薄弱的地區(qū)，大的沖擊負(fù)荷可能會(huì)引起電網(wǎng)頻率和電壓偏差的問題。功率因數(shù)雖然沒有歸于電能質(zhì)量的問題，但是也是供電部門對(duì)工業(yè)用戶重點(diǎn)考核的指標(biāo)之一，功率因數(shù)低于要求值時(shí)，將會(huì)被嚴(yán)厲處罰，高于要求的功率因數(shù)時(shí)，將會(huì)得到獎(jiǎng)勵(lì)，從某種程度上鼓勵(lì)了工業(yè)用戶進(jìn)行治理的積極性。

電能質(zhì)量問題帶來的危害很多，不同的電能質(zhì)量具有不同的危害型式，各種電能質(zhì)量帶來的危害如下：

1.1諧波對(duì)電氣設(shè)備的危害主要表現(xiàn)

諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要影響是引起附加損耗，其次是產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和諧波過電壓。諧波是供電變壓器損耗增大，產(chǎn)生較大造音。

交流電網(wǎng)的電壓畸變可能引起常規(guī)變流器控制角的觸發(fā)脈沖間隔不等，并通過正反饋而放大系統(tǒng)的電壓畸變，使整流器的工作不穩(wěn)定；而對(duì)逆變器則可能發(fā)生連續(xù)的換相失敗而無法正常工作，甚至損壞換相設(shè)備。

1.2無功沖擊將導(dǎo)致如下不佳影響

使供電母線的電壓降落和產(chǎn)生波動(dòng)，降低了機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行水平；

當(dāng)供電點(diǎn)的母線電壓產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，將使得用戶的異步機(jī)類負(fù)荷轉(zhuǎn)矩隨之變化，輸入負(fù)載的有功功率隨之下降，影響生產(chǎn)和設(shè)備出力；

快速的無功沖擊引起母線電壓波動(dòng)導(dǎo)致閃變，對(duì)人眼造成刺激，對(duì)電視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器圖象造成干擾。

1.3負(fù)序的影響

造成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置中負(fù)序啟動(dòng)元件的誤動(dòng)；造成發(fā)電機(jī)和工廠異步電動(dòng)機(jī)發(fā)熱和振動(dòng)。

1.4低功率因數(shù)將導(dǎo)致如下不佳影響

根據(jù)《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》的規(guī)定，高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)應(yīng)大于0.9以上，否則，用戶將受到低功率因數(shù)罰款，直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

低功率因數(shù)負(fù)載從系統(tǒng)吸收大量無功功率，增加了線損和變壓器的損耗。

由于供電變壓器同時(shí)通過有功功率和大量的無功功率，降低了變壓器的供電能力。

2.電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

電力部門為每個(gè)工業(yè)用戶接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量指標(biāo)提出了限制值，工業(yè)用戶引起的電能質(zhì)量各指標(biāo)不能超過限制值，否則將會(huì)被要求治理。電力部門提出的限制值主要參照了由國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局或國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布的電能質(zhì)量系列標(biāo)準(zhǔn)，常用的標(biāo)準(zhǔn)如下：

GB12326－2000電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變

GB／T14549－1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波

GB／T12325－2003電能質(zhì)量供電電壓允許偏差

GB／T15945－1995電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差

GB／T15543？1995電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度

電力部門對(duì)工業(yè)負(fù)荷的電能質(zhì)量考核點(diǎn)在工業(yè)負(fù)荷接入電網(wǎng)點(diǎn)即公共連接點(diǎn)（PCC）。工業(yè)負(fù)荷引起的電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)均可以直接從電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中查到。但是諧波電流及電壓閃變指標(biāo)則需按照標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)明的計(jì)算方法按照考核點(diǎn)處的短路容量、協(xié)議容量及供電容量進(jìn)行折算。功率因數(shù)也是主要的考核指標(biāo)之一，一般要求工業(yè)負(fù)荷公共連接點(diǎn)處的功率因數(shù)高于0.9則不會(huì)被處罰。

3.電能質(zhì)量治理方法及TCR型SVC原理簡(jiǎn)介

不同類型負(fù)荷具有不同電能質(zhì)量問題，電弧爐引起的電能質(zhì)量問題主要有電壓波動(dòng)、閃變、諧波電流、電壓偏差、產(chǎn)生較大的負(fù)序電流引起三相電壓不平衡等；精煉爐引起的電能質(zhì)量問題包括電壓波動(dòng)和諧波電流；軋機(jī)引起的電能質(zhì)量問題主要有電壓波動(dòng)、電壓閃變和諧波電流等；電鐵牽引機(jī)車引起的電能質(zhì)量問題主要是諧波電流、較大的負(fù)序電流等。低功率因數(shù)問題是上述負(fù)荷的共性特點(diǎn)。

目前，治理電能質(zhì)量的裝置主要采用靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVG），SVG能對(duì)負(fù)荷引起的電能質(zhì)量問題進(jìn)行綜合治理。SVG裝置有很多種類，（文章采集自山東恒電電氣有限公司，如涉及版權(quán)問題請(qǐng)聯(lián)系我們刪除）