谈干扰性负荷对供电质量的影响

谈干扰性负荷对供电质量的影响谈干扰性负荷对供电质量的影响 1 1 干扰性负荷的危害干扰性负荷的危害 1 1 理想的供电情况我们知道 在理想的交流供电系统中 三 相交流电压是平衡的 其方均根值和频率应该是恒量 电压和 电流的波形为正弦无畸变波形 供电质量的衡量指标 除供电 电压和频率的偏差外 还有电压正弦波形畸变 三相电压不平 衡 电压波动和闪变 电压突然下降和中断以及电网中各种信 号电压等 通常根据以下几点来判断供电质量 在供电点电 压和频率接近额定值和稳定的程度 电压和电流偏离正弦波 形的程度 三相系统的电流和电压 其三相平衡的程度 因 为许多发生干扰的设备是生产和技术发展的必然结果 例如电 力电子设备 大型的炼钢电弧炉等 这就需要对发生干扰的设 备接入电网的条件作限制规定 以保证对干扰敏感的设备能得 到合格的供电 1 2 正弦波形畸变和谐波正弦波形畸变的主要原因 如果供电 系统中有非线性元件和负荷 即使供电电压为正弦波形 其电 流波形也将偏离正弦波形发生畸变 非正弦波形的电流在供电 系统中传递 由于沿途电压降使各供电点的电压波形将受其影 响而产生不同程度的畸变 大量的 大功率的非线性负荷 是 引起供电系统的电流和电压波形产生畸变的主要原因 供电系 统的主要非线性负荷有 含半导体器件的电力电子变流设备 电弧炉 电弧焊机和日光灯等含电弧特性的设备 电力变 压器 铁心电抗器等含有磁饱和特性的设备 在国际电工标准 中定义 谐波为一周期量的正弦波分量 其频率为基波频率的 整倍数 习惯上规定电力系统中的工频为基波频率 1 3 电压波动和闪变电弧炉和轧钢机等冲击性负荷的波动电流 当其流过供电线路阻抗 将使供电电压出现相应的波动 此波 动电压将传递到电网其他馈电线路上危害其他用户的电气设备 工业用电的负荷 如大功率换流设备 变频设备 轧机 电焊 机 电弧炉和电力机车等 都是对电能质量产生干扰的主要设 备 即主要干扰源 供电系统的谐波污染 通常主要是由带电 容滤波的整流装置所引起 2 2 干扰性负荷的动态补偿干扰性负荷的动态补偿 2 1 初步的分析对大黑汀水库管理处出现的这次问题 因线路 上的几家钢厂的设备都是带有可控硅控制的换流装置 我们认 为主要是干扰性负荷所产生的谐波所造成的 换流装置由一相 向另一相转换时 在重叠导通的区间 t 内 参与换相的两相 交流端子被瞬间短路 会导致电压波形发生畸变 换流装置一 般都经由变压器与电网连接 如果供电系统的短路容量足够大 或变压器阻抗比系统阻抗大很多时 足以抑制电网电压的谐波 但更换变压器不是很现实 2 2 对干扰性负荷的限制工业上诸如炼钢电弧炉 晶闸管整流 供电的轧机等属于动态的非线性负荷 这类负荷的有功功率和 无功功率随时间作快速变化 从而引起对电能质量的如下干扰 系统频率的波动 供电电压的波动和闪变 供电电压的 动态波形畸变 其中不平衡负荷 如交流电弧炉 还将引起 三相供电电压的动态不平衡 有功功率冲击引起系统频率的波 动只是对一些大型冲击负荷 或者对一些离发电厂较近而又相 对较大的冲击负荷才需专门研究 一般由电业部门采取综合措 施解决 而无功功率冲击引发的供电电压方面问题 即电压波 动和闪变 波形畸变和三相不平衡 较为广泛 应由用户采取 措施就地解决 这一次我们就是采取的用户配合处理的措施 采用交流无源滤波装置就近吸收谐波源所产生的谐波电流 降 低供电点的谐波电压 是抑制谐波污染的一种有效措施 这次 用户所装的这种滤波装置由电力电容器 电抗器适当组合而成 运行中它和谐波源并联 虽然结构比较简单 但运行可靠 维 护方便 经济上也是用户可以接受的 在装设设备前后 我们 用示波器对系统波形进行了检测 发现装设备前 正弦电压波 形发生严重畸变 装设备之后 电压波形明显接近于理想的正 弦波形 3 3 限制干扰性负荷的意义限制干扰性负荷的意义 电网谐波含量的增加 将导致电气设备寿命缩短 网损加大 系统发生谐波谐振的可能性增加 同时可能引起继电保护和自 动装置误动 仪表指示和电度计量不准以及通信受干扰等一系 列问题 即使各级电网谐波电压不超过标准 由于谐波引起的 损耗以及电气设备绝缘寿命的缩短所造成的等值损失电量也很 可观 据统计约为用电量的 0 7 电气设备寿命的缩短以及电 量的消耗对我们来说 损失是相当巨大的 如果电网中谐波严 重超标或发生谐波谐振 则损耗将大大增加 4 结语综上所述 我们发现干扰性负荷对我们的供电网络 的危害是