配电网的电压质量管理

配电网电压质量管理电压是电能质量的重要指标之一。电压合格率是评估电网电压质量、生产调度和管理、制定电网规划和技术改造计划的重要依据，也是评估系统运行管理水平的重要指标之一。因此，建立一个完善的、能反映全局的电压监测系统，并加强对其监测数据的分析，对于供电企业的调度运行管理和规划改造是非常重要的。目前，传统的电压监测方法要求每个监测点都需要实时跟踪、手工打印和统计处理。然而，随着110千伏无人值班变电站的增加，大量的开关站和配电站已经建立，电压监测点(尤其是用户终端)也增加了。监测点分散，范围较广。如果仍然采用目前的监测方法，需要更多的人力来定期收集各监测点的监测数据，导致假报率高、数据丢失、故障处理率低等现象，这将大大影响监测数据的参考值，非常不利于电压质量管理。因此，如何摆脱目前电压监测管理中的人工干预，实现电压监测的自动化，是我们应该探讨的问题。I .频率偏移频率偏移是电力系统基频偏离额定频率的程度。大容量负载或发电机切换和不完善的控制设备可能导致频率偏移。中国的电力法规规定，大容量电力系统的频率偏移不得超过0.2赫兹系统频率过度变化对用户和电厂的不利影响主要如下：(1)变频引起异步电动机的变速，影响纺织、造纸等机械的产品质量。(2)功率的降低导致传动机械效率的降低；(3)系统频率的降低导致异步电动机和变压器的励磁电流增加，消耗的无功功率增加，从而恶化了电力系统的电压水平；(4)频率的变化也可能引起系统中滤波器的失谐和电容器组发射的无功功率的变化。二、电压偏差电压偏差是指系统所有部分的电压偏离额定值的百分比。由于电网中用户负荷的变化或电力系统运行方式的变化，施加在电气设备上的电压偏离了电网的额定电压。如果偏差较大，将对用户造成很大的危害，不仅影响电气设备的安全经济运行，而且影响产品的产量和质量。对于配电网中应用最广泛的电机，当电压低于额定电压时，转矩下降，转速下降，导致工厂出现次品和废品。电流增加，电机温度升高，线圈发热，绝缘老化加剧甚至烧毁。当电压高于额定电压时，扭矩增加，增加联轴器轴和从动设备上的加速力，导致振动和设备损坏。启动电流的增加和供电线上的大电压降会影响其他电气设备的运行。对于发电机而言，电压偏差将导致无功电流增加、发电机转子退磁效应增加、电压降低以及励磁电流过度增加，从而导致转子绕组温升超过允许范围、加速绝缘老化、缩短电机寿命甚至烧毁。对于照明灯具，电压对光通量输出和灯具寿命有很大影响。当施加在灯泡上的电压低于额定电压时，发光效率将降低，人的工作环境将恶化，视力将减弱。当高于额定电压时，灯泡寿命将会缩短并烧毁。第三，波形失真波形失真是理想工频正弦波的稳态偏移，通常用它的频谱含量来描述。波形失真主要包括DC频移高次谐波、间谐波、陷波和噪声。如果交流电网中存在DC分量，则称为DC偏移。DC偏移是由于地磁波引起的电磁干扰和电网中存在半整流设备。流经变压器的DC电流将导致变压器的DC偏置，从而导致额外的损耗。DC电流还会导致接地体或其他连接器的电化学腐蚀。陷波是转换器换向引起的周期性电压干扰。虽然傅里叶变换可以用来将陷波分解成一系列谐波，但陷波一般是分开处理的。由于谐波频率高、幅值小，用谐波测量设备难以表征。噪声是指叠加在各相电压或电流、零线或信号线上的频率超过200赫兹的电信号。电力电子设备、电弧装置和电气设备的切换会产生电磁噪声，影响微机和PLC的正常运行。谐波是正弦电压或电流，其频率是电源系统基频的整数倍。由于供电系统中使用了大量的非线性电气设备，如可控硅整流装置、电弧设备、电力机车、变压器等。都是高次谐波的电流源，在连接到电网后会使系统的母线电压失真。高次谐波会使发电机端电压波形失真，从而降低电源电压质量。谐波会导致供电线路损耗增加，损坏电气设备，降低供电可靠性，干扰和破坏控制、测量、保护、通信和家用电器的正常运行。谐波还会加速旋转电机、变压器、电容器、电缆等电气部件中绝缘介质的电离过程。导致发热、绝缘老化和使用寿命缩短。四、电压波动和闪烁电压波动是指当电压快速变化时，最大和最小电压之间的差值相对于额定电压的百分比，即电压均方根值的一系列变化或连续变化。闪烁，即光的照度不稳定引起的视觉感知，是由负载波动引起的，如炼钢电弧炉、轧钢厂、弧焊机等。对于起动电流大的鼠笼式感应电动机和异步起动的同步电动机，也会引起供电母线电压的快速和短期波动。因为当它们启动时或当电网恢复电压时的自启动电流流过网络和变压器，每个部件将发生额外的电压损失。剧烈的电压波动会引起同步电机的振动，影响产品的质量和产量，导致电子设备和测量仪器仪表不能正常工作。电压闪变超过极限值，使照明负载无法正常工作，损害工人健康。V.电压骤降和电压中断电压骤降是由电力系统故障或干扰引起的，它会使用户电压在短时间内(10 ms 1 min)降至额定值的90%以下，然后恢复到正常水平。电压骤降后有一定的剩余电压。电压中断是由系统故障跳闸后用户电压完全丧失引起的。雷击造成的绝缘子闪络或对地放电、架空输配电线路的瞬时故障、大型异步电动机的全电压启动等情况都会不同程度地造成电压骤降和电压中断。电压骤降和中断将导致用户停止生产或次品率增加，导致计算机数据丢失和欠压继电器误操作。交流接触器和中间继电器不能正常工作等不利影响。六.电磁瞬变电磁暂态是指电力系统从一种稳定状态过渡到另一种稳定状态时电压或电流值的暂时变化。电磁暂态的主要原因是雷电波冲击和电力系统故障。电磁瞬变可分为冲击瞬变和振荡瞬变。的定义振荡瞬变的定义：稳态时电压或电流的突然非工频变化，其变化是双向的，通常用频谱成分(主频)、持续时间和振幅来描述。根据其频谱范围，振荡瞬变可分为高频、中频和低频。高频振荡瞬变的主频通常在0.5 5兆赫和5兆赫之间，持续时间为几微秒，这通常是由局部冲击瞬变引起的。中频振荡瞬变的主频在5千赫至5 500千赫之间，持续时间为几十毫秒，背靠背电容充电会产生主频为几十千赫的振荡瞬变。电缆的切换也会在同一频率范围内产生振荡瞬变，冲击瞬变也会引起中频振荡瞬变。主频低于5千赫兹、持续时间在0.3至50毫秒之间的瞬变称为低频振荡瞬变。在输电系统和配电系统中，经常会遇到低频振荡暂态现象。电容器组充电会产生主频在300900Hz之间的低频振荡瞬变，峰值约为2.0p.u。配电网中主频在300 900Hz以下的低频振荡瞬变主要与配电网中的铁磁谐振现象和变压器充电产生的励磁涌流有关。七、三相不平衡三相不平衡是由不平衡的相阻抗、不平衡的负载或两者的组合引起的。由于导体分布的不对称性，典型的非线性负载，如铁路电力机车和炼钢电弧炉，会产生严重的负序分量。负序和零序元件的存在将对电力设备的运行产生以下影响：(1)凸极同步电机对负序分量有很强的谐波转换作用。三相不平衡会导致同步电机产生电力谐波，污染电力系统的运行环境；(2)流入同步电机或异步电机的负序电流会导致电机因附加损耗而过热，产生附加转矩，从而降低使用效率；(3)对于DC输电变流器，三相不对称不仅会增加控制难度，还会导致非特征谐波的产生。(4)零序电流的存在会对相邻通信线路造成强干扰。八、变频调节装置由于其技术和经济优势，大功率晶闸管交流调速装置正在取代传统的DC调速装置。交流调速分为两类，即交流-DC-交流变换器和交流-交流变换器。交流-DC-交流变换器由整流器、中间滤波器和逆变器组成。整流器是晶闸管三相桥式电路。它的功能是将交流电转换成可调直流电。逆变器也是一种晶闸管三相桥式电路，其功能是将直流电转换成频率可调的交流电。中间滤波环节由电容器或电抗器组成。它的功能是过滤整流到DC的电压或电流。交-交变换器本质上是一套无环流并联的桥式可逆整流器。该装置中晶闸管的关断是通过电源交流电压的自然换向实现的，输出电压波形与触发装置的控制信号波形相同，从而实现变频。九、同步串级调速装置低同步串级调速主要用于绕线式异步电动机，它取代了传统的转子回路串联电阻调速方法。在转子电路中加入整流器，将转差功率转换为直流功率，然后由逆变器将转差功率反馈给电网，改变转差功率实现调速。这种调速方法效率高、损耗小、调速范围宽、性能好，但会在逆变器和定子电路中产生谐波电流。X.感应电机感应电机定子和转子的槽会因铁芯饱和而产生不规则的磁化电流，从而在低压电网中产生间谐波。在电机正常转速下，其干扰频率在500 2000 Hz范围内，但当间谐波的频率不是工作频率的整数倍。间谐波是指不是基频整数倍的谐波。这种谐波可以是离散频谱或连续频谱。然而，它的危害相当于整数谐波电压，其抑制和消除要比整数谐波电压困难得多。间谐波电压是由大波动或脉冲非线性负载引起的。间谐波电压必须限制在足够低的水平：(1)低于1)25Hz的间谐波应限制在0.2%以下，以避免灯光闪烁(闪烁)；(2)对于音频脉冲控制的接收机，间谐波电压应限制在0.5%以内，否则会受到干扰；(3)3)2.5千赫以下的间谐波电压不得超过0.5%，否则会干扰电视机，引起感应电机的噪声和振动，低频继电器异常工作。(4)如果2.5至5千赫之间的间谐波电压超过0.3%，将引起无线电或其他音频设备的噪声；(5)当存在非线性负载时，频率为f的间谐波将产生频率边带分量。这些边带的幅度可能非常接近间谐波的幅度，这相当于闪烁频率转换带幅度的基波的4倍和音频控制频率幅度的相同倍数，因此间谐波的影响将大大扩大。所有非线性波动负载(电弧炉、电焊机、晶闸管供电轧机等)。)，各种变频调速装置、同步串级调速装置和感应电动机都是间谐波源，因此间谐波广泛存在于电力系统中。电力系统中的间谐波电压将导致灯闪烁，导致音频脉冲控制接收器、电视和无线电接收器中的噪声和振动。导致低频继电器异常运行，无源电力滤波器过流跳闸。因此，应制定相关国家标准，将间谐波电压限制在足够低的水平(一般低于0.2%)。电压漂移、电压波动和闪变、高次谐波和间谐波、电压暂降和中断、电磁暂态和波形畸变都是影响供电系统电能质量的重要因素。其具体参数是衡量供电系统电压质量的指