淺談三相不平衡、驟升驟降、電壓偏差、電流偏差、間諧波等監(jiān)測(cè)裝置的運(yùn)用--江陰和源
2023-09-28
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常見的電能質(zhì)量分析
（1）電壓偏差
電壓偏差指電網(wǎng)在電能運(yùn)輸?shù)倪^程中，某一個(gè)測(cè)試點(diǎn)實(shí)際運(yùn)行電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的偏差相對(duì)值，其包含過電壓和低電壓。過電壓是指工頻下交流電壓方均根值升高，超過標(biāo)稱值10%，并且持續(xù)時(shí)間大于1min的長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng)現(xiàn)象。過電壓屬于電力系統(tǒng)中的一種電磁擾動(dòng)現(xiàn)象。一方面，電力設(shè)備的絕緣長(zhǎng)時(shí)間耐受著工作電壓，同時(shí)還必須能夠承受一定幅度的過壓，這樣才能保證電力系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。另一方面，系統(tǒng)運(yùn)行中要確保設(shè)備在允許的電壓偏差范圍的上限之下運(yùn)行，以免對(duì)電氣設(shè)備的絕緣造成損害。過電壓可能來源于切除一個(gè)大負(fù)荷或系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖兓?，例如投入一組電容器。系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)或控制能力差可能會(huì)導(dǎo)致過電壓。不正確地調(diào)節(jié)變壓器分接頭也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過電壓。低電壓是指工頻下交流電壓方均根值降低，低于標(biāo)稱值10%，并且持續(xù)時(shí)間大于1min的長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng)現(xiàn)象。造成低電壓的原因與過電壓相反。投入一個(gè)大負(fù)載或者切除一組電容器組會(huì)引起低電壓，通過系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)裝置可以返回正常電壓水平。輸變電設(shè)備過載也能導(dǎo)致系統(tǒng)過電壓。國(guó)標(biāo)GB/T12325-2008電能質(zhì)量供電電壓偏差對(duì)不同電壓等級(jí)電壓偏差做出了明確規(guī)定：35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差絕對(duì)值之和不超過標(biāo)稱電壓的10%；20kV及一下三相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的±7%；220V單相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的+7%，-10%。
（2）頻率偏差
頻率偏差是系統(tǒng)頻率的實(shí)際值和標(biāo)稱值之差。系統(tǒng)有功功率變化是產(chǎn)生頻率偏差的根本原因。穩(wěn)態(tài)電力系統(tǒng)頻率直接關(guān)系到系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。在任何時(shí)刻，頻率取決于(總)負(fù)載和即時(shí)(總)發(fā)電出力之間的平衡。隨著這種平衡的動(dòng)態(tài)變化，頻率會(huì)發(fā)生微小的變化。這些輕微變化可以通過發(fā)電機(jī)的調(diào)速裝置進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，發(fā)電系統(tǒng)一般不會(huì)有太大影響。電力系統(tǒng)的頻率變化偏離正常許可范圍，通常是由輸電系統(tǒng)故障時(shí)切除大容量負(fù)荷或者切除大容量發(fā)電機(jī)組引起。孤島系統(tǒng)由于本身供電容量限制只能允許承受相對(duì)輕微的頻率變化。國(guó)標(biāo)GB/T15945-2008電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差中規(guī)定：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz。當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差限值可以放寬到±0.5Hz。
（3）諧波
諧波在電網(wǎng)引用過程中有著十分重要的作用，不符合要求的諧波在應(yīng)用的過程中會(huì)影響變壓器、電纜等的容量，加速電網(wǎng)中設(shè)備的老化速度，在一定情況下甚至?xí)斐呻娋W(wǎng)設(shè)備損毀，影響電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，浪費(fèi)電力。電網(wǎng)在實(shí)際使用的過程中，相鄰設(shè)備之間產(chǎn)生的諧波會(huì)相互干擾，在一定程度上會(huì)影響人們的用電質(zhì)量。目前，電網(wǎng)在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生諧波的設(shè)備有開關(guān)模式電源、電子熒光燈鎮(zhèn)流器、不間斷電源和產(chǎn)生電弧的負(fù)荷。
（4）不平衡度
三相不平衡是指三相系統(tǒng)的相電壓或者電流在幅值上不同或其相位差不是120°。用戶在使用過程中發(fā)生不平衡的原因如：各相負(fù)荷分布不均衡；高次諧波電流使各相之間發(fā)生不平衡；接線端子及電纜接觸不良附加的不平衡；外部環(huán)境導(dǎo)致不平衡的發(fā)生(如施工等導(dǎo)致線路斷開)；不換位的長(zhǎng)距離架空輸配電線路。
（5）電壓波動(dòng)與閃變
電壓波動(dòng)與閃變是指一系列電壓隨機(jī)變動(dòng)或工頻電壓方均根值的周期性變化，電壓波動(dòng)與閃變的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù) GB/T 12326-2008電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變文件制定的。其在檢測(cè)評(píng)估的過程中主要是取三相長(zhǎng)時(shí)閃變?cè)诩夹g(shù)人員所評(píng)估的時(shí)間段內(nèi)的Z大值與極限值進(jìn)行對(duì)比，如果數(shù)值處于閃變極限數(shù)值之內(nèi)，則證明合格，而閃變數(shù)值若是在其極限數(shù)值以上，則證明不合格。電壓波動(dòng)與閃變不合格會(huì)造成以下幾方面的危害。
1），電壓波動(dòng)與閃變會(huì)在一定程度上造成照明設(shè)備的閃爍情況，而照明設(shè)備的閃爍則會(huì)在一定程度上造成人們的視覺疲勞，進(jìn)而對(duì)人們的工作質(zhì)量與效率產(chǎn)生影響。
2），其也會(huì)對(duì)電視等設(shè)備產(chǎn)生影響，造成電視屏幕圖像出現(xiàn)亮度變化，影響人們的視覺感官體驗(yàn)內(nèi)。
3），對(duì)于部分的電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)作產(chǎn)生影響，這種影響若是長(zhǎng)時(shí)間存在則會(huì)在較大程度上損壞設(shè)備的使用壽命。第四，對(duì)電子儀器、自動(dòng)化設(shè)備等的工作情況產(chǎn)生影響，加上近年來我國(guó)在發(fā)展的過程中大力發(fā)展自動(dòng)化，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的影響較大。因此，對(duì)于電壓波動(dòng)與閃變進(jìn)行管理十分重要。
（6）電壓暫升、暫降、短時(shí)中斷
電力系統(tǒng)故障、設(shè)備故障、控制失靈均會(huì)引起短時(shí)中斷。短時(shí)中斷是根據(jù)電壓方均根值小于標(biāo)稱值的10%的持續(xù)時(shí)間來衡量的。系統(tǒng)故障持續(xù)時(shí)間由保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間或特殊事件過程時(shí)間決定，設(shè)備故障的中斷持續(xù)時(shí)間是不同的。電壓暫降通常與系統(tǒng)故障有關(guān)，也可以由大容量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或變壓器空載激磁等原因產(chǎn)生。電壓暫升通常也與系統(tǒng)故障情況有關(guān)，但發(fā)生概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電壓暫降。中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致非故障相電壓升高。大容量負(fù)荷退出、甩負(fù)荷或大容量電容器組投入等事件也會(huì)造成電壓暫升。
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