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電能質(zhì)量問(wèn)題都有哪些?有何危害?

  • 小編
  • 2019-02-18 10:03:02

電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量、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。

IEEE第22標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)定義了如下相關(guān)電能質(zhì)量問(wèn)題:

①電壓跌落:電壓或電流的有效值減少到額定值的0.1-0.9,持續(xù)時(shí)間為0.5個(gè)周期至1分鐘,系統(tǒng)頻率仍為標(biāo)稱(chēng)值。

電壓中斷:在一定的時(shí)間范圍內(nèi)線(xiàn)路單相或多相失去電壓(低于額定值的0.1)。按持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短,分為瞬時(shí)斷電(0.5周期至3秒)、暫時(shí)斷電(3秒至60秒)和持續(xù)斷電(大于60秒)。

諧波和間諧波:頻率為電源基波頻率整數(shù)倍的正弦電壓或電流稱(chēng)為諧波,含有基波非整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流則為間諧波。諧波是電力系統(tǒng)和電力負(fù)荷設(shè)備的非線(xiàn)性特性造成的。問(wèn)諧波主要是由感應(yīng)電機(jī)、靜止變頻器、周波變頻器和電弧設(shè)備產(chǎn)生的。間諧波會(huì)使照明裝置引發(fā)視覺(jué)閃變。

電壓波動(dòng)(閃變):電壓波動(dòng)是電壓幅值在正常的變化范圍內(nèi)(額定值的 90%-110%)有規(guī)律或隨機(jī)的變化,電壓波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生6—14Hz左右的照明閃爍,此種現(xiàn)象稱(chēng)為閃變。電壓波動(dòng)和閃變主要由工業(yè)負(fù)荷造成的,如電焊接機(jī)、軋鋼廠(chǎng)以及電弧爐等。閃變是人們對(duì)照明波動(dòng)的主觀感受,是衡量電壓波動(dòng)時(shí)對(duì)用電設(shè)備的影響的一個(gè)重要而有效的指標(biāo)。

除此之外,還有其余的電能質(zhì)量問(wèn)題,比如電壓不對(duì)稱(chēng),三相不平衡,過(guò)電壓、欠電壓等。

電能質(zhì)量問(wèn)題的危害

電能質(zhì)量的下降不僅會(huì)影響供電系統(tǒng)的正常安全供電,同時(shí)也會(huì)給用電系統(tǒng)帶來(lái)各種各樣的危害,直接影響著人身安全和經(jīng)濟(jì)效率,因此電能質(zhì)量問(wèn)題有著較嚴(yán)重的后果,具體表現(xiàn)在:

⑴、電壓的波動(dòng)和閃變

會(huì)造成用電設(shè)備工作不穩(wěn)定,由于電壓發(fā)生波動(dòng),使電壓幅值超出容許范圍。另外由于電弧爐煉鋼運(yùn)行時(shí)造成的電壓波動(dòng),將會(huì)使旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生附加損耗,會(huì)降低電機(jī)的工作效率和壽命。

⑵、電壓的短時(shí)中斷

典型的瞬態(tài)電壓偏差,通常是由于雷電、強(qiáng)風(fēng)等外界環(huán)境影響引起的,也有可能是內(nèi)部設(shè)備或控制裝置誤動(dòng)作?;谟?jì)算機(jī)、微處理器控制的各種精密儀器和設(shè)備的大量使用,對(duì)供電質(zhì)量的敏感程度不斷增加。IBM公司的市場(chǎng)調(diào)查表明,48.5%的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)丟失是由于電能質(zhì)量引起的。

⑶、諧波的危害

①諧波增加了公用電網(wǎng)的附加輸電損耗,降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的使用效率;

②諧波會(huì)使電氣儀表的測(cè)量結(jié)果不正確;

③諧波會(huì)影響甚至嚴(yán)重影響用電設(shè)備的正常工作,比如諧波對(duì)電機(jī)產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩,導(dǎo)致不希望的機(jī)械震動(dòng)、噪聲,還會(huì)引入附加銅損、鐵損,以及過(guò)電壓,導(dǎo)致局部過(guò)熱,絕緣老化,縮短設(shè)備使用壽命;

④諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置等保護(hù)設(shè)備的誤動(dòng)作;

⑤諧波會(huì)對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)造成明顯的干擾,降低通信質(zhì)量。當(dāng)諧波頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí),會(huì)產(chǎn)生并聯(lián)諧振,使諧波放大幾倍,甚至幾十倍。

⑷、無(wú)功功率

無(wú)功功率主要是降低了發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備的使用效率,增加了設(shè)備的容量,同時(shí)設(shè)備及線(xiàn)路損耗也會(huì)增加。無(wú)功功率還會(huì)使線(xiàn)路和變壓器的電壓降增大。如果是沖擊性無(wú)功負(fù)載,還會(huì)使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生劇烈波動(dòng),嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。典型的現(xiàn)象有時(shí)鐘自動(dòng)復(fù)位,計(jì)算機(jī)死機(jī),可編程控制器工作異常,通信系統(tǒng)工作不正常,中線(xiàn)過(guò)熱電容器,過(guò)熱損壞電機(jī),損耗增大出力降低,儀表計(jì)量不準(zhǔn),繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作,設(shè)備絕緣老化,加速線(xiàn)損和變壓器損耗。

⑸、三相不平衡

①使旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生附加發(fā)熱和振動(dòng),對(duì)安全運(yùn)行和正常出力有很大的影響;

②使半導(dǎo)體變流設(shè)備產(chǎn)生附加的諧波電流(非特征諧波);

③引起以負(fù)序分量為啟動(dòng)組件的多種保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作(特別是當(dāng)電網(wǎng)中同時(shí)存在諧波時(shí)),會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重威脅;

④在低壓配電線(xiàn)路中,會(huì)影響計(jì)算機(jī)正常工作,引起照明電燈壽命縮短(電壓過(guò)高)或照度不足(電壓過(guò)低)以及電視機(jī)的損壞等;

⑤三相不平衡同樣會(huì)使電網(wǎng)損耗增加;對(duì)于通信設(shè)備,會(huì)增大對(duì)其的干擾,影響正常通信質(zhì)量。