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電能質量問題都有哪些?有何危害?

  • 小編
  • 2019-02-18 10:03:02

電能質量包括電壓質量、電流質量、供電質量、用電質量。

其可以定義為:導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差,其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態過電壓、波形畸變(諧波)、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續性等。

IEEE第22標準委員會定義了如下相關電能質量問題:

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,持續時間為0.5個周期至1分鐘,系統頻率仍為標稱值。

電壓中斷:在一定的時間范圍內線路單相或多相失去電壓(低于額定值的0.1)。按持續時間長短,分為瞬時斷電(0.5周期至3秒)、暫時斷電(3秒至60秒)和持續斷電(大于60秒)。

諧波和間諧波:頻率為電源基波頻率整數倍的正弦電壓或電流稱為諧波,含有基波非整數倍頻率的正弦電壓或電流則為間諧波。諧波是電力系統和電力負荷設備的非線性特性造成的。問諧波主要是由感應電機、靜止變頻器、周波變頻器和電弧設備產生的。間諧波會使照明裝置引發視覺閃變。

電壓波動(閃變):電壓波動是電壓幅值在正常的變化范圍內(額定值的 90%-110%)有規律或隨機的變化,電壓波動會產生6—14Hz左右的照明閃爍,此種現象稱為閃變。電壓波動和閃變主要由工業負荷造成的,如電焊接機、軋鋼廠以及電弧爐等。閃變是人們對照明波動的主觀感受,是衡量電壓波動時對用電設備的影響的一個重要而有效的指標。

除此之外,還有其余的電能質量問題,比如電壓不對稱,三相不平衡,過電壓、欠電壓等。

電能質量問題的危害

電能質量的下降不僅會影響供電系統的正常安全供電,同時也會給用電系統帶來各種各樣的危害,直接影響著人身安全和經濟效率,因此電能質量問題有著較嚴重的后果,具體表現在:

⑴、電壓的波動和閃變

會造成用電設備工作不穩定,由于電壓發生波動,使電壓幅值超出容許范圍。另外由于電弧爐煉鋼運行時造成的電壓波動,將會使旋轉電機產生附加損耗,會降低電機的工作效率和壽命。

⑵、電壓的短時中斷

典型的瞬態電壓偏差,通常是由于雷電、強風等外界環境影響引起的,也有可能是內部設備或控制裝置誤動作。基于計算機、微處理器控制的各種精密儀器和設備的大量使用,對供電質量的敏感程度不斷增加。IBM公司的市場調查表明,48.5%的計算機數據丟失是由于電能質量引起的。

⑶、諧波的危害

①諧波增加了公用電網的附加輸電損耗,降低了發電、輸電及用電設備的使用效率;

②諧波會使電氣儀表的測量結果不正確;

③諧波會影響甚至嚴重影響用電設備的正常工作,比如諧波對電機產生附加轉矩,導致不希望的機械震動、噪聲,還會引入附加銅損、鐵損,以及過電壓,導致局部過熱,絕緣老化,縮短設備使用壽命;

④諧波會導致繼電保護和自動裝置等保護設備的誤動作;

⑤諧波會對鄰近的通信系統造成明顯的干擾,降低通信質量。當諧波頻率與系統的固有頻率相等時,會產生并聯諧振,使諧波放大幾倍,甚至幾十倍。

⑷、無功功率

無功功率主要是降低了發電設備和輸電設備的使用效率,增加了設備的容量,同時設備及線路損耗也會增加。無功功率還會使線路和變壓器的電壓降增大。如果是沖擊性無功負載,還會使電網電壓產生劇烈波動,嚴重影響供電質量。典型的現象有時鐘自動復位,計算機死機,可編程控制器工作異常,通信系統工作不正常,中線過熱電容器,過熱損壞電機,損耗增大出力降低,儀表計量不準,繼電保護和自動裝置誤動作,設備絕緣老化,加速線損和變壓器損耗。

⑸、三相不平衡

①使旋轉電機產生附加發熱和振動,對安全運行和正常出力有很大的影響;

②使半導體變流設備產生附加的諧波電流(非特征諧波);

③引起以負序分量為啟動組件的多種保護發生誤動作(特別是當電網中同時存在諧波時),會對電力系統的安全運行產生嚴重威脅;

④在低壓配電線路中,會影響計算機正常工作,引起照明電燈壽命縮短(電壓過高)或照度不足(電壓過低)以及電視機的損壞等;

⑤三相不平衡同樣會使電網損耗增加;對于通信設備,會增大對其的干擾,影響正常通信質量。

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