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电能质量概述与节能案例分析
电能质量概论
电能既是一种经济实用、清洁方便且容易传输、控制和转换的能源形式,又是一种由电力部门向电力用户提供,并由供、用双方共同保证质量的特殊产品。
电能质量基本要求
为保证电能安全经济地输送、分配和使用,理想供电系统的运行应具有如下基本特性:
(1)以单一恒定的电网标称频(50Hz或60Hz,我国采用50Hz)、规定的若干电压等级(如配电系统一般为110kV,35kV,10kV,380V/220V)和以正弦函数波形变化的交流电向用户供电,并且这些运行参数不受用电负荷特性的影响。
(2)始终保持三相交流电压和负荷电流的平衡。用电设备汲取电能应当保证最大传输效率,即达到单位功率因数,同时各用电负荷之间互不干扰。
(3)电能的供应充足,即向电力用户的供电不中断,始终保证电气设备的正常工作与运转,并且每时每刻系统中的功率供需都是平衡的。
电能质量三要素
上述理想供电系统的基本特性构成了供电运行对电能质量的基本要求,如果将其概括描述可如图1-1所示。
电能质量特征
1、电力系统的电能质量始终处在动态变化中。
2、电力系统是一个整体,其电能质量状况相互影响。电能不易储存,其生产、输送、分配和转换直至消耗几乎是同时进行的。
3、电能质量扰动具有潜在危害性与广泛传播性。
4、有些情况下用户是保证电能质量的主体部分。
5、对电力系统的电能质量指标进行综合评估非常困难。
6、控制和管理电力系统电能质量是一项系统工程。
电力系统对电能质量的要求
1)电力系统扩张与联网逐渐形成,系统运行的安全稳定性和可靠性要求不断提高。
2)在保证电力系统一定的自然垄断特性的条件下,强化环境保护意识与提高信息管理水平已经势在必行。
3)电力系统与计算机技术和通信技术的结合更加紧密,采用高新技术(如TCSC、FACTS、HVDC、Cus-Pow)以提高电力传输能力和实现配电自动化的趋势方兴未艾。
4)电力用户为满足其对产品的个性化、多样性生产的需求,从最大经济利益出发,在大功率冲击性、非线性负荷容量迅速增长的同时,更大规模地采用科技含量高的器件、设备与技术。
负荷类型
第一种负荷分为三类:普通负荷、敏感负荷和重要(要求严格的)负荷。
第二种负荷可分为:感性负荷、纯阻性负荷、容性负荷和磁性负荷。
电能质量起因
电能质量定义
从普遍意义上讲,电能质量是指优质供电。
电力部门可能把电能质量定义为电压、频率的合格率以及连续供电的年小时数,并且用统计数字来说明电力系统是安全可靠运行的。
电力用户则可能把电能质量简单定义为是否向设备提供了合格电力。
电能质量类型
电流质量:电流质量与电压质量密切相关。电流质量包括电流谐波、间谐波或次谐波、电流相位超前或滞后、噪声等。
供电质量:它包括技术含义(电压质量和供电可靠性)和非技术含义(供电部门对用户投诉与抱怨的反应速度和电力价目的透明度等)。
用电质量:它包括电流质量和非技术含义等,如用户是否按时,如数缴纳电费等。
电压质量:给出实际电压与理想电压间的偏差,以反映供电部门向用户分配的电力是否合格。电压质量通常包括电压偏差、电压频率偏差、电压不平衡、电压瞬变现象、电压波动与闪变、电压暂降(暂升)与中断、电压谐波、电压陷波、欠电压、过电压等。