电能质量概述与节能案例分析.ppt

电能质量概述与节能案例分析
于景定 高级工程师/高级能源管理师
青海电力节能服务有限责任公司
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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、长时间电压变动
长时间电压变动是指，在工频条件下电压均方根值偏离额定值，并且持续时间超过1min的电压变动现象。
长时间电压变动可能时过电压也可能欠电压。
过电压
欠电压
持续中断
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四、电压不平衡
电压不平衡，时常定义为与三相电压（或电流）的平均值的最大偏差，并且用该偏差与平均值的百分比表示。电压不平衡也可利用对称分量法来定义，即用幅负序或零序分量与正序分量的百分比加以衡量。图1－13给出了采用上述两种比值表示的某一民用溃电网一周内电压不平衡趋势。
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五、波形畸变
波形畸变，是指电压或电流波形偏离稳态工频正弦波形的现象，可以用偏移频谱描述其特征。波形畸变有五种主要类型，即直流偏置、谐波、间谐波、陷波、噪声。
谐波畸变水平的描述方法，通常用具有各次谐波分量幅值和和相位角的频谱表示。图1－14给出了典型变速驱动输入电流波形和频谱图。
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六、电压波动
电压波动是指电压包络线有规则的变化或一系列随机电压变动。通常，其幅值并未超过ANSI －1995《电力系统与设备电压等级》－。IEC1000－3－3－1994《低压供电系统电压波形和闪变限值（额定电流<16A的设备）》则定义了多种类型的电压波动。
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七、工频变化
把电力系统基波频率偏离规定正常值的现象定义未频率变化。工频频率的值与向系统供应电能的发电机的转子速度直接相关。
大规模互联电力系统极少出现频率大的波动。
有时人们会把陷波和频率偏差弄错。
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电能质量的数学分析方法
电能质量主要的分析方法可以分为时域、频域和基于数学变换的分析方法 三种。
时域仿真方法在电能质量分析中应用最为广泛。
频域分析方法主要用于电能质量中谐波问题。
基于数学变换的方法主要指傅立叶变换方法、短时傅立叶变换方法、矢量变换方法以及小波变换方法和人工神经网络分析方法。
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供电电压偏差
电压是电能质量的重要指标之一，其中电压偏
差是衡量供电系统正常运行与否的一项主要指
标。
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电压偏差定义
供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系统标称电压(通常，电力系统的额定电压采用标称电压去描述，对电气设备则采用额定电压的术语)之差对系统标称电压的百分数称为该节点的电压偏差。
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供电电压正常运行方式是指系统中所有电气元件均按预定工况运行。供电系统在正常运行时，负荷时刻发生着变化，系统的运行方式也经常改变，系统中各节点的电压随之发生改变，会偏离系统电压额定值。电压的这种变化是缓慢的，其每秒电压变化率小于额定电压的1%。
供电电压正常运行方式
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电压偏差的限值
35kV及以上供电电压的正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%。如供电电压上下偏差同号时(均为正或负),按较大的偏差绝对值作为衡量依据。
(2)10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称电压的±7%。
(3)220V单相供电电压允许偏差为标称电压的+7%、-10%。
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电压偏差产生的原因
电力系统中的负荷以及发电机组的出力随时发生变化，网络结构随着运行方式的改变而改变，系统故障等因素都将引起电力系统功率的不平衡。系统无功功率不平衡是引起系统电压偏离标称值的根本原因。
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在系统运行中的任何时刻，无功电源供给的无功功率与系统需求的无功功率相等。系统无功功率不平衡意味着将有大量的无功功率流经供电线路和变压器，由于线路和变压器中存在阻抗，造成线路和变压器首末端电压出现差值。以供电线路为例来说明无功功率与电压损失的关系。
电力系统的无功功率平衡
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线路的输送距离和输送容量
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电压偏差过大的危害
1、对用电设备的危害
所有用户的用电设备都是按照设备的额定电压进行设计和制造的。当电压偏离额定电压较大时，用电设备的运行性能恶化，不仅运行效率低，很可能会由于过电压或过电流而损坏。
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输电线路的输送功率受功率稳定极限的限制，而线路的静态稳定功率极限近似与线路的电压平方成正比。

系统运行电压偏低时
缺乏无功电源时
频率稳定和电压稳定破坏时
系统运行电压过高
造成系统解列
导致电压崩溃
也会威胁系统的安全运行
给生产生活到来损失
2、