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电能质量概述与节能案例分析-精品
2022/6/16
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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、用双方共同保证质量的特殊产品。
电能质量基本傅立叶变换方法、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。
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。
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。
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
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%。
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。
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
线路的输送距离和输送容量
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。
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、对电网的危害
电能质量治理两种技术途径
无功补偿
谐波治理
无功补偿（按电压分类）
高压补偿，6kV以上；
低压低压补偿，；
对于铁合金行业来说，还存在中压补偿（10kV）的概念。
无功补偿（按补偿接入点）
集中补偿（解决力调电费的办法）
分散补偿（小系统的无功优化）
就地补偿（无功就地平衡途径）
无功补偿（按补偿装置的特性）
静态无功补偿装置（如FC，接触器投切）
动态无功补偿装置（SVC，SVG）
TSC：晶闸管投切电容器组；
TCR：晶闸管投切电容器电抗器组；
SVG：静止无功发生器；
谐波分类
谐波分为：低次、高次；
谐波分为：奇次、偶次；
谐波分为：谐波电压、谐波电流；
如采用双向晶闸管（可控硅）锻造加热炉，就产生偶次谐波，不常见。）
谐波治理
无源滤波装置（针对产生谐波的次数进行滤波，采用的是LC结构，治理率60%，主要用于高压谐波治理）
有源滤波装置（检测电网存在的谐波次数及波形，发射一种与之相反的波形，进行相互抵消，治理率90%以上，主要用于低压系统。）
电能质量综合治理
APF（电力有源滤波器）
电能质量综合治理是指低压系统，既有不规则谐波的发生，有存在大量无功需求，治理时需要双重考虑，就需要采用APF。
谐波与无功补偿的关系
电容是谐波的放大源之一。
无功补偿与谐波治理的目的
提高功率因数，减少系统无功损耗；
提升电能质量，提高用电安全；
节约电量，节约电力建设；
主要是强调节约电量与节约电力建设
节约电力建设的体现
功率因数可理解为电能的使用效率；
提高功率因数，减少无功损耗，就是增加了供电设备、线路的余量，间接给了设备与线路进行了增容。
节约电量
力调电费的问题
降低无功损耗（各种损耗的降低）
降低有功损耗
无功经济当量
降低有功损耗
功率因数下降值






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