工業(yè)負荷電能質量危害及治理方法

工業(yè)化發(fā)展伴隨大量非線性及沖擊負荷接入電網(wǎng)，這些負荷引起的電能質量問題嚴重的影響電網(wǎng)運行的安全性，對電網(wǎng)中的其它電力用戶設備形成潛在危害，同時引起大量電能損失，造成資源浪費。為了限制此類負荷對電網(wǎng)的影響，建立一個清潔的綠色電網(wǎng)，為廣大電力用戶提供干凈的電力能源，國家頒布了系列電能質量標準，以此作為評價工業(yè)用戶接入電網(wǎng)引起的電能質量問題*低要求的依據(jù)，并制定了相應的獎懲規(guī)定強制工業(yè)用戶執(zhí)行電能質量標準。由此，工業(yè)用戶負荷接入電網(wǎng)引起的電能質量問題必須進行治理。

1.電能質量問題及危害

工業(yè)典型非線性負荷和沖擊負荷包括電爐、軋機、電氣化鐵路牽引電機以及大量的電力電子設備。由這些負荷引起的主要電能質量問題包括諧波電流、電壓畸變、電壓波動、電壓閃變、三相電壓不平衡。對于電網(wǎng)比較薄弱的地區(qū)，大的沖擊負荷可能會引起電網(wǎng)頻率和電壓偏差的問題。功率因數(shù)雖然沒有歸于電能質量的問題，但是也是供電部門對工業(yè)用戶重點考核的指標之一，功率因數(shù)低于要求值時，將會被嚴厲處罰，高于要求的功率因數(shù)時，將會得到獎勵，從某種程度上鼓勵了工業(yè)用戶進行治理的積極性。

電能質量問題帶來的危害很多，不同的電能質量具有不同的危害型式，各種電能質量帶來的危害如下：

1.1諧波對電氣設備的危害主要表現(xiàn)

諧波對旋轉電機的主要影響是引起附加損耗，其次是產(chǎn)生機械振動、噪聲和諧波過電壓。諧波是供電變壓器損耗增大，產(chǎn)生較大造音。

交流電網(wǎng)的電壓畸變可能引起常規(guī)變流器控制角的觸發(fā)脈沖間隔不等，并通過正反饋而放大系統(tǒng)的電壓畸變，使整流器的工作不穩(wěn)定；而對逆變器則可能發(fā)生連續(xù)的換相失敗而無法正常工作，甚至損壞換相設備。

1.2無功沖擊將導致如下不佳影響

使供電母線的電壓降落和產(chǎn)生波動，降低了機電設備的運行水平；

當供電點的母線電壓產(chǎn)生波動時，將使得用戶的異步機類負荷轉矩隨之變化，輸入負載的有功功率隨之下降，影響生產(chǎn)和設備出力；

快速的無功沖擊引起母線電壓波動導致閃變，對人眼造成刺激，對電視機、計算機顯示器圖象造成干擾。

1.3負序的影響

造成電力系統(tǒng)繼電保護裝置中負序啟動元件的誤動；造成發(fā)電機和工廠異步電動機發(fā)熱和振動。

1.4低功率因數(shù)將導致如下不佳影響

根據(jù)《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術導則》的規(guī)定，高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負荷調整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)應大于0.9以上，否則，用戶將受到低功率因數(shù)罰款，直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。

低功率因數(shù)負載從系統(tǒng)吸收大量無功功率，增加了線損和變壓器的損耗。

由于供電變壓器同時通過有功功率和大量的無功功率，降低了變壓器的供電能力。

2.電能質量標準

電力部門為每個工業(yè)用戶接入電網(wǎng)的電能質量指標提出了限制值，工業(yè)用戶引起的電能質量各指標不能超過限制值，否則將會被要求治理。電力部門提出的限制值主要參照了由國家技術監(jiān)督局或國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布的電能質量系列標準，常用的標準如下：

GB12326－2000電能質量電壓波動和閃變

GB／T14549－1993電能質量公用電網(wǎng)諧波

GB／T12325－2003電能質量供電電壓允許偏差

GB／T15945－1995電能質量電力系統(tǒng)頻率允許偏差

GB／T15543？1995電能質量三相電壓允許不平衡度

電力部門對工業(yè)負荷的電能質量考核點在工業(yè)負荷接入電網(wǎng)點即公共連接點（PCC）。工業(yè)負荷引起的電能質量各項指標均可以直接從電能質量標準中查到。但是諧波電流及電壓閃變指標則需按照標準標明的計算方法按照考核點處的短路容量、協(xié)議容量及供電容量進行折算。功率因數(shù)也是主要的考核指標之一，一般要求工業(yè)負荷公共連接點處的功率因數(shù)高于0.9則不會被處罰。

3.電能質量治理方法及TCR型SVC原理簡介

不同類型負荷具有不同電能質量問題，電弧爐引起的電能質量問題主要有電壓波動、閃變、諧波電流、電壓偏差、產(chǎn)生較大的負序電流引起三相電壓不平衡等；精煉爐引起的電能質量問題包括電壓波動和諧波電流；軋機引起的電能質量問題主要有電壓波動、電壓閃變和諧波電流等；電鐵牽引機車引起的電能質量問題主要是諧波電流、較大的負序電流等。低功率因數(shù)問題是上述負荷的共性特點。

目前，治理電能質量的裝置主要采用靜止型動態(tài)無功補償裝置（SVG），SVG能對負荷引起的電能質量問題進行綜合治理。SVG裝置有很多種類，（文章采集自山東恒電電氣有限公司，如涉及版權問題請聯(lián)系我們刪除）