yobo体育官网登录入口_电压闪变及治理措施

点击量: 1     作者: yobo体育官网登录入口     时间: 2022-01-21 01:40:44

一、什么是电压波动?
电压波动是指电压幅值在一定范围内有规则的变动时,电压变动或贡品电压包络线的周期性变化,或是电压幅值不超过0.9~1.1(p.u.)的一系列随机变化;电压波动值为电压方均根最大值与最小值之差相对额定电压的百分比。电压波动引起照明灯的照度波动。
二、什么叫闪变?其标准是什么?
闪变用于说明对不同频率电压波动引起灯闪的敏感程度及引起闪变刺激性程度的电压波动值。闪变的定义:人眼对照度波动的一种主观感觉。
电弧炉、轧钢机等大功率装置的运行会引起电网电压的波动。电压波动常会导致许多电气设备不能正常工作。通常,白炽灯对电压波动的敏感程度要远大于日光灯、电视机等电气设备,并且所有建筑的照明都大量使用白炽灯,若电压波动的大小不足以使白炽灯闪烁,则肯定不会使日光灯、电视机等设备工作异常。因此通常选用白炽灯的工况来判断电压波动值是否能够被接受。
闪变的主要决定因素如下:
   (一)供电电压波动的幅值、频度和波形。
   (二)照明装置。以对白炽灯的照度波形影响最大,而且与白炽灯的瓦数和额定电压有关。
   (三)人对闪变的主观视感。
  因为决定闪变的因素较复杂,而各国照明供电的额定电压又不尽相同,经过国际电热协会(UIE)和国际电工委员会(IEC)多年的协调,至今闪变的国际电工标准已在力求统一。目前我司闪变工作采用的标准为中国国家标准化委员会2008年发布的《电能质量 电压波动和闪变》(GB 12326-2008),该标准参考国际上普遍承认的IEC61000-3-7标准的基础上进行修改,用短时闪变值Pst和长时闪变值Plt来衡量电压闪变。该标准规定:电力系统公共连接点,在系统正常运行的较小方式下,以一周(168)为测量周期,所有Plt应满足:
                        Plt
≤110kV                          >110kV
    1                                  0.8

三、引起电压闪变的原因有哪能些?
引起电压闪变的原因有很多,主要分为三类:一是电源引起的电力系统电压闪变;二是负载的切换、电动机的启动引起的电压闪变;三是冲击性负荷投入电网运行引起的电压闪变。
 
四、哪种情况属电源引起的电压闪变?
电源引起的点烟闪变主要是指风力发电机发电时产生的闪变。这是因为风力发电机组的输出功率随风速变化而改变,随机性很大,造成功率的连续波动和暂态扰动,从而使电网产生电压波动和闪变。
 
五、哪种情况属电动机启动引起的电压闪变?
在实际工作中,许多用户的电动机根据工序要求需要不断启停,在电动机启动时,高浪涌电流和低功率因数共同作用引起闪变。电扇、泵、压缩机、空调、冰箱、电梯等属于这种负载。另外,功率因数校正电容器的投切也引起电压闪变。根据电动机引起的闪变干扰限制,电动机启动引起的电压变动越大,就要求其单位事件内启动的次数越少。
 
六、哪种情况冲击性负荷的投入引起的电压闪变?
冲击性负荷的种类很多,如电弧炉、轧钢机、矿山绞车、电力机车等, 这类负荷的功率都很大,达几万千瓦甚至几十万千瓦,他们共同具有以下特点。
(一)有功功率和无功功率随机地或周期地大幅度波动。
(二)有较大的无功功率,运行时的功率因数通常较低。
(三)负荷三相严重不对称。
(四)产生大量的谐波反馈入电网中,污染供电系统。
因此,这些负荷运行时,电网电压不稳定,产生快速或缓慢的波动。而且,由于这些冲击性负荷的特性又各有差异,他们产生的闪变情况也不相同。
 
七、如何抑制电压波动和闪变?
(一)合理的选择变压器的分接头以保证用电设备的电压水平。在新建变电站或用户新增配电变压器,应尽可能采用有载调压变压器。
(二)设置电容器进行人工补偿。电容器分为并联补偿和串联补偿。并联电容补偿主要是为了改变网络中无功功率因数,从而抑制电压波动、提高用户功率因数、改变电压质量。串联电容补偿主要是为了改变线路参数,从而减少线路电压损失、提高线路末端电压并减少电能损耗。
(三)线路出口加装限流电抗器。在发电厂10kV电缆出线和大容量变电所线路出口加装限流电抗器,以增加线路的短路阻抗,限制线路故障时的短路电流,减少电压的波及范围,提高线路遭短路时的电压。
(四)采用电抗值最小的高低压配电线路方案。电缆线路的电抗约为架空线路的1/5,因此,应尽量优先采用电缆线路供电。
(五)配电变压器并列运行。变压器并列运行是减少变压器阻抗的唯一方法。
(六)大型感应电动机带电容补偿。其目的主要为了对大型感应电动机进行个别补偿。在线路结构上使电动机和电容器同时投入运行,电动机较大的滞后启动电流和电容器较大的超前冲击电流的抵消作用,使其从一开始启动就有了良好的功率因数,并且在整个负荷范围内都保持良好的功率因数,对电力系统电压波动起到了很好的稳定作用。
(七)改变系统设计,降低电压扰动。故障线路的电压波动程度要大于相邻线路。把重要负荷和经常出现故障的线路或干扰源分开是降低电压扰动的可行方案之一。这里所说的干扰源是指有大型电机启动或轧钢机等冲击性负荷的用户。改变系统设计是供电部门在与用户签署供用电合同时事先考虑的问题。需要供电部门长期统计出年故障次数少或干扰源小的线路提供给重要负荷使用,减少客户的投诉和用电的损失。
(八)采用电力稳压器稳压。这种电力稳压器主要用于低压供配电系统,能在配电网络的供电电压波动或负载发生变化时自动保持输出电压的稳定,确保用电设备的正常运行。
 
八、补偿装置有哪些?
目前,大部分用于改善和提高电能质量的补偿装置都具有抑制电压波动与闪变的功能,如静止无功补偿器(SVC)、有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)以及配电系统电能质量统一控制器(DS-UniCon)等。
 
九、什么是静止无功补偿器(SVC)?
电压闪变是电压波动的一种特殊反映,闪变的严重程度必将与负荷变化引起的电压变动相关,在电网短路容量一定的情况下,电压闪变主要是由于无功负荷的剧烈变动所致,因此对于电压闪变的抑制,最常用方法是安装静止无功补偿装置,目前这方面技术已相当成熟。但是,由于某些类型的SVC本身还产生低次谐波电流,须与无源滤波器并联使用,实际运行时有可能由于系统谐波谐振使某些谐波严重放大。因此,在进行补偿时,要求采用具有短的响应时间、并且能够直接补偿负荷的无功冲击电流和谐波电流的补偿器。
除了综合改善电能质量这一直接效果外,SVC在电力系统中已成为控制无功和电压,提高输电稳定性,限制系统过电压,增加系统阻尼的重要技术措施。SVC的应用还可以给干扰源用户带来多方面的技术经济效益。例如电弧炉采用SVC后还可以提高功率因数,降低损耗,缩短钢的熔炼时间,降低单位损耗,提高钢产量等。
 
十、什么是有源电力滤波器(APF)?
要抑制电压闪变,必须在负荷电流急剧波动的情况下,跟随负荷变化实时补偿无功电流。近年来采用电力晶体管(GTR)和可关断晶闸管(GTO)及脉宽调制(PWM )技术等构成的有源滤波器,可对负荷电流作实时补偿,如图3所示。有源电力滤波器的工作原理与传统的SVC完全不同,它采用可关断的电力电子器件和基于坐标变换原理的瞬时无功理论进行控制,其作用原理是利用电力电子控制器代替系统电源向负荷提供所需的畸变电流,从而保证系统只须向负荷提供正弦的基波电流。
有源电力滤波器与普通SVC相比,有以下优点:响应时间快,对电压波动、闪变补偿率高,可减少补偿容量;没有谐波放大作用和谐振问题,运行稳定;控制强,能实现控制电压波动、闪变,稳定电压作用,同时也能有效地滤除高次谐波,补偿功率因数。

十一、什么是动态电压恢复器(DVR)?
有功功率的快速波动同样会导致电压闪变,这就要求补偿装置在抑制电压波动与闪变时除了进行无功功率补偿使供电线路无功功率波动减小外,还得提供瞬时有功功率补偿。因而传统的无功补偿方法不能有效的改善这类电能质量问题,只有带储能单元的补偿装置才能满足要求。
动态电压恢复器(DVR)的基本结构如图4所示,其接法是将1台由3个单相电压源变流器构成的三相变流器串联接入电网与欲补偿的负荷之间。这里逆变器采用3个单相结构,目的是为了更灵活地对三相电压和电流进行控制,并提供对系统电压不对称情况的补偿。该装置的核心部分为同步电压源逆变器,当线路侧电压发生突变时,DVR通过对直流侧电源的逆变产生交流电压,再通过变压器与原电网电压相串联,来补偿系统电压的跌落或抵消系统电压的浪涌。由于DVR通过自身的储能单元,能够在ms级内向系统注入正常电压与故障电压之差,可用于克服系统电压波动对用户的影响,因此是解决电压波动、不对称、谐波等动态电压质量问题的有效工具。
它起了将系统与负荷隔离的作用,是面向负荷的补偿装置。该装置仅对特定负荷加以补偿,所以其容量仅取决于负荷的补偿容量和要求的补偿范围。目前大部分DVR装置的直流侧采用电容来提供直流电压,只能提供有限的能量,若要求DVR长时间提供电压补偿,则必须让DVR输出的电压和电流垂直,这样DVR装置不提供有功,只进行无功交换,可以满足长期工作的要求。
 
十二、什么是统一电能质量控制器?其它补偿装置有哪些?
统一电能质量控制器(UPFC)结合了串、并联补偿装置的特点,具有对电压、电流质量问题统一补偿的功能,属于综合的补偿装置。含有储能单元的串、并联组合的用户电力综合补偿装置除了应用于配电系统的谐波补偿外,还可以解决瞬时供电中断和电压波动等动态电压质量问题,提高供电的可靠性。
另外,除了前面的所介绍的补偿装置外,灵活交流输电系统(FACTS)也能抑制电压波动和闪变。该系统通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流,使输送容量更接近线路的热稳极限,能提高输电系统输送容量。目前主要的FACTS有:静止无功补偿同步器(STATCOM),晶闸管投切电容器型(TSSC),可控串联补偿电容器(TCSC)等。在10kV以上系统中,通过FACTS改变线路电抗能减小电压波动,特别是并联补偿装置(如STATCOM),通过与系统进行无功功率交换,以维持线路电压恒定,因此是抑制系统电压波动、闪变和提高系统稳定性特别是电压稳定性的有力工具。
近些年,静止无功补偿同步器(STATCOM)也称为SVG,随着大功率高速半导体器件发展正在逐步实用化,基本原理是利用可关断大功率电力电子器件(如IGBT)组成自换相桥式电路,经过电抗器并联在电网上,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧电流,就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现集动态补偿感性无功功率和容性无功功率于一身,具有能够动态补偿大范围快速变化的瞬时无功功率的特点。
SVG与SVC装置比较具有如下优点:1)采用数字控制技术,系统可靠性高,基本不需要维护,可以节省大量的维护费用;2)在提高系统的暂态稳定性、阻尼系统震荡等方面的性能大大优于传统的同步调相机;3)控制灵活、调节速度更快、调节速度广,在感性和容性运行工况下均可连续快速调节,响应速度可达毫秒级;4)静止运行、安全稳定,没有调相机那样的大型转动设备,无磨损,无机械噪声,将大大提高装置寿命,改善环境影响;5)对电容器的容量要求不高,可以省去常规装置中的大电感和大电容及庞大的切换机构,使SVG的体积小、损耗低;6)连接电抗小。SVG接入电网的连接电抗,作用是滤除电流中存在的较高次谐波,另外起到将变流器与电网连接起来的作用,因此其电感量远小于补偿容量相同的TCR等SVC装置所需的电感量;7)SVG输出电流不依赖于电压,表现为恒流源特性,具有更宽的运行范围。而SVC本质是阻抗型补偿,输出电流和电压成线性关系。因此系统电压变低时,同容量SVG可以比SVC提供更大的补偿容量;8)SVG比SVC具有更快的响应速度,因而更适合抑制电压闪变。SVG响应时间在10ms以内,而SVC响应时间一般在20~40ms。SVG从额定容性无功功率变为额定感性无功功率(或相反)可在1ms之内完成,这种响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿;9)SVG的桥式电路采用多重化技术、多电平技术或PWM技术来消除次数较低的谐波,并使如7、11等较高次数谐波减小到可以接受的程度。而SVC本身要产生一定量的谐波,如TCR型的5、7次特征次谐波量比较大,占基波值的5%~8%;其他如SR,TCT等也产生3、5、7、11等次的高次谐波,这给SVC系统的滤波器设计带来许多困难;10)在故障条件下,SVG比SVC具有更好的控制稳定性。SVC使用了大量电容器电抗器,当外部系统容量与补偿装置的容量可比时,SVC会产生不稳定性,而SVG对外部系统运行条件和结构变化不敏感;11)SVG比同容量SVC占地面积小、成本低。SVG由于使用直流电容器储能,可以减小电容器体积,且不需要并联电抗器即可以控制无功功率平滑变化,因此安装尺寸大大减小;12)SVG能够在一定范围内提供有功功率,减少有功功率冲击。SVC只能提供无功功率,不具备提供有功功率的功能。
目前国内已研制成低压小容量的SVG装置,相关研究正在持续开展,通过大量资料及实际应用表明,SVG是一种很有发展前景的补偿装置。
 
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