電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與分析

1、文章來(lái)源 畢業(yè)論文網(wǎng) 電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與分析文章來(lái)源 畢業(yè)論文網(wǎng) 【關(guān)鍵詞】分析,監(jiān)測(cè),質(zhì)量,電壓,電能,電網(wǎng),隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)中非線(xiàn)性負(fù)荷用戶(hù)的比例不斷提高，由此而產(chǎn)生的供電電能質(zhì)量嚴(yán)重下降，表現(xiàn)得越來(lái)越突出。電能質(zhì)量嚴(yán)重超標(biāo)正在大范圍的污染供電環(huán)境，危及電網(wǎng)及其供電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重的影響電力企業(yè)及廣大用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)效益。這種現(xiàn)象在北京孫河220kv變電站表現(xiàn)十分嚴(yán)重，它不但使變電設(shè)備的安全運(yùn)行無(wú)法保證，而且影響到當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)生產(chǎn)用電和居民生活用電。為此2002年在該站安裝了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)10kv母線(xiàn)的電能質(zhì)量進(jìn)行了連續(xù)的監(jiān)測(cè)。1孫河220kv變電站電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

2、為了加強(qiáng)對(duì)電能質(zhì)量的管理和監(jiān)控，2002年在孫河220kv變電站建立了電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。此前，該站經(jīng)常燒tv保險(xiǎn)，曾多次發(fā)生過(guò)tv爆炸的事故，存在嚴(yán)重的諧振現(xiàn)象。采用電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該裝置主要有以下幾種監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)功能：(1) 三相各次諧波電壓、電流及其諧波含有率；(2) 三相電壓、電流總諧波畸變率；(3) 三相有功、無(wú)功功率及其方向；(4) 總的有功功率、無(wú)功功率，功率因數(shù)及相位移功率因數(shù)；(5) 電網(wǎng)頻率、線(xiàn)電壓、電壓偏差；(6) 電壓不平衡度、負(fù)序電壓、負(fù)序電流。電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元，安裝在220kv孫河變電站10kvii段母線(xiàn)，服務(wù)器安裝在監(jiān)控中心，

3、是集通訊/數(shù)據(jù)庫(kù)/web發(fā)布于一體的服務(wù)器，與變電站監(jiān)控單元間通過(guò)光纖進(jìn)行通訊傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過(guò)web服務(wù)器對(duì)mis系統(tǒng)開(kāi)放，支持web瀏覽方式，做到數(shù)據(jù)共享，公司所有局域網(wǎng)內(nèi)的微機(jī)，均可通過(guò)web瀏覽進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，查看電能質(zhì)量分析的各種報(bào)表和數(shù)據(jù)，了解監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓、電流波形、各次電流電壓的諧波分量等電能質(zhì)量情況。2變電站概況及監(jiān)測(cè)結(jié)果該變電站有主變壓器2臺(tái)，容量均為180mva，220kv母線(xiàn)、110kv母線(xiàn)、10kv母線(xiàn)均分段并列運(yùn)行，有并聯(lián)補(bǔ)償電容器一組，容量為2700kvar，正常運(yùn)行方式為2號(hào)主變帶全站負(fù)荷。負(fù)荷主要是周?chē)恍┕S(chǎng)的工業(yè)用電、城市生活用電及周?chē)r(nóng)業(yè)負(fù)荷。工業(yè)用電主

4、要集中棉廠(chǎng)、紗廠(chǎng)、變壓器廠(chǎng)、化工廠(chǎng)和木材加工廠(chǎng)等，這些也是該站主要的諧波源。經(jīng)過(guò)3個(gè)月的連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的部分統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表16。3對(duì)電能質(zhì)量的分析根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果分析：(1) 從諧波電壓總畸變率表4可看出，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)諧波電壓總畸變率嚴(yán)重超標(biāo)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為4%，實(shí)際情況為三相總畸變依次是：6.89%、6.50%、7.24%。對(duì)于并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置，10kv電容器應(yīng)進(jìn)行容量及參數(shù)計(jì)算，適當(dāng)改變電容參數(shù)，避免產(chǎn)生諧振，防止諧波對(duì)電容器造成損壞。對(duì)該站以后新增負(fù)荷時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制諧波源，以避免諧波分量進(jìn)一步提高，給電網(wǎng)造成較大的安全隱患。(2) 從各次諧波電壓含有率水平表1可見(jiàn)：3

5、次諧波含有率較高，a相為6.7%，其次是5、7次諧波，這對(duì)并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償電容器串聯(lián)電抗百分?jǐn)?shù)的選擇，有重要的參考價(jià)值。(3) 諧波電流均不超標(biāo)，主要諧波頻次為：3、5、7、9次，這為諧波治理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(4) 根據(jù)上述分析可判斷，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)存在嚴(yán)重的3次諧波諧振現(xiàn)象，應(yīng)改變系統(tǒng)運(yùn)行方式，分析并聯(lián)補(bǔ)償電容器對(duì)諧波的影響。(5) 根據(jù)無(wú)功功率數(shù)據(jù)大小、方向及功率因數(shù)判斷，該站10kv母線(xiàn)安裝的并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置，其基波無(wú)功功率偏大（各種工況下功率因數(shù)基本保持1，某些工況下出現(xiàn)少量的無(wú)功倒送），因此，整體10kv母線(xiàn)電壓偏高。(6) 根據(jù)基波電壓最大最小值、電壓偏差最大最小值、零序負(fù)序電壓最大值、總諧

6、波電壓畸變率最大值、各次諧波電壓、電流含量最大值、閃變最大值等參數(shù)判斷，檢測(cè)中出現(xiàn)過(guò)大的電網(wǎng)沖擊，10kv母線(xiàn)接有大的沖擊性負(fù)荷，或出現(xiàn)b相經(jīng)中間物接地現(xiàn)象（出現(xiàn)過(guò)很高的零序、負(fù)序電壓）。(7) 根據(jù)電壓偏差可知各相電壓合格率：a相2.69%、b相97.8%、c相94.6%，a相合格率較低，且絕大部分為正偏差。由以上分析可看出，該變電站存在嚴(yán)重的諧波污染，3次諧波存在諧振，并且10kv并聯(lián)補(bǔ)償電容器對(duì)諧波有放大作用，應(yīng)調(diào)整其運(yùn)行參數(shù)。4影響電能質(zhì)量的因素及其對(duì)策影響電能質(zhì)量的主要因素是各種非線(xiàn)性用電設(shè)備、變壓器和各類(lèi)鐵心電抗器，它們可分為以下幾類(lèi)：(1) 電力電子裝置，這是最嚴(yán)重的諧波源。這些

7、裝置在整流、逆變、調(diào)壓及變頻過(guò)程中產(chǎn)生大量的諧波；(2) 電弧爐，如煉鋼用的交流電弧爐；(3) 家用電器，如日光燈、電視機(jī)、調(diào)速風(fēng)扇、空調(diào)、電冰箱等；(4) 高新技術(shù)應(yīng)用的多種設(shè)備，如電子計(jì)算機(jī)、功率調(diào)節(jié)器、節(jié)能燈等。對(duì)220kv孫河站來(lái)說(shuō)，周?chē)S(chǎng)的大量電力電子設(shè)備、各種大容量電動(dòng)機(jī)是其最主要的諧波源，其次是大量城市生活用電設(shè)備等。諧波不但影響用戶(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行，而且對(duì)電網(wǎng)設(shè)備和自動(dòng)化裝置有很大的影響。諧波對(duì)電網(wǎng)自動(dòng)化裝置的影響，要從改進(jìn)自動(dòng)化裝置的制作工藝和工作原理入手，加強(qiáng)裝置的抗干擾能力，防止裝置誤動(dòng)作。但這對(duì)改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量并無(wú)任何作用，只能是減少電網(wǎng)諧波對(duì)自動(dòng)化裝置影響，因此電能質(zhì)量的治理，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)用戶(hù)諧波源的治理和改變電網(wǎng)參數(shù)，降低或消除諧波諧振。(1) 對(duì)于電動(dòng)機(jī)控制器產(chǎn)生的諧波，諧波的形狀很分明，可以裝設(shè)諧波濾波器來(lái)降低諧波電流。(2) 對(duì)于特殊需要的用戶(hù)，可裝用隔離變壓器：限制均衡的3次諧波，可以采用一臺(tái)d，yn接法的隔離變壓器。(3) 安裝有源的諧波調(diào)節(jié)器：在工作時(shí)注入一個(gè)電流來(lái)精確地補(bǔ)償由負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流，就會(huì)獲得一個(gè)理想的正弦波。這種濾波設(shè)備，靠數(shù)字信號(hào)處理(dsp)技術(shù)，控制快速絕緣柵雙極晶體管(igbt)。因?yàn)樵O(shè)備是與供電系統(tǒng)并聯(lián)工作，它只控制諧波電流，基波電流并不流過(guò)濾波器。目前有源濾波器正在日益推廣應(yīng)用