電能質(zhì)量分析與控制

1、電能質(zhì)量分析與控制電能質(zhì)量分析與控制目錄目錄n電能質(zhì)量概述電能質(zhì)量概述n傳統(tǒng)電能質(zhì)量分析與改善措施傳統(tǒng)電能質(zhì)量分析與改善措施n電壓波動與閃變電壓波動與閃變第一章第一章 電能質(zhì)量概論電能質(zhì)量概論 電能既是一種經(jīng)濟(jì)實用、清潔方便且容易電能既是一種經(jīng)濟(jì)實用、清潔方便且容易傳輸、控制和轉(zhuǎn)換的能源形式，又是一種由電傳輸、控制和轉(zhuǎn)換的能源形式，又是一種由電力部門向電力用戶提供，并由供、用雙方共同力部門向電力用戶提供，并由供、用雙方共同保證質(zhì)量的特殊產(chǎn)品。保證質(zhì)量的特殊產(chǎn)品。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 人們首先把電力系統(tǒng)運(yùn)行中人們首先把電力系統(tǒng)運(yùn)行中電壓和和頻率偏離偏離標(biāo)稱值的多少作為檢驗電能質(zhì)量的主要指標(biāo)。標(biāo)

2、稱值的多少作為檢驗電能質(zhì)量的主要指標(biāo)。 如何深入理解現(xiàn)代電能質(zhì)量問題，如何把提高電如何深入理解現(xiàn)代電能質(zhì)量問題，如何把提高電能質(zhì)量與增強(qiáng)競爭意識、電力市場占有率聯(lián)系起能質(zhì)量與增強(qiáng)競爭意識、電力市場占有率聯(lián)系起來，如何從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行管理等方面加大力來，如何從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行管理等方面加大力度，保證優(yōu)質(zhì)供電，以最小程度減少對現(xiàn)代工業(yè)度，保證優(yōu)質(zhì)供電，以最小程度減少對現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)和重要電力用戶的影響，既是電力用戶需求企業(yè)和重要電力用戶的影響，既是電力用戶需求和電力系統(tǒng)運(yùn)行給我們提出的新任務(wù)，也是信息和電力系統(tǒng)運(yùn)行給我們提出的新任務(wù)，也是信息時代給我們提出的新挑戰(zhàn)。時代給我們提出的新挑戰(zhàn)。一、供電

3、系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 1. 1.電能質(zhì)量的基本要求電能質(zhì)量的基本要求 為保證電能安全經(jīng)濟(jì)地輸送、分配和使用，為保證電能安全經(jīng)濟(jì)地輸送、分配和使用，理想供電系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)具有如下基本特性：理想供電系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)具有如下基本特性： （1 1）以）以單一恒定的電網(wǎng)標(biāo)稱頻率單一恒定的電網(wǎng)標(biāo)稱頻率（50Hz50Hz或或60Hz60Hz，我國采用，我國采用50Hz50Hz）、規(guī)定的若干電）、規(guī)定的若干電壓等級（如配電系統(tǒng)一般為壓等級（如配電系統(tǒng)一般為110kV, 35kV, 110kV, 35kV, 10kV,380V/220V10kV,380V/220V）和以正弦函數(shù)波形

4、變化的）和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶供電，并且這些運(yùn)行參數(shù)不受交流電向用戶供電，并且這些運(yùn)行參數(shù)不受用電負(fù)荷特性的影響。用電負(fù)荷特性的影響。 （2 2）始終保持）始終保持三相交流電壓和負(fù)荷電流的平衡三相交流電壓和負(fù)荷電流的平衡。用電設(shè)備汲取電能應(yīng)當(dāng)保證最大傳輸效率，即達(dá)用電設(shè)備汲取電能應(yīng)當(dāng)保證最大傳輸效率，即達(dá)到單位功率因數(shù)，同時各用電負(fù)荷之間互不干擾。到單位功率因數(shù)，同時各用電負(fù)荷之間互不干擾。 （3 3）電能的）電能的供應(yīng)充足供應(yīng)充足，即向電力用戶的供電不，即向電力用戶的供電不中斷，始終保證電氣設(shè)備的正常工作與運(yùn)轉(zhuǎn)，并中斷，始終保證電氣設(shè)備的正常工作與運(yùn)轉(zhuǎn)，并且每時每刻系統(tǒng)中的功率供

5、需都是平衡的。且每時每刻系統(tǒng)中的功率供需都是平衡的。 一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 上述理想供電系統(tǒng)的基本上述理想供電系統(tǒng)的基本特性構(gòu)成了供電運(yùn)行對電特性構(gòu)成了供電運(yùn)行對電能質(zhì)量的基本要求，如果能質(zhì)量的基本要求，如果將其概括描述可如圖將其概括描述可如圖1-11-1所所示。示。 上圖中三個基本集合的交上圖中三個基本集合的交集之內(nèi)確定了合格電能質(zhì)集之內(nèi)確定了合格電能質(zhì)量的指標(biāo)要求，是我們將量的指標(biāo)要求，是我們將要闡述的供電系統(tǒng)電能質(zhì)要闡述的供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的三個基本要素。圖量的三個基本要素。圖1-1

6、1-1示意性地表明，這三項質(zhì)示意性地表明，這三項質(zhì)量指標(biāo)相互間存在著緊密量指標(biāo)相互間存在著緊密的依存和制約關(guān)系。的依存和制約關(guān)系。一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 2. 2.電能質(zhì)量的特征電能質(zhì)量的特征 電能，或稱之為電產(chǎn)品，除了具有其他工業(yè)產(chǎn)品電能，或稱之為電產(chǎn)品，除了具有其他工業(yè)產(chǎn)品的基本特征之外，由于其產(chǎn)品形式單一，而且其的基本特征之外，由于其產(chǎn)品形式單一，而且其生產(chǎn)、輸送與消耗的全過程獨具特色，因此在引生產(chǎn)、輸送與消耗的全過程獨具特色，因此在引起電能質(zhì)量問題的原因上、在劣質(zhì)電能的影響與起電能質(zhì)量問題的原因上、在劣質(zhì)電能的影響與評價等方面與一般產(chǎn)品的質(zhì)量問

7、題不同，具有以評價等方面與一般產(chǎn)品的質(zhì)量問題不同，具有以下顯著特點：下顯著特點：一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系（1 1）電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量始終處在）電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量始終處在動態(tài)變化動態(tài)變化中。中。（2 2）電力系統(tǒng)是一個整體）電力系統(tǒng)是一個整體, ,其電能質(zhì)量狀況相互影響。其電能質(zhì)量狀況相互影響。電能不易儲存，其生產(chǎn)、輸送、分配和轉(zhuǎn)換直至消電能不易儲存，其生產(chǎn)、輸送、分配和轉(zhuǎn)換直至消耗幾乎是同時進(jìn)行的。耗幾乎是同時進(jìn)行的。（3 3）電能質(zhì)量擾動具有潛在危害性與廣泛傳播性。）電能質(zhì)量擾動具有潛在危害性與廣泛傳播性。（4 4）有些情況下用戶是保證電能質(zhì)量的主體部

8、分。）有些情況下用戶是保證電能質(zhì)量的主體部分。（5 5）對電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行綜合評估非常）對電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行綜合評估非常困難。困難。 （6 6）控制和管理電力系統(tǒng)電能質(zhì)量是一項系統(tǒng)工程。）控制和管理電力系統(tǒng)電能質(zhì)量是一項系統(tǒng)工程。二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求 隨著時代進(jìn)步與科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電網(wǎng)與隨著時代進(jìn)步與科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電網(wǎng)與負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)了新的變化趨勢，由此帶來的電負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)了新的變化趨勢，由此帶來的電能質(zhì)量問題越來越引起電力部門和電力用戶的能質(zhì)量問題越來越引起電力部門和電力用戶的高度重視。電網(wǎng)與負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)的變化趨勢主高度重

9、視。電網(wǎng)與負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)的變化趨勢主要表現(xiàn)在：要表現(xiàn)在： 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求（1 1）電力系統(tǒng)擴(kuò)張與聯(lián)網(wǎng)逐漸形成，系統(tǒng)運(yùn)行）電力系統(tǒng)擴(kuò)張與聯(lián)網(wǎng)逐漸形成，系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和可靠性要求不斷提高。的安全穩(wěn)定性和可靠性要求不斷提高。（2 2）在保證電力系統(tǒng)一定的自然壟斷特性的條）在保證電力系統(tǒng)一定的自然壟斷特性的條件下，引進(jìn)競爭機(jī)制，實施電力市場化營運(yùn)，件下，引進(jìn)競爭機(jī)制，實施電力市場化營運(yùn)，強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識與提高信息管理水平已經(jīng)勢強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識與提高信息管理水平已經(jīng)勢在必行。在必行。（3 3）當(dāng)代電力系統(tǒng)與計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的）當(dāng)代電力系統(tǒng)與計算機(jī)

10、技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合更加緊密，采用高新技術(shù)（如結(jié)合更加緊密，采用高新技術(shù)（如TCSCTCSC、FACTSFACTS、HVDCHVDC、Cus-PowCus-Pow）以提高電力傳輸）以提高電力傳輸能力能力二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求 和實現(xiàn)配電自動化的趨勢方興未艾。和實現(xiàn)配電自動化的趨勢方興未艾。 （4 4）電力用戶為滿足其對產(chǎn)品的個性化、）電力用戶為滿足其對產(chǎn)品的個性化、多樣性生產(chǎn)的需求，從最大經(jīng)濟(jì)利益出發(fā)，多樣性生產(chǎn)的需求，從最大經(jīng)濟(jì)利益出發(fā)，在大功率沖擊性、非線性負(fù)荷容量迅速增長在大功率沖擊性、非線性負(fù)荷容量迅速增長的同時，更大規(guī)模地采用科技含量高的器件

11、、的同時，更大規(guī)模地采用科技含量高的器件、設(shè)備與技術(shù)。設(shè)備與技術(shù)。 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求 負(fù)荷敏感度：是指負(fù)荷對電能質(zhì)量問題的敏感程負(fù)荷敏感度：是指負(fù)荷對電能質(zhì)量問題的敏感程度，即提供給負(fù)荷的電能質(zhì)量不良時負(fù)荷能承受度，即提供給負(fù)荷的電能質(zhì)量不良時負(fù)荷能承受干擾仍正常工作的能力。干擾仍正常工作的能力。 一般可將負(fù)荷分為三類：普通負(fù)荷（一般可將負(fù)荷分為三類：普通負(fù)荷（Common Common LoadLoad）、敏感負(fù)荷（）、敏感負(fù)荷（Sensitive LoadSensitive Load）和重要（要求）和重要（要求嚴(yán)格的）負(fù)荷（嚴(yán)格的）負(fù)荷（Cr

12、itical LoadCritical Load）。）。二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求 電力系統(tǒng)的各個部分都是相互聯(lián)系的，使用電電力系統(tǒng)的各個部分都是相互聯(lián)系的，使用電雙方的相互影響越來越緊密。因此，綜合協(xié)調(diào)處雙方的相互影響越來越緊密。因此，綜合協(xié)調(diào)處理電能質(zhì)量問題至關(guān)重要。另外需要注意到，由理電能質(zhì)量問題至關(guān)重要。另外需要注意到，由于看問題的角度不同，在導(dǎo)致電能質(zhì)量下降的原于看問題的角度不同，在導(dǎo)致電能質(zhì)量下降的原因與責(zé)任上，供用電雙方往往存在很大的分歧。因與責(zé)任上，供用電雙方往往存在很大的分歧。 美國喬治動力公司曾組織和實施了一項對電力美國喬治動力公司曾組

13、織和實施了一項對電力部門和電力用戶關(guān)于電能質(zhì)量問題起因的調(diào)查，部門和電力用戶關(guān)于電能質(zhì)量問題起因的調(diào)查，其結(jié)果如圖其結(jié)果如圖1-21-2所示。據(jù)分析，雖然對電力市場的所示。據(jù)分析，雖然對電力市場的質(zhì)量調(diào)查還存在分類方法上的不同，但是調(diào)查報質(zhì)量調(diào)查還存在分類方法上的不同，但是調(diào)查報告清楚地表明，電力公司和電力用戶對引發(fā)電能告清楚地表明，電力公司和電力用戶對引發(fā)電能質(zhì)量問題的原因的看法往往有很大的分歧，盡管質(zhì)量問題的原因的看法往往有很大的分歧，盡管雙方都把雙方都把2/32/3的事件起因歸咎于自然因素（如雷電的事件起因歸咎于自然因素（如雷電等），但用戶仍然認(rèn)為電力部門在這方面的責(zé)任等），但用戶仍然認(rèn)

14、為電力部門在這方面的責(zé)任要比自我測評結(jié)果大得多。要比自我測評結(jié)果大得多。二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求 綜上所述，現(xiàn)代電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與負(fù)荷構(gòu)成的綜上所述，現(xiàn)代電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與負(fù)荷構(gòu)成的變化是工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展的必然結(jié)果，有利于電變化是工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展的必然結(jié)果，有利于電力用戶提高生產(chǎn)率和獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益；同時力用戶提高生產(chǎn)率和獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益；同時通過采用高效的電力負(fù)荷設(shè)備，大量節(jié)約電能和通過采用高效的電力負(fù)荷設(shè)備，大量節(jié)約電能和延緩用電的需求，從而節(jié)省電力建設(shè)所需的大量延緩用電的需求，從而節(jié)省電力

15、建設(shè)所需的大量投資。投資。三、改善電能質(zhì)量的意義三、改善電能質(zhì)量的意義 電能作為人們廣泛使用的能源，電能作為人們廣泛使用的能源，其應(yīng)用程度是其應(yīng)用程度是一個國家發(fā)展水平和綜合國力的主要標(biāo)志之一。一個國家發(fā)展水平和綜合國力的主要標(biāo)志之一。時至今日，電力工業(yè)面向市場經(jīng)濟(jì)，引進(jìn)競爭機(jī)時至今日，電力工業(yè)面向市場經(jīng)濟(jì)，引進(jìn)競爭機(jī)制，以求最小成本與最大效益，電能質(zhì)量的優(yōu)劣制，以求最小成本與最大效益，電能質(zhì)量的優(yōu)劣已經(jīng)成為電力系統(tǒng)運(yùn)行與管理水平高低的重要標(biāo)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)運(yùn)行與管理水平高低的重要標(biāo)志，控制和改善電能質(zhì)量也是保證電力系統(tǒng)自身志，控制和改善電能質(zhì)量也是保證電力系統(tǒng)自身可持續(xù)發(fā)展的必要條件?？沙掷m(xù)

16、發(fā)展的必要條件。第二節(jié)第二節(jié) 電能質(zhì)量概念、定義及分類電能質(zhì)量概念、定義及分類 電能質(zhì)量術(shù)語電能質(zhì)量術(shù)語: :國際電氣電子工程室?guī)焻f(xié)會（國際電氣電子工程室?guī)焻f(xié)會（IEEEIEEE）標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)委員會已正式通過采用標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)委員會已正式通過采用“Power Quality”Power Quality”（電能質(zhì)量）（電能質(zhì)量）術(shù)語的決定。我國國家標(biāo)準(zhǔn)中已正術(shù)語的決定。我國國家標(biāo)準(zhǔn)中已正式更名采用國際通用的英文名稱。式更名采用國際通用的英文名稱。一一 基本概念與定義基本概念與定義 電能質(zhì)量：電能質(zhì)量： 從普遍意義上講，電能質(zhì)量是指優(yōu)質(zhì)供電。從普遍意義上講，電能質(zhì)量是指優(yōu)質(zhì)供電。 電力部門可能把電能質(zhì)量

17、定義為電力部門可能把電能質(zhì)量定義為電壓、頻率的合電壓、頻率的合格率格率以及以及連續(xù)供電連續(xù)供電的年小時數(shù)，并且用統(tǒng)計數(shù)字的年小時數(shù)，并且用統(tǒng)計數(shù)字來說明電力系統(tǒng)是安全可靠運(yùn)行的。來說明電力系統(tǒng)是安全可靠運(yùn)行的。 電力用戶則可能把電能質(zhì)量簡單定義為是否向設(shè)電力用戶則可能把電能質(zhì)量簡單定義為是否向設(shè)備提供了電力。備提供了電力。一一 基本概念與定義基本概念與定義 從工程實用角度出發(fā)，將電能質(zhì)量概念進(jìn)一步具從工程實用角度出發(fā)，將電能質(zhì)量概念進(jìn)一步具體分解并給出解釋。體分解并給出解釋。 電壓質(zhì)量電壓質(zhì)量。 給出實際電壓與理想電壓間的偏差，給出實際電壓與理想電壓間的偏差，以反映供電部門向用戶分配的電力是否

18、合格。電以反映供電部門向用戶分配的電力是否合格。電壓質(zhì)量通常包括壓質(zhì)量通常包括電壓偏差、電壓頻率偏差、電壓電壓偏差、電壓頻率偏差、電壓不平衡、電壓瞬變現(xiàn)象、電壓波動與閃變、電壓不平衡、電壓瞬變現(xiàn)象、電壓波動與閃變、電壓暫降（暫升）與中斷、電壓諧波、電壓陷波、欠暫降（暫升）與中斷、電壓諧波、電壓陷波、欠電壓、過電壓電壓、過電壓等。等。一一 基本概念與定義基本概念與定義 電流質(zhì)量。電流質(zhì)量。 電流質(zhì)量與電壓質(zhì)量密切相關(guān)。電流電流質(zhì)量與電壓質(zhì)量密切相關(guān)。電流質(zhì)量包括電流諧波、間諧波或次諧波、電流相位質(zhì)量包括電流諧波、間諧波或次諧波、電流相位超前或滯后、噪聲等。超前或滯后、噪聲等。 供電質(zhì)量。供電質(zhì)量

19、。 它包括技術(shù)含義（電壓質(zhì)量和供電可它包括技術(shù)含義（電壓質(zhì)量和供電可靠性）和非技術(shù)含義（供電部門對用戶投訴與抱靠性）和非技術(shù)含義（供電部門對用戶投訴與抱怨的反應(yīng)速度和電力價目的透明度等）兩部分。怨的反應(yīng)速度和電力價目的透明度等）兩部分。 用電質(zhì)量用電質(zhì)量 。 它包括電流質(zhì)量和非技術(shù)含義等，它包括電流質(zhì)量和非技術(shù)含義等，如用戶是否按時，如數(shù)繳納電費等。如用戶是否按時，如數(shù)繳納電費等。二二 電能質(zhì)量的分類電能質(zhì)量的分類1. 1.電能質(zhì)量的基本分類電能質(zhì)量的基本分類 對于電能質(zhì)量現(xiàn)象可以根據(jù)不同基礎(chǔ)來分類。對于電能質(zhì)量現(xiàn)象可以根據(jù)不同基礎(chǔ)來分類。以下介紹了近幾年國際上在電能質(zhì)量現(xiàn)象分類和以下介紹了近

20、幾年國際上在電能質(zhì)量現(xiàn)象分類和特性描述等方面取得的研究成果。其中，在國際特性描述等方面取得的研究成果。其中，在國際電工界有影響的電工界有影響的IECIEC以電磁現(xiàn)象及互干擾的途徑和以電磁現(xiàn)象及互干擾的途徑和頻率特性為基礎(chǔ)，引出了廣義的電磁擾動的基本頻率特性為基礎(chǔ)，引出了廣義的電磁擾動的基本想象分類，如表想象分類，如表1-11-1所示。所示。二二 電能質(zhì)量的分類電能質(zhì)量的分類 表表1-2給出了給出了IEEE制定的電力系統(tǒng)電磁現(xiàn)象的特制定的電力系統(tǒng)電磁現(xiàn)象的特性參數(shù)及分類。它為我們提供了一個清晰描述電性參數(shù)及分類。它為我們提供了一個清晰描述電能質(zhì)量及電磁干擾現(xiàn)象的實用工具。能質(zhì)量及電磁干擾現(xiàn)象的實

21、用工具。2. 2.變化型和事件型分類變化型和事件型分類 按照電能質(zhì)量擾動現(xiàn)象的兩個重要表現(xiàn)特征按照電能質(zhì)量擾動現(xiàn)象的兩個重要表現(xiàn)特征變化的連續(xù)性和事件的突發(fā)性為基礎(chǔ)分成兩類。變化的連續(xù)性和事件的突發(fā)性為基礎(chǔ)分成兩類。連續(xù)型連續(xù)型 （連續(xù)出現(xiàn)）（連續(xù)出現(xiàn)）事件型事件型 （突然發(fā)生）（突然發(fā)生）圖圖1-31-3、圖、圖1-41-4所示為供電電壓幅值的概率密度函數(shù)曲所示為供電電壓幅值的概率密度函數(shù)曲線和概率分布函數(shù)曲線。線和概率分布函數(shù)曲線。第三節(jié)第三節(jié) 電能質(zhì)量現(xiàn)象描述電能質(zhì)量現(xiàn)象描述 本節(jié)中我們重點對表本節(jié)中我們重點對表1-21-2中的七類現(xiàn)象作進(jìn)一步描中的七類現(xiàn)象作進(jìn)一步描述，以便讀者對電能質(zhì)

22、量涵蓋的內(nèi)容有一個整體述，以便讀者對電能質(zhì)量涵蓋的內(nèi)容有一個整體的了解。的了解。一、瞬變現(xiàn)象一、瞬變現(xiàn)象 關(guān)于瞬變現(xiàn)象，關(guān)于瞬變現(xiàn)象，IEEEStd100-1992電氣與電氣與電子標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語詞典電子標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語詞典有一個含義更寬、描述更簡有一個含義更寬、描述更簡單的定義：單的定義：變量的部分變化，且從一種穩(wěn)態(tài)狀態(tài)變量的部分變化，且從一種穩(wěn)態(tài)狀態(tài)過渡到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的過程中該變化逐漸消失過渡到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的過程中該變化逐漸消失的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。瞬變現(xiàn)象的兩種普遍類型瞬變現(xiàn)象的兩種普遍類型沖擊和振蕩沖擊和振蕩1. 1.沖擊性瞬變現(xiàn)象沖擊性瞬變現(xiàn)象沖擊性瞬變是一種在沖擊性瞬變是一種在穩(wěn)態(tài)條件下，電壓、穩(wěn)態(tài)

23、條件下，電壓、電流非工頻的、單極電流非工頻的、單極性的突然變化現(xiàn)象。性的突然變化現(xiàn)象。最常見引發(fā)其的原因最常見引發(fā)其的原因 是雷電。如圖是雷電。如圖1-5 示。示。2. 振蕩瞬變現(xiàn)象振蕩瞬變現(xiàn)象 振蕩瞬變是一種在穩(wěn)態(tài)條件下，電壓、電流的非振蕩瞬變是一種在穩(wěn)態(tài)條件下，電壓、電流的非工頻、有正負(fù)極性的突然變化現(xiàn)象。常用頻譜成工頻、有正負(fù)極性的突然變化現(xiàn)象。常用頻譜成分、持續(xù)時間、和幅值大小來描述其特性。其頻分、持續(xù)時間、和幅值大小來描述其特性。其頻譜分為高、中、低頻，如表譜分為高、中、低頻，如表1-21-2所示。所示。高頻振蕩現(xiàn)象高頻振蕩現(xiàn)象中頻振蕩現(xiàn)象中頻振蕩現(xiàn)象低頻振蕩現(xiàn)象低頻振蕩現(xiàn)象 圖圖1

24、-61-6為背靠背電容器增能引起的幾千赫電流振蕩為背靠背電容器增能引起的幾千赫電流振蕩波形。波形。 低頻振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)在輔低頻振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)在輔助輸配電系統(tǒng)，最常見的助輸配電系統(tǒng)，最常見的是電容器組沖能。電壓振是電容器組沖能。電壓振蕩頻率為蕩頻率為300900赫，赫，峰值可達(dá)到峰值可達(dá)到2.0p.u.。一般。一般其典型值為其典型值為1.31.5p.u.，持續(xù)時間在持續(xù)時間在0.53周波，周波，具體情況要根據(jù)系統(tǒng)的阻具體情況要根據(jù)系統(tǒng)的阻尼程度來確定（參見圖尼程度來確定（參見圖1-7）。）。 主頻低于主頻低于300赫的振蕩赫的振蕩在配電系統(tǒng)中也時有在配電系統(tǒng)中也時有發(fā)生，通常是由鐵磁發(fā)生，通常是由鐵

25、磁諧振和變壓器增能引諧振和變壓器增能引起的，如圖起的，如圖1-8所示。所示。二、二、 短時間電壓變動短時間電壓變動 包括包括電壓暫降電壓暫降和和短時間電壓中斷短時間電壓中斷現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 造成電壓變動的主要原因是系統(tǒng)故障、大容量負(fù)造成電壓變動的主要原因是系統(tǒng)故障、大容量負(fù)荷啟動或電網(wǎng)松散連接的間歇性負(fù)荷運(yùn)作。根據(jù)荷啟動或電網(wǎng)松散連接的間歇性負(fù)荷運(yùn)作。根據(jù)所在系統(tǒng)條件和故障位置的不同，可能引起暫時所在系統(tǒng)條件和故障位置的不同，可能引起暫時過電壓或電壓跌落，甚至使電壓完全損失。過電壓或電壓跌落，甚至使電壓完全損失。二、二、 短時間電壓變動短時間電壓變動1. 1.電壓中斷電壓中斷 當(dāng)電壓降到當(dāng)電壓降到

26、0.1p.u.0.1p.u.以下，且持續(xù)時間不超過以下，且持續(xù)時間不超過1min1min時，時，則認(rèn)為出現(xiàn)了電壓中斷現(xiàn)象。造成電壓中斷的現(xiàn)則認(rèn)為出現(xiàn)了電壓中斷現(xiàn)象。造成電壓中斷的現(xiàn)象。造成電壓中斷的原因可能是可能是系統(tǒng)故障、象。造成電壓中斷的原因可能是可能是系統(tǒng)故障、用電設(shè)備故障或控制失靈等。用電設(shè)備故障或控制失靈等。 電壓中斷往往是以其幅值總是低于額定值百分?jǐn)?shù)電壓中斷往往是以其幅值總是低于額定值百分?jǐn)?shù)的持續(xù)時間來量度的。的持續(xù)時間來量度的。 對于有些由于系統(tǒng)故對于有些由于系統(tǒng)故障造成的電壓中斷，障造成的電壓中斷，在其出現(xiàn)之前，既在在其出現(xiàn)之前，既在故障發(fā)生至保護(hù)動作故障發(fā)生至保護(hù)動作期間，可

27、能先出現(xiàn)電期間，可能先出現(xiàn)電壓暫降，之后進(jìn)入短壓暫降，之后進(jìn)入短期中斷，如圖期中斷，如圖1-9（a）所示。所示。2. 2.電壓暫降電壓暫降“暫降暫降”是指工頻條件均發(fā)根值減小到是指工頻條件均發(fā)根值減小到0.10.9p.u.0.10.9p.u.之之間、持續(xù)時間為間、持續(xù)時間為0.50.5周波至周波至1min1min的短時間電壓變動的短時間電壓變動現(xiàn)象?，F(xiàn)象。暫降和驟降可以互相替換暫降和驟降可以互相替換圖圖1-101-10為發(fā)生短路故障引起的單相電壓暫降的變化波為發(fā)生短路故障引起的單相電壓暫降的變化波形。形。 圖圖1-111-11為大型電機(jī)啟為大型電機(jī)啟動對電壓的影響。動對電壓的影響。 在啟動期間

28、，感應(yīng)在啟動期間，感應(yīng)電機(jī)將汲取電機(jī)將汲取6-106-10倍的倍的額定電流。額定電流。3. 3.電壓暫升電壓暫升“暫升暫升”的含義是指在工頻的含義是指在工頻條件下，電壓均方根值上條件下，電壓均方根值上升到升到1.11.11.8p.u.1.8p.u.之間、持之間、持續(xù)時間為續(xù)時間為0.50.5周波到周波到1min1min的的電壓變動現(xiàn)象。例如，當(dāng)電壓變動現(xiàn)象。例如，當(dāng)單相對地發(fā)生故障，非故單相對地發(fā)生故障，非故障相的電壓可能會短時上障相的電壓可能會短時上升。圖升。圖1 11212給出可該情況給出可該情況下引起的電壓暫升的波形。下引起的電壓暫升的波形。三三 長時間電壓變動長時間電壓變動 長時間電壓

29、變動是指，在工頻條件下電壓均方根長時間電壓變動是指，在工頻條件下電壓均方根值偏離額定值，并且持續(xù)時間超過值偏離額定值，并且持續(xù)時間超過1min的電壓變的電壓變動現(xiàn)象。動現(xiàn)象。 長時間電壓變動可能時過電壓也可能欠電壓。長時間電壓變動可能時過電壓也可能欠電壓。 過電壓過電壓 欠電壓欠電壓 持續(xù)中斷持續(xù)中斷四四 電壓不平衡電壓不平衡 電壓不平衡，時常定義為與三相電壓（或電流）電壓不平衡，時常定義為與三相電壓（或電流）的平均值的最大偏差，并且用該偏差與平均值的的平均值的最大偏差，并且用該偏差與平均值的百分比表示。電壓不平衡也可利用對稱分量法來百分比表示。電壓不平衡也可利用對稱分量法來定義，即用幅負(fù)序或

30、零序分量與正序分量的百分定義，即用幅負(fù)序或零序分量與正序分量的百分比加以衡量。圖比加以衡量。圖113給出了采用上述兩種比值給出了采用上述兩種比值表示的某一民用潰電網(wǎng)一周內(nèi)電壓不平衡趨勢。表示的某一民用潰電網(wǎng)一周內(nèi)電壓不平衡趨勢。五五 波形畸變波形畸變 波形畸變，是指電壓或電流波形偏離穩(wěn)態(tài)工頻正波形畸變，是指電壓或電流波形偏離穩(wěn)態(tài)工頻正弦波形的現(xiàn)象，可以用偏移頻譜描述其特征。波弦波形的現(xiàn)象，可以用偏移頻譜描述其特征。波形畸變有五種主要類型，即直流偏置、諧波、間形畸變有五種主要類型，即直流偏置、諧波、間諧波、陷波、噪聲。諧波、陷波、噪聲。 諧波畸變水平的描述方法，通常用具有各次諧波諧波畸變水平的描

31、述方法，通常用具有各次諧波分量幅值和和相位角的頻譜表示。圖分量幅值和和相位角的頻譜表示。圖114給出給出了典型變速驅(qū)動輸入電流波形和頻譜圖。了典型變速驅(qū)動輸入電流波形和頻譜圖。 圖圖1 11515給出了連續(xù)直流式三相換流器的電壓陷波給出了連續(xù)直流式三相換流器的電壓陷波例子。例子。 六六 電壓波動電壓波動 電壓波動是指電壓包絡(luò)線有電壓波動是指電壓包絡(luò)線有規(guī)則的變化或一系列規(guī)則的變化或一系列隨機(jī)電壓變動隨機(jī)電壓變動。通常，其幅值并未超過。通常，其幅值并未超過ANSI C84.11995電力系統(tǒng)與設(shè)備電壓等級電力系統(tǒng)與設(shè)備電壓等級規(guī)定規(guī)定的的0.91.1p.u.范圍。范圍。IEC1000331994

32、低壓供電系統(tǒng)電壓波形和閃變限值（額定電流低壓供電系統(tǒng)電壓波形和閃變限值（額定電流0Q0時，則時，則意味著母線意味著母線2 2的無功功率不足，需要從系統(tǒng)吸收無功功的無功功率不足，需要從系統(tǒng)吸收無功功率率Q Q。XR2PR QXUU三、電壓偏差產(chǎn)生的原因三、電壓偏差產(chǎn)生的原因由式（由式（3-103-10）可知）可知20QXUU211UUUU211UUUU20QXUU三、電壓偏差產(chǎn)生的原因三、電壓偏差產(chǎn)生的原因無功功率不平衡越嚴(yán)重，電壓偏差越大。無功功率不平衡越嚴(yán)重，電壓偏差越大。電壓偏差為負(fù)；電壓偏差為負(fù)；電壓偏差為正。電壓偏差為正。 供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不合理也能導(dǎo)致電壓偏差供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不合理也

33、能導(dǎo)致電壓偏差。供配電線路輸送距離過長，輸送容量過大，導(dǎo)致供配電線路輸送距離過長，輸送容量過大，導(dǎo)致截面過小等因素都會加大線路的電壓損失，從而截面過小等因素都會加大線路的電壓損失，從而產(chǎn)生電壓偏差。從此，我國對不同電壓等級的供產(chǎn)生電壓偏差。從此，我國對不同電壓等級的供配線路規(guī)定了合理的輸送距離和輸送容量，見表配線路規(guī)定了合理的輸送距離和輸送容量，見表 3-1 3-1 。三、電壓偏差產(chǎn)生的原因三、電壓偏差產(chǎn)生的原因表表3-1 3-1 線路的輸送距離和輸送容量線路的輸送距離和輸送容量四、電壓偏差過大的危害四、電壓偏差過大的危害 電壓偏差過大對廣大用電設(shè)備以及電網(wǎng)的安電壓偏差過大對廣大用電設(shè)備以及電

34、網(wǎng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都會產(chǎn)生極大的危害。全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都會產(chǎn)生極大的危害。 1 1、對用電設(shè)備的危害、對用電設(shè)備的危害 所有用戶的用電設(shè)備都是按照設(shè)備的額定電壓進(jìn)所有用戶的用電設(shè)備都是按照設(shè)備的額定電壓進(jìn)行設(shè)計和制造的。當(dāng)電壓偏離額定電壓較大時，行設(shè)計和制造的。當(dāng)電壓偏離額定電壓較大時，用電設(shè)備的運(yùn)行性能惡化，不僅運(yùn)行效率低，很用電設(shè)備的運(yùn)行性能惡化，不僅運(yùn)行效率低，很可能會由于過電壓或過電流而損壞。可能會由于過電壓或過電流而損壞。 2 2、對電網(wǎng)的危害、對電網(wǎng)的危害 輸電線路的輸送功率受功率穩(wěn)定極限的限制，輸電線路的輸送功率受功率穩(wěn)定極限的限制，而線路的靜態(tài)穩(wěn)定功率極限近似與線路的電壓平

35、而線路的靜態(tài)穩(wěn)定功率極限近似與線路的電壓平方成正比。方成正比。 系統(tǒng)運(yùn)行電壓偏低時系統(tǒng)運(yùn)行電壓偏低時 缺乏無功電源時缺乏無功電源時 頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定破壞時頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定破壞時 系統(tǒng)運(yùn)行電壓過高系統(tǒng)運(yùn)行電壓過高造成系統(tǒng)解列導(dǎo)致電壓崩潰也會威脅系統(tǒng)的安全運(yùn)行給生產(chǎn)生活到來損失四、電壓偏差過大的危害四、電壓偏差過大的危害五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施 電力系統(tǒng)分布廣，節(jié)點數(shù)目多。系統(tǒng)運(yùn)行時，電力系統(tǒng)分布廣，節(jié)點數(shù)目多。系統(tǒng)運(yùn)行時，電壓隨節(jié)點位置、負(fù)荷水平不斷發(fā)生變化?？梢噪妷弘S節(jié)點位置、負(fù)荷水平不斷發(fā)生變化。可以說，電壓水平的控制既有局域性，又有全局性；說，電壓水平的控制既有局域

36、性，又有全局性；既于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有關(guān)，又與運(yùn)行控制密不可分。保既于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有關(guān)，又與運(yùn)行控制密不可分。保證電力系統(tǒng)各節(jié)點電壓正常水平的充分必要條件證電力系統(tǒng)各節(jié)點電壓正常水平的充分必要條件是系統(tǒng)具備是系統(tǒng)具備充足的無功功率電源，充足的無功功率電源，同時采取同時采取必要必要的調(diào)壓手段的調(diào)壓手段。 現(xiàn)以圖現(xiàn)以圖3-23-2為例，說明各種調(diào)壓措施所依據(jù)的基為例，說明各種調(diào)壓措施所依據(jù)的基本原理。本原理。 為簡化起見，忽略系統(tǒng)各元件的對地電容，網(wǎng)絡(luò)為簡化起見，忽略系統(tǒng)各元件的對地電容，網(wǎng)絡(luò)阻抗已歸算至高壓側(cè)。阻抗已歸算至高壓側(cè)。 五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施負(fù)荷接入點電壓可表示為負(fù)荷接入點

37、電壓可表示為 (3-11)(3-11) 式中式中 歸算至高壓側(cè)網(wǎng)絡(luò)的電壓損失歸算至高壓側(cè)網(wǎng)絡(luò)的電壓損失kVkV； 高壓側(cè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)稱電壓，高壓側(cè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)稱電壓，kVkV。UNU112211()()LssNPR QXUU kUU kkUk五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施 公式（公式（3-113-11）表明）表明: :改變以下各量即可調(diào)整負(fù)荷接入改變以下各量即可調(diào)整負(fù)荷接入節(jié)點的電壓節(jié)點的電壓U UL L。 （1 1）改變系統(tǒng)無功功率的分布；）改變系統(tǒng)無功功率的分布； （2 2）改變發(fā)電機(jī)端電壓）改變發(fā)電機(jī)端電壓U US S； （3 3）改變變壓器

38、變比）改變變壓器變比K K1 1，K K2 2。 （4 4）改變輸電網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)）改變輸電網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)X X。 下面從電力系統(tǒng)無功功率電源和調(diào)壓手段兩方面對下面從電力系統(tǒng)無功功率電源和調(diào)壓手段兩方面對電壓偏差的改善措施作詳細(xì)的介紹。電壓偏差的改善措施作詳細(xì)的介紹。121()LsNPRQXUU kUk（一）配置充足的無功功率電源（一）配置充足的無功功率電源 電力系統(tǒng)中的無功功率損耗很大一部分是線路電力系統(tǒng)中的無功功率損耗很大一部分是線路和變壓器中的無功功率損耗。由于高壓線路和變壓和變壓器中的無功功率損耗。由于高壓線路和變壓器的等值電抗遠(yuǎn)大于等值電阻，變壓器的無功損耗器的等值電抗遠(yuǎn)大于等值電阻，變壓器

39、的無功損耗也比有功損耗大得多，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的無功損也比有功損耗大得多，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗。耗遠(yuǎn)大于有功損耗。 系統(tǒng)運(yùn)行時僅靠發(fā)電機(jī)提供的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不系統(tǒng)運(yùn)行時僅靠發(fā)電機(jī)提供的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)對無功功率的需要，因此必須裝設(shè)大量能滿足系統(tǒng)對無功功率的需要，因此必須裝設(shè)大量的無功補(bǔ)償設(shè)備。的無功補(bǔ)償設(shè)備。 電力系統(tǒng)的無功功率電源有同步發(fā)電機(jī)，同步電力系統(tǒng)的無功功率電源有同步發(fā)電機(jī)，同步調(diào)相機(jī)，電容器，電抗器和靜止無功補(bǔ)償裝置調(diào)相機(jī)，電容器，電抗器和靜止無功補(bǔ)償裝置（SVCSVC）等。）等。五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施 1 1、同步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)

40、 發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中唯一的有功功率電源，發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中唯一的有功功率電源，同時也是最基本的無功功率電源。發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)無同時也是最基本的無功功率電源。發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)無功功率的速度快且不需要額外投資，所以充分利功功率的速度快且不需要額外投資，所以充分利用發(fā)電機(jī)改善系統(tǒng)無功功率的平衡是一種十分經(jīng)用發(fā)電機(jī)改善系統(tǒng)無功功率的平衡是一種十分經(jīng)濟(jì)實用的調(diào)節(jié)手段，其缺點是調(diào)節(jié)能力不大。濟(jì)實用的調(diào)節(jié)手段，其缺點是調(diào)節(jié)能力不大。 五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施2 2、同步調(diào)相機(jī)、同步調(diào)相機(jī) 同步調(diào)相機(jī)實質(zhì)上是不帶機(jī)械負(fù)載的同步電同步調(diào)相機(jī)實質(zhì)上是不帶機(jī)械負(fù)載的同步電 動動機(jī)。改變同步調(diào)相機(jī)的勵磁，可以

41、使同步調(diào)相機(jī)機(jī)。改變同步調(diào)相機(jī)的勵磁，可以使同步調(diào)相機(jī) 工作在過勵磁或欠勵磁狀態(tài)，從而發(fā)出或吸收無功工作在過勵磁或欠勵磁狀態(tài)，從而發(fā)出或吸收無功功率。它是最早采用的無功調(diào)節(jié)設(shè)備之一。功率。它是最早采用的無功調(diào)節(jié)設(shè)備之一。 同步調(diào)相機(jī)的優(yōu)點：有電壓支撐的作用、可迅速提同步調(diào)相機(jī)的優(yōu)點：有電壓支撐的作用、可迅速提高無功功率、可吸收多余的無功功率。高無功功率、可吸收多余的無功功率。 缺點：本身設(shè)備的有功功率損耗大、維護(hù)復(fù)雜、投缺點：本身設(shè)備的有功功率損耗大、維護(hù)復(fù)雜、投資大。所以它不是主要的無功功率調(diào)節(jié)設(shè)備。資大。所以它不是主要的無功功率調(diào)節(jié)設(shè)備。五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施3 3、

42、電容器、電容器 作為無功功率補(bǔ)償用的電容器以并聯(lián)的方式接作為無功功率補(bǔ)償用的電容器以并聯(lián)的方式接入系統(tǒng)，其接線方式如圖入系統(tǒng)，其接線方式如圖3-33-3所示。所示。 電容器只能輸出無功功率。其產(chǎn)生無功功率的大電容器只能輸出無功功率。其產(chǎn)生無功功率的大小可表示成小可表示成 (3-12)(3-12) 式中，式中， 為電力系統(tǒng)角頻率；為電力系統(tǒng)角頻率；C C為電容器的電容值。為電容器的電容值。22CQCU五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施 電容器具有有功功率損耗小、設(shè)計簡單、容量電容器具有有功功率損耗小、設(shè)計簡單、容量組合靈活、安全可靠、運(yùn)行維護(hù)方便、投資省等組合靈活、安全可靠、運(yùn)行維護(hù)方

43、便、投資省等優(yōu)優(yōu)點點。所以長期以來電容器一直是電力系統(tǒng)優(yōu)先采用。所以長期以來電容器一直是電力系統(tǒng)優(yōu)先采用的無功功率補(bǔ)償設(shè)備。但當(dāng)系統(tǒng)電壓下降時，會導(dǎo)的無功功率補(bǔ)償設(shè)備。但當(dāng)系統(tǒng)電壓下降時，會導(dǎo)致電壓進(jìn)一步降低；當(dāng)系統(tǒng)電壓偏高時，系統(tǒng)電壓致電壓進(jìn)一步降低；當(dāng)系統(tǒng)電壓偏高時，系統(tǒng)電壓進(jìn)一步升高。這種正反饋的電壓調(diào)節(jié)特性不利于系進(jìn)一步升高。這種正反饋的電壓調(diào)節(jié)特性不利于系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，這是電容器調(diào)壓的統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，這是電容器調(diào)壓的缺點缺點。五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施 此外，這種調(diào)壓是不連續(xù)的。常規(guī)電容器采用分此外，這種調(diào)壓是不連續(xù)的。常規(guī)電容器采用分組投切的形式，每投入或切除一組電

44、容器，可分別使組投切的形式，每投入或切除一組電容器，可分別使系統(tǒng)電壓跳變式升高或降低。因此，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)系統(tǒng)電壓跳變式升高或降低。因此，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)容量、電壓等級、負(fù)荷大小等因素，合理地選擇電容容量、電壓等級、負(fù)荷大小等因素，合理地選擇電容器的分組數(shù)及每組容量。器的分組數(shù)及每組容量。五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施4 4、電抗器、電抗器 線路的分布電容所產(chǎn)生的無功功率，與電壓的線路的分布電容所產(chǎn)生的無功功率，與電壓的平方成正比，同時與線路的長度成正比。因此，長平方成正比，同時與線路的長度成正比。因此，長距離、高電壓等級的線路產(chǎn)生的充電功率不容忽視。距離、高電壓等級的線路產(chǎn)生的充

45、電功率不容忽視。圖圖3-43-4是線路是線路 形等值電路。形等值電路。五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施 圖中電容代表線路的分布電容，每個電容的電納圖中電容代表線路的分布電容，每個電容的電納為整個線路等效電納為整個線路等效電納B B的一半，即為的一半，即為 。每個電。每個電容產(chǎn)生的充電功率為線路總充電功率容產(chǎn)生的充電功率為線路總充電功率 的一半，即等的一半，即等于于 。當(dāng)線路輕載或空載運(yùn)行時，線路電。當(dāng)線路輕載或空載運(yùn)行時，線路電抗抗X X中的無功損耗中的無功損耗 很小，其數(shù)值可能等于或很小，其數(shù)值可能等于或小于線路的充電功率。這種情況下線路總的無功損耗小于線路的充電功率。這種情況下

46、線路總的無功損耗 為零，甚至變負(fù)。為零，甚至變負(fù)。22BC22222CQBCUU23XQI XXCQQQCQ五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施n高壓線路在輕載時，將會存在大量過剩的充電功高壓線路在輕載時，將會存在大量過剩的充電功率，從而使電壓升高。從表率，從而使電壓升高。從表3-23-2可見，高壓線路輕可見，高壓線路輕載時電壓搜升高現(xiàn)象十分嚴(yán)重，其升高幅度已經(jīng)載時電壓搜升高現(xiàn)象十分嚴(yán)重，其升高幅度已經(jīng)大大超出了國家的有關(guān)規(guī)定。這對系統(tǒng)的安全運(yùn)大大超出了國家的有關(guān)規(guī)定。這對系統(tǒng)的安全運(yùn)行和用戶的正常生產(chǎn)構(gòu)成了極大的威脅行和用戶的正常生產(chǎn)構(gòu)成了極大的威脅。五、改善電壓偏差的措施五、改善電

47、壓偏差的措施5 5、靜止無功補(bǔ)償裝置和靜止無功發(fā)生裝置、靜止無功補(bǔ)償裝置和靜止無功發(fā)生裝置 基于電力電子半控器件無功補(bǔ)償裝置（基于電力電子半控器件無功補(bǔ)償裝置（SVCSVC）和基于電力電子全控器件的靜止無功發(fā)生裝置和基于電力電子全控器件的靜止無功發(fā)生裝置（SVGSVG）具有動態(tài)無功功率補(bǔ)償特性。與同步調(diào)相）具有動態(tài)無功功率補(bǔ)償特性。與同步調(diào)相機(jī)一樣，它們既可以向系統(tǒng)輸出無功功率，也可吸機(jī)一樣，它們既可以向系統(tǒng)輸出無功功率，也可吸收系統(tǒng)的無功功率。其動態(tài)特性好，調(diào)壓速度快，收系統(tǒng)的無功功率。其動態(tài)特性好，調(diào)壓速度快，調(diào)壓平滑，而且可實現(xiàn)分相無功補(bǔ)償，有功功率損調(diào)壓平滑，而且可實現(xiàn)分相無功補(bǔ)償，有

48、功功率損耗也比較小。由于他們由靜止開關(guān)元件構(gòu)成，所以耗也比較小。由于他們由靜止開關(guān)元件構(gòu)成，所以運(yùn)行維護(hù)方便、可靠性較高。但這類設(shè)備價格普遍運(yùn)行維護(hù)方便、可靠性較高。但這類設(shè)備價格普遍較高，運(yùn)行經(jīng)驗較欠缺。較高，運(yùn)行經(jīng)驗較欠缺。五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施（二）系統(tǒng)調(diào)壓手段（二）系統(tǒng)調(diào)壓手段 電力系統(tǒng)是個龐大的系統(tǒng)，其中的負(fù)荷難以計電力系統(tǒng)是個龐大的系統(tǒng)，其中的負(fù)荷難以計數(shù)，無法對其中每個節(jié)點的電壓進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整。數(shù)，無法對其中每個節(jié)點的電壓進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整。通常的做法是選擇一些通常的做法是選擇一些關(guān)鍵性的母線關(guān)鍵性的母線作為電壓監(jiān)視作為電壓監(jiān)視點。如果將這些母線的電壓偏差控制在

49、允許范圍內(nèi)，點。如果將這些母線的電壓偏差控制在允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)中的其他節(jié)點的電壓及負(fù)荷電壓就能基本滿足系統(tǒng)中的其他節(jié)點的電壓及負(fù)荷電壓就能基本滿足要求。這些電壓監(jiān)視點稱為要求。這些電壓監(jiān)視點稱為電壓中樞點電壓中樞點。一般選擇。一般選擇系統(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)裝機(jī)容量較大的發(fā)電廠高壓母線裝機(jī)容量較大的發(fā)電廠高壓母線，容量較大容量較大的變電所低壓母線的變電所低壓母線，以及，以及有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機(jī)有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機(jī)母線作為電壓中樞點母線作為電壓中樞點。五、改善電壓偏差的措施五、改善電壓偏差的措施1 1、電壓偏差的調(diào)整方式、電壓偏差的調(diào)整方式n中樞點的調(diào)壓方式分為三種：中樞點的調(diào)壓方式分為三種： 逆調(diào)壓逆

50、調(diào)壓 順調(diào)壓順調(diào)壓 恒調(diào)壓恒調(diào)壓目前中樞點常用的調(diào)壓方式是目前中樞點常用的調(diào)壓方式是逆調(diào)壓逆調(diào)壓。2 2、電壓偏差的調(diào)整手段、電壓偏差的調(diào)整手段n用發(fā)電機(jī)調(diào)壓：調(diào)節(jié)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置用發(fā)電機(jī)調(diào)壓：調(diào)節(jié)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置n改變變壓器變比調(diào)壓：即調(diào)節(jié)變比改變變壓器變比調(diào)壓：即調(diào)節(jié)變比K K (3-13) (3-13) 普通電力變壓器除分接頭外，還有普通電力變壓器除分接頭外，還有2-42-4個附加分接個附加分接頭。通過選擇分接頭，可使變壓器的變比發(fā)生改變。頭。通過選擇分接頭，可使變壓器的變比發(fā)生改變。2211NUkNUn改變線路參數(shù)調(diào)壓改變線路參數(shù)調(diào)壓 1 1）采用分裂導(dǎo)線。）采用分裂導(dǎo)線。2 2）串聯(lián)

51、電容器。接線圖見圖）串聯(lián)電容器。接線圖見圖3-6.3-6.根據(jù)公式根據(jù)公式3-103-10線路的電壓損失為：線路的電壓損失為：22()LCLPR Q XXPR QXUUU串聯(lián)電容補(bǔ)償線路電抗的程度可用補(bǔ)償度串聯(lián)電容補(bǔ)償線路電抗的程度可用補(bǔ)償度KcKc來表示：來表示： (3-14)(3-14) 式中式中 X XL L 線路電抗，線路電抗， ； X XC C 線路串聯(lián)電容容抗，線路串聯(lián)電容容抗， 。 叫過補(bǔ)償，整個線路的等值阻抗呈現(xiàn)容性；叫過補(bǔ)償，整個線路的等值阻抗呈現(xiàn)容性； 叫欠補(bǔ)償，整個線路的等值阻抗呈現(xiàn)感性；叫欠補(bǔ)償，整個線路的等值阻抗呈現(xiàn)感性； 叫完全補(bǔ)償，整個線路的等值阻抗呈現(xiàn)阻性；叫完

52、全補(bǔ)償，整個線路的等值阻抗呈現(xiàn)阻性；1cK ,LLXCCLXKX1,CCX1cK 1cK 與裝設(shè)并聯(lián)電容器相比，串聯(lián)電容器補(bǔ)償法的調(diào)與裝設(shè)并聯(lián)電容器相比，串聯(lián)電容器補(bǔ)償法的調(diào)壓效果顯著，特別適合于電壓波動頻繁、負(fù)荷功率因壓效果顯著，特別適合于電壓波動頻繁、負(fù)荷功率因數(shù)低的場合。數(shù)低的場合。 但采用串聯(lián)電容也會帶來一些新問題。但采用串聯(lián)電容也會帶來一些新問題。 串聯(lián)電容與感應(yīng)電動機(jī)有可能發(fā)生共振。串聯(lián)電容與感應(yīng)電動機(jī)有可能發(fā)生共振。 串聯(lián)電容與變壓器也可能發(fā)生共振串聯(lián)電容與變壓器也可能發(fā)生共振。六、電壓偏差的監(jiān)測與考核六、電壓偏差的監(jiān)測與考核 電壓偏差的監(jiān)測與考核是評價電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量電壓偏差的

53、監(jiān)測與考核是評價電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量的重要方法，其結(jié)果也是修定無功功率和電壓曲線、的重要方法，其結(jié)果也是修定無功功率和電壓曲線、制定電網(wǎng)規(guī)劃和技術(shù)改造計劃的依據(jù)。制定電網(wǎng)規(guī)劃和技術(shù)改造計劃的依據(jù)。 電壓監(jiān)測點的設(shè)置原則是：電壓監(jiān)測點的設(shè)置原則是： （1 1）與主網(wǎng)（）與主網(wǎng)（220KV220KV及以上電力系統(tǒng)）直接連接的發(fā)及以上電力系統(tǒng)）直接連接的發(fā)電廠高壓母線。電廠高壓母線。 （2 2）各級調(diào)度）各級調(diào)度“界面界面”處的處的330KV330KV及以上變電所的一、及以上變電所的一、二次母線，二次母線，220KV220KV變電所的二次母線或一次母線。變電所的二次母線或一次母線。（3 3）所有變電所的

54、）所有變電所的10KV10KV母線。母線。（4 4）具有一定代表性的用戶電壓監(jiān)測點宜采用這樣的）具有一定代表性的用戶電壓監(jiān)測點宜采用這樣的選取原則：選取原則： 所有所有110KV110KV及以上供電的用戶；及以上供電的用戶； 所有所有35KV35KV專線供電的用戶；專線供電的用戶； 其他其他35KV35KV用戶和用戶和10KV10KV用戶；用戶； 低壓低壓0.4KV0.4KV用戶用戶。 電壓監(jiān)測的方法是在電壓監(jiān)測點安裝具有自動記電壓監(jiān)測的方法是在電壓監(jiān)測點安裝具有自動記錄和統(tǒng)計功能的錄和統(tǒng)計功能的“電壓監(jiān)測儀電壓監(jiān)測儀”。它能直接監(jiān)測電壓。它能直接監(jiān)測電壓的偏差，并能統(tǒng)計電壓合格率和電壓超限率

55、。的偏差，并能統(tǒng)計電壓合格率和電壓超限率。 (3-15) (3-16)=100%= 1-100%電 壓 合 格 時 間電 壓 超 限 時 間電 壓 合 格 率（）電 壓 監(jiān) 測 總 時 間電 壓 監(jiān) 測 總 時 間=100%電壓超限時間電壓超限時間電壓監(jiān)測總時間 我國電力行業(yè)對電壓偏差的考核是指各供電企業(yè)我國電力行業(yè)對電壓偏差的考核是指各供電企業(yè)的以下五類指標(biāo)是否滿足供電企業(yè)安全文明生產(chǎn)達(dá)的以下五類指標(biāo)是否滿足供電企業(yè)安全文明生產(chǎn)達(dá)標(biāo)和創(chuàng)一流標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)和創(chuàng)一流標(biāo)準(zhǔn)。（1 1）A A類電壓合格率類電壓合格率城市變電所城市變電所1010母線電壓母線電壓合格率；合格率；（2 2）B B 類電壓合格率類

56、電壓合格率110KV110KV及以上供電或及以上供電或3535（6363）KVKV專線供電用戶的電壓合格率；專線供電用戶的電壓合格率；（3 3）C C類電壓合格率類電壓合格率其他高壓用戶的電壓合格率其他高壓用戶的電壓合格率（4 4）D D類電壓合格率類電壓合格率0.4KV0.4KV用戶的電壓合格率比；用戶的電壓合格率比；（5 5）供電綜合電壓合格率計算式為）供電綜合電壓合格率計算式為 (3-17)(3-17) 式中、和分別代表、和類式中、和分別代表、和類電壓合格率。電壓合格率。B+C+D=0.5A+0.53供電電壓合格率（）表表3-4 3-4 我國某大城市電網(wǎng)我國某大城市電網(wǎng)20022002年

57、供電電壓合格率統(tǒng)計表年供電電壓合格率統(tǒng)計表第三節(jié)第三節(jié) 電力系統(tǒng)頻率偏差電力系統(tǒng)頻率偏差 頻率是電能質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。系統(tǒng)負(fù)荷頻率是電能質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。系統(tǒng)負(fù)荷特別是特別是發(fā)電廠廠用電負(fù)荷發(fā)電廠廠用電負(fù)荷對頻率的要求非常嚴(yán)格。對頻率的要求非常嚴(yán)格。要保證用戶和發(fā)電廠的正常運(yùn)行就必須嚴(yán)格控制系要保證用戶和發(fā)電廠的正常運(yùn)行就必須嚴(yán)格控制系統(tǒng)頻率，使系統(tǒng)的頻率偏差控制在允許的范圍內(nèi)。統(tǒng)頻率，使系統(tǒng)的頻率偏差控制在允許的范圍內(nèi)。允許頻率偏差的大小不僅體現(xiàn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理允許頻率偏差的大小不僅體現(xiàn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理水平的高低，同時反映了一個國家工業(yè)發(fā)達(dá)的程度。水平的高低，同時反映了一個國家工

58、業(yè)發(fā)達(dá)的程度。一、頻率偏差的定義一、頻率偏差的定義 根據(jù)工學(xué)理論，正弦量在單位時間內(nèi)交變的次數(shù)根據(jù)工學(xué)理論，正弦量在單位時間內(nèi)交變的次數(shù)稱為頻率，用稱為頻率，用f f表示，單位為表示，單位為HzHz。交變一次所需的時。交變一次所需的時間稱為周期，用間稱為周期，用T T表示，單位為表示，單位為s s。頻率和周期互為倒。頻率和周期互為倒數(shù)，即數(shù)，即 f=1/T f=1/T （3-183-18） 交流電力系統(tǒng)是以單一恒定的標(biāo)稱頻率、規(guī)定的交流電力系統(tǒng)是以單一恒定的標(biāo)稱頻率、規(guī)定的幾種電壓等級和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶幾種電壓等級和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶供電。交流電力系統(tǒng)的標(biāo)稱頻率分

59、為供電。交流電力系統(tǒng)的標(biāo)稱頻率分為50Hz50Hz和和60Hz60Hz兩兩種，我國采用種，我國采用50Hz50Hz標(biāo)稱頻率（工頻）。標(biāo)稱頻率（工頻）。 不同標(biāo)稱頻率的系統(tǒng)要實現(xiàn)互聯(lián)，必須通過變不同標(biāo)稱頻率的系統(tǒng)要實現(xiàn)互聯(lián)，必須通過變頻調(diào)速裝置才能實現(xiàn)并網(wǎng)。頻調(diào)速裝置才能實現(xiàn)并網(wǎng)。 一個常蓄結(jié)合式抽水蓄能電站的原理接線圖如圖一個常蓄結(jié)合式抽水蓄能電站的原理接線圖如圖3-73-7所示。圖中，所示。圖中，G G代表常規(guī)發(fā)電機(jī)組，其額定頻率代表常規(guī)發(fā)電機(jī)組，其額定頻率為為50Hz50Hz；G/MG/M代表抽水蓄能機(jī)組，其工作頻率為代表抽水蓄能機(jī)組，其工作頻率為30-30-80Hz80Hz。一、頻率偏差

60、的定義一、頻率偏差的定義圖圖3-73-7常蓄結(jié)合式抽水蓄能電站的原理接線常蓄結(jié)合式抽水蓄能電站的原理接線 電力系統(tǒng)在電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件正常運(yùn)行條件下，系統(tǒng)頻率的實際值與下，系統(tǒng)頻率的實際值與標(biāo)稱值之差稱為系統(tǒng)的頻率偏差，用公示表示為標(biāo)稱值之差稱為系統(tǒng)的頻率偏差，用公示表示為 （3-193-19）式中式中 頻率偏差，頻率偏差，HzHz； f fre re 實際頻率，實際頻率，HzHz； f fN N 系統(tǒng)標(biāo)稱頻率，系統(tǒng)標(biāo)稱頻率，HzHz。 頻率偏差屬于頻率變化范疇。電力系統(tǒng)的頻率變頻率偏差屬于頻率變化范疇。電力系統(tǒng)的頻率變化是指基波頻率偏離規(guī)定正常值的現(xiàn)象?；侵富l率偏離規(guī)定正常值的現(xiàn)象