供電技術(shù)6 電能質(zhì)量

1、西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：本章主要介紹工廠供電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量問題，首先介紹本章主要介紹工廠供電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量問題，首先介紹了電壓的偏差及其調(diào)節(jié)，然后介紹電壓波動(dòng)和閃變及其抑制以及高了電壓的偏差及其調(diào)節(jié)，然后介紹電壓波動(dòng)和閃變及其抑制以及高次諧波及其抑制的問題，最后介紹了供電系統(tǒng)的三相不平衡次諧波及其抑制的問題，最后介紹了供電系統(tǒng)的三相不平衡西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第一節(jié)第一節(jié) 電能質(zhì)量概述電能質(zhì)量概述第第二二節(jié)節(jié) 電壓偏差及其調(diào)節(jié)電壓偏差及其調(diào)節(jié)第第三三節(jié)節(jié) 電壓波動(dòng)和閃變及其抑制電壓波動(dòng)和閃變及其抑制第第四四節(jié)節(jié) 高次諧波

2、及其抑制高次諧波及其抑制第第五五節(jié)節(jié) 供電系統(tǒng)的三相不平衡供電系統(tǒng)的三相不平衡第六節(jié)第六節(jié) 供電系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第一節(jié)第一節(jié) 電能質(zhì)量概述電能質(zhì)量概述 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、電能質(zhì)量問題一、電能質(zhì)量問題 電能質(zhì)量是指電氣設(shè)備正常運(yùn)行所需要的電氣特性，任何導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差都屬于電能質(zhì)量問題。 二、理想的電能質(zhì)量二、理想的電能質(zhì)量 在三相電力系統(tǒng)中，理想的電能質(zhì)量是：系統(tǒng)頻率恒為額定頻率；三相電壓波形是三相對(duì)稱的、幅值恒為額定電壓的正弦波形；三相電流波形是

3、三相對(duì)稱的正弦波形；供電不間斷。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)三、電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、保護(hù)電氣環(huán)境、保障電力用戶正常使用電能的基本技術(shù)規(guī)范，是實(shí)施電能質(zhì)量監(jiān)督管理、推廣電能質(zhì)量控制技術(shù)、維護(hù)供用電雙方合法權(quán)益的法律依據(jù)。我國(guó)已經(jīng)頒布的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有：GB 12325-2003電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差、GB 12326-2000電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變、GB/T 14549-1993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波、GB/T 15543-1995電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度、GB/T 15945-1995電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差

4、、GB/T 18481-2001電能質(zhì)量 暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X四、影響電能質(zhì)量的因素四、影響電能質(zhì)量的因素 電壓質(zhì)量是電能質(zhì)量的核心。影響電壓質(zhì)量的主要因素有：負(fù)荷無功功率或無功功率變化量；電網(wǎng)短路容量或電網(wǎng)等效電抗。負(fù)荷無功功率或無功變化量越大，對(duì)電壓質(zhì)量的影響越大；電網(wǎng)短路容量越大，則負(fù)荷變化對(duì)電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響越小。 無功功率補(bǔ)償既是電網(wǎng)節(jié)能降耗的措施，也是改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的措施之一。五、改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的措施五、改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的措施西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第二節(jié)第二節(jié) 電壓偏差及其調(diào)節(jié)電壓偏差及其調(diào)節(jié) 西

5、安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、電壓偏差的含義一、電壓偏差的含義 20N21T2fN2fN2%100%(1) 100%NUUU UUUU U由于變壓器分接頭選擇而引入的電壓偏差量可按下式進(jìn)行計(jì)算：由于變壓器分接頭選擇而引入的電壓偏差量可按下式進(jìn)行計(jì)算： 電壓偏差是指電網(wǎng)實(shí)際電壓與額定電壓之差對(duì)額定電壓的電壓偏差是指電網(wǎng)實(shí)際電壓與額定電壓之差對(duì)額定電壓的百分?jǐn)?shù)，即百分?jǐn)?shù)，即 產(chǎn)生電壓偏差的主要原因是正常的負(fù)荷電流或故障電流在產(chǎn)生電壓偏差的主要原因是正常的負(fù)荷電流或故障電流在系統(tǒng)各元件上流過時(shí)所產(chǎn)生的電壓損失所引起的。系統(tǒng)各元件上流過時(shí)所產(chǎn)生的電壓損失所引起的。 實(shí)際電壓偏高或

6、偏低，對(duì)運(yùn)行中的電氣設(shè)備會(huì)造成不良影響。實(shí)際電壓偏高或偏低，對(duì)運(yùn)行中的電氣設(shè)備會(huì)造成不良影響。 二、變壓器對(duì)電壓偏差的影響二、變壓器對(duì)電壓偏差的影響 N%100%NUUUU西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X變壓器中的電壓損失按式計(jì)算：變壓器中的電壓損失按式計(jì)算： TTT2N%100%PRQXUU2N2TN2%100%fTUUUUUU 當(dāng)變壓器一次側(cè)分接頭所加電壓為額定電壓時(shí)當(dāng)變壓器一次側(cè)分接頭所加電壓為額定電壓時(shí), ,由變壓器本由變壓器本身所產(chǎn)生的總電壓偏差量為身所產(chǎn)生的總電壓偏差量為 變壓器負(fù)載時(shí)二次側(cè)電壓為：變壓器負(fù)載時(shí)二次側(cè)電壓為： 2211%TTNfUUUUUU西安理工

7、大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件XGUA%Ul1%UT%Ul2%UD%UA%u%ABCD6420-4-6-2三、電壓偏差的計(jì)算三、電壓偏差的計(jì)算Ul1%UT%Ul2%UD%指定地點(diǎn)指定地點(diǎn)E E的電壓偏差可由下式計(jì)算的電壓偏差可由下式計(jì)算: : E%UUU 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X四、電壓偏差的調(diào)節(jié)四、電壓偏差的調(diào)節(jié) GB12325-1990電能質(zhì)量電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差供電電壓允許偏差中規(guī)定，中規(guī)定，供電部門與用戶的產(chǎn)權(quán)分界處或供用電協(xié)議規(guī)定的電能計(jì)量的供電部門與用戶的產(chǎn)權(quán)分界處或供用電協(xié)議規(guī)定的電能計(jì)量的最大允許電壓偏差應(yīng)不超過：最大允許電壓偏差應(yīng)不超

8、過： 35kV及以上供電電壓：電壓正、負(fù)偏差絕對(duì)值之和為及以上供電電壓：電壓正、負(fù)偏差絕對(duì)值之和為10%； 10kV及以下三相供電電壓：及以下三相供電電壓：7%； 220V單相供電電壓：?jiǎn)蜗喙╇婋妷海?7%，-10%。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X （一）電壓調(diào)節(jié)的方式（一）電壓調(diào)節(jié)的方式 對(duì)中樞點(diǎn)的電壓進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)節(jié)。對(duì)中樞點(diǎn)的電壓進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)節(jié)。 中樞點(diǎn)調(diào)壓方式：中樞點(diǎn)調(diào)壓方式：n常調(diào)壓：不管中樞點(diǎn)的負(fù)荷怎樣變動(dòng)，都要保持中樞點(diǎn)的電壓偏常調(diào)壓：不管中樞點(diǎn)的負(fù)荷怎樣變動(dòng)，都要保持中樞點(diǎn)的電壓偏 差為恒定值；差為恒定值；n逆調(diào)壓：在最大負(fù)荷時(shí)，升高母線電壓，在最小負(fù)荷時(shí)，降

9、低母逆調(diào)壓：在最大負(fù)荷時(shí)，升高母線電壓，在最小負(fù)荷時(shí)，降低母 線電壓。線電壓。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X（二）電壓調(diào)節(jié)的方法（二）電壓調(diào)節(jié)的方法 對(duì)于電力用戶的對(duì)于電力用戶的供配電系統(tǒng)，電壓偏供配電系統(tǒng)，電壓偏差調(diào)節(jié)主要以下兩方差調(diào)節(jié)主要以下兩方面入手。面入手。1. 減小線路電壓損失減小線路電壓損失 2. 合理選擇變壓器的分接頭合理選擇變壓器的分接頭合理地減少系統(tǒng)的阻抗，合理地減少系統(tǒng)的阻抗，減少系統(tǒng)的變壓級(jí)數(shù)；減少系統(tǒng)的變壓級(jí)數(shù)；盡量保持系統(tǒng)三相平衡；盡量保持系統(tǒng)三相平衡；使高壓線路深入負(fù)荷中心；使高壓線路深入負(fù)荷中心；采用多回路并聯(lián)供電；采用多回路并聯(lián)供電；設(shè)置無功

10、補(bǔ)償裝置等。設(shè)置無功補(bǔ)償裝置等。 0.38kV21Ul2%=6610kV5.5Ul1%=14a)最大負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí)UT%=3+8.5+10.5= +10-1= +9= +10-3Uf%-UT%0最大負(fù)荷最小負(fù)荷-6= +7+1.5-7b)Uf%-UT%10+7426-2u%-40-8-68+7108+1.5-6+3.50+9+7-5.5-70420-4-2-6u%C)-86西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第三節(jié)第三節(jié) 電壓波動(dòng)和閃變及其抑制電壓波動(dòng)和閃變及其抑制 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 電壓波動(dòng)是指電壓在系統(tǒng)電網(wǎng)中作快速短時(shí)的變化。電電壓波動(dòng)是指

11、電壓在系統(tǒng)電網(wǎng)中作快速短時(shí)的變化。電壓波動(dòng)值，以用戶公共供電點(diǎn)的相鄰最大與最小電壓方均根值壓波動(dòng)值，以用戶公共供電點(diǎn)的相鄰最大與最小電壓方均根值之差對(duì)電網(wǎng)額定電壓之差對(duì)電網(wǎng)額定電壓UN的百分值表示，即的百分值表示，即 電壓波動(dòng)是由于負(fù)荷急劇變動(dòng)的沖擊負(fù)荷所引起。影響電壓波動(dòng)是由于負(fù)荷急劇變動(dòng)的沖擊負(fù)荷所引起。影響電氣設(shè)備的正常工作。電氣設(shè)備的正常工作。 maxminN100%UUdU一、電壓波動(dòng)和閃變的基本概念一、電壓波動(dòng)和閃變的基本概念 閃變是指人眼對(duì)燈閃的主觀感覺。引起燈光（照度）閃閃變是指人眼對(duì)燈閃的主觀感覺。引起燈光（照度）閃變的波動(dòng)電壓，稱為閃變電壓。變的波動(dòng)電壓，稱為閃變電壓。 西

12、安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、電壓波動(dòng)值的估算二、電壓波動(dòng)值的估算 1）當(dāng)已知三相負(fù)荷的有功和無功功率變化量）當(dāng)已知三相負(fù)荷的有功和無功功率變化量P和和Q時(shí)，時(shí)，則可按下式計(jì)算：則可按下式計(jì)算： 2N100%RPXQdU 式中，式中，R、X分別為電網(wǎng)的等值電阻和電抗。分別為電網(wǎng)的等值電阻和電抗。 2）在高壓電網(wǎng)中，由于）在高壓電網(wǎng)中，由于XR ，因此可按下式計(jì)算：，因此可按下式計(jì)算： tk%100%QUS西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、電壓波動(dòng)和閃變的抑制三、電壓波動(dòng)和閃變的抑制 抑制電壓波動(dòng)和閃變的主要措施有：采用合理的接線方式，抑制電壓波動(dòng)和閃變

13、的主要措施有：采用合理的接線方式，對(duì)負(fù)荷變化劇烈的大型設(shè)備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鞴╇?；?duì)負(fù)荷變化劇烈的大型設(shè)備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鞴╇?；提高供電電壓；減少電壓損失；增大供電容量；減少系統(tǒng)阻抗；提高供電電壓；減少電壓損失；增大供電容量；減少系統(tǒng)阻抗；增加系統(tǒng)的短路容量等方法，對(duì)抑制電網(wǎng)的電壓波動(dòng)和閃變能增加系統(tǒng)的短路容量等方法，對(duì)抑制電網(wǎng)的電壓波動(dòng)和閃變能起到良好的作用。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，也可以在電壓波動(dòng)嚴(yán)重時(shí)減起到良好的作用。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，也可以在電壓波動(dòng)嚴(yán)重時(shí)減少、甚至切除引起電壓波動(dòng)的負(fù)荷。少、甚至切除引起電壓波動(dòng)的負(fù)荷。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 另外為了減少無

14、功功率沖擊引起的電壓閃變，國(guó)內(nèi)外普遍另外為了減少無功功率沖擊引起的電壓閃變，國(guó)內(nèi)外普遍采用一種靜止無功功率補(bǔ)償裝置采用一種靜止無功功率補(bǔ)償裝置（SVC）進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。這種裝置在調(diào)節(jié)的快速性、功能的多樣性、工作的可靠性、投這種裝置在調(diào)節(jié)的快速性、功能的多樣性、工作的可靠性、投資和運(yùn)行費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性等方面具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。資和運(yùn)行費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性等方面具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。 靜止無功補(bǔ)償器由特殊電抗器和電容器組成，有的是兩者靜止無功補(bǔ)償器由特殊電抗器和電容器組成，有的是兩者之一為可控的，有的是兩者都是可控的，是一種并聯(lián)聯(lián)接的無之一為可控的，有的是兩者都是可控的，是一種并聯(lián)聯(lián)接的無功功率發(fā)生

15、器和吸收器。近年來，電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用的靜止功功率發(fā)生器和吸收器。近年來，電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用的靜止補(bǔ)償器有自飽和電抗器型（簡(jiǎn)記為補(bǔ)償器有自飽和電抗器型（簡(jiǎn)記為SR）和可控硅控制電抗器型和可控硅控制電抗器型(簡(jiǎn)記為簡(jiǎn)記為TCR)兩種。兩種。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第四節(jié)第四節(jié) 高次諧波及其抑制高次諧波及其抑制 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、高次諧波的產(chǎn)生與危害一、高次諧波的產(chǎn)生與危害 諧波對(duì)幾乎所有連接于電網(wǎng)的電氣設(shè)備都有損害，主要諧波對(duì)幾乎所有連接于電網(wǎng)的電氣設(shè)備都有損害，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波損耗，使設(shè)備過熱以及諧波過電壓、加速設(shè)表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波損

16、耗，使設(shè)備過熱以及諧波過電壓、加速設(shè)備絕緣老化等。諧波對(duì)繼電保護(hù)、電能計(jì)量精度等也有影響備絕緣老化等。諧波對(duì)繼電保護(hù)、電能計(jì)量精度等也有影響 、諧波還對(duì)通信質(zhì)量有影響。諧波還對(duì)通信質(zhì)量有影響。 諧波是一個(gè)周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻諧波是一個(gè)周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整倍數(shù)，也稱為高次諧波。率的整倍數(shù)，也稱為高次諧波。 系統(tǒng)中的主要諧波源可分為兩大類：含半導(dǎo)體非線性系統(tǒng)中的主要諧波源可分為兩大類：含半導(dǎo)體非線性元件的諧波源；含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源。元件的諧波源；含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源。 如在系統(tǒng)和用戶中存在諧波干擾，將會(huì)使系統(tǒng)中的電壓和如在系統(tǒng)和用戶中

17、存在諧波干擾，將會(huì)使系統(tǒng)中的電壓和電流發(fā)生畸變。供電系統(tǒng)中的諧波源主要是諧波電流源，諧波電流發(fā)生畸變。供電系統(tǒng)中的諧波源主要是諧波電流源，諧波電流通過電網(wǎng)將在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生諧波電壓降，從而導(dǎo)致諧波電流通過電網(wǎng)將在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生諧波電壓降，從而導(dǎo)致諧波電壓的產(chǎn)生。電壓的產(chǎn)生。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、二、 諧波的評(píng)價(jià)估算諧波的評(píng)價(jià)估算 第第h次諧波電壓含有量和第次諧波電壓含有量和第h次諧波電流含有率按下式計(jì)算：次諧波電流含有率按下式計(jì)算： hh1100%UHRUUhh1100%IHRII 諧波電壓總含量諧波電壓總含量UH和諧波電流總含量和諧波電流總含量IH按下式計(jì)算：

18、按下式計(jì)算： 式中，式中，Uh為第為第h次諧波電壓（方均根值）；次諧波電壓（方均根值）； U1為基波電壓（方為基波電壓（方均根值）；均根值）； Ih第第h次諧波電流（方均根值）；次諧波電流（方均根值）；I1為基波電流（方為基波電流（方均根值）。均根值）。 2Hhh 2()UU2Hhh 2()II西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 電壓總諧波畸變率電壓總諧波畸變率THDu和電流總諧波畸變率和電流總諧波畸變率THDi按下式按下式計(jì)算：計(jì)算： Hu1100%UTHDUHi1100%ITHDI 諧波電壓限值及諧波電流允許值的規(guī)定值可參考諧波電壓限值及諧波電流允許值的規(guī)定值可參考GB/T

19、14549-1993電能質(zhì)量電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波公用電網(wǎng)諧波。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、并聯(lián)電容器對(duì)諧波的放大作用三、并聯(lián)電容器對(duì)諧波的放大作用 在供電系統(tǒng)中，并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償設(shè)備已得到了在供電系統(tǒng)中，并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償設(shè)備已得到了廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)中的電容器，一方面由于其諧波阻抗小，廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)中的電容器，一方面由于其諧波阻抗小，系統(tǒng)高次諧波電壓會(huì)在其中產(chǎn)生明顯的高次諧波電流，使電系統(tǒng)高次諧波電壓會(huì)在其中產(chǎn)生明顯的高次諧波電流，使電容器過熱，嚴(yán)重影響其使用壽命；同時(shí)電容器的切入使用也容器過熱，嚴(yán)重影響其使用壽命；同時(shí)電容器的切入使用也可能引起系統(tǒng)諧波

20、嚴(yán)重放大?？赡芤鹣到y(tǒng)諧波嚴(yán)重放大。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件XCLTLR2min(1.31.5)CXXh 對(duì)于整流裝置，對(duì)于整流裝置，hm i n=5，可取，可取XLR=(56)% XC ，對(duì)于含有三次諧波的對(duì)于含有三次諧波的系統(tǒng)，可取系統(tǒng)，可取XLR=(1213)% XC 。 在含有諧波的供電系統(tǒng)中，應(yīng)在含有諧波的供電系統(tǒng)中，應(yīng)注意適當(dāng)選擇其電容器的參數(shù)，防注意適當(dāng)選擇其電容器的參數(shù)，防止其出現(xiàn)過電流和過電壓，同時(shí)兼止其出現(xiàn)過電流和過電壓，同時(shí)兼顧無功補(bǔ)償?shù)囊蠛拖C波放大，顧無功補(bǔ)償?shù)囊蠛拖C波放大，可在電容器支路串聯(lián)電抗器，通過可在電容器支路串聯(lián)電抗器，通

21、過選擇電抗器值使電容器回路在最低選擇電抗器值使電容器回路在最低次諧波頻率下呈現(xiàn)出感性如圖所示。次諧波頻率下呈現(xiàn)出感性如圖所示。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X四、高次諧波的抑制四、高次諧波的抑制高次諧波的抑制方法：高次諧波的抑制方法： 1 1增加整流裝置的相數(shù)增加整流裝置的相數(shù)2 2裝設(shè)無源電力諧波濾波器裝設(shè)無源電力諧波濾波器 無源電力諧波濾波器由電力電容器，電抗器和電阻器按一無源電力諧波濾波器由電力電容器，電抗器和電阻器按一定方式連接而成。定方式連接而成。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件XR(a)C2R3RLC(c)(b)L2R2(d)RL1C1RLCC(

22、e)(f)LRC2C1LC2RC1二二階階高高通通濾濾波波器器 單單調(diào)調(diào)諧諧濾濾波波器器 雙雙調(diào)調(diào)諧諧濾濾波波器器 一一階階高高通通濾濾波波器器 三三階階高高通通濾濾波波器器 C C形形高高通通濾濾波波器器 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X3 3裝設(shè)有源電力濾波器裝設(shè)有源電力濾波器 iSGiFLiL系統(tǒng)電源有源濾波器負(fù)荷諧波源APF 有源電力濾波器分并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，實(shí)際應(yīng)用中多有源電力濾波器分并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，實(shí)際應(yīng)用中多為并聯(lián)型。為并聯(lián)型。 并聯(lián)型有源電力濾波器是一種向電網(wǎng)注入補(bǔ)償諧波電流，并聯(lián)型有源電力濾波器是一種向電網(wǎng)注入補(bǔ)償諧波電流，以抵消負(fù)荷所產(chǎn)生的諧波電流的

23、濾波裝置，其主要電路由靜以抵消負(fù)荷所產(chǎn)生的諧波電流的濾波裝置，其主要電路由靜態(tài)功率變流器（逆變器）構(gòu)成，故具有半導(dǎo)體功率變流器的態(tài)功率變流器（逆變器）構(gòu)成，故具有半導(dǎo)體功率變流器的高可控性和快速響應(yīng)性。高可控性和快速響應(yīng)性。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件XFS( d )( c )( b )( a )HLttttiiii諧波電流的補(bǔ)償諧波電流的補(bǔ)償 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第五節(jié)第五節(jié) 供電系統(tǒng)的三相不平衡供電系統(tǒng)的三相不平衡 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 一、基本概念一、基本概念：在三相供電系統(tǒng)中，當(dāng)電流和電壓的三在三相供電系

24、統(tǒng)中，當(dāng)電流和電壓的三相相量間幅值不等或相位差不為相相量間幅值不等或相位差不為1200時(shí)，則三相電流和電壓時(shí)，則三相電流和電壓不平衡。不平衡。 三、三、危害：危害：三相不平衡對(duì)供用電設(shè)備將帶來危害。（三相不平衡對(duì)供用電設(shè)備將帶來危害。（1 1）感）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：負(fù)序電壓在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩從而降低了電動(dòng)應(yīng)電動(dòng)機(jī)：負(fù)序電壓在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩從而降低了電動(dòng)機(jī)的有用輸出轉(zhuǎn)矩；負(fù)序電壓產(chǎn)生負(fù)序電流。（機(jī)的有用輸出轉(zhuǎn)矩；負(fù)序電壓產(chǎn)生負(fù)序電流。（2 2）變壓器：變）變壓器：變壓器容量不能充分利用。（壓器容量不能充分利用。（3)3)變流裝置：整流裝置會(huì)產(chǎn)生較大變流裝置：整流裝置會(huì)產(chǎn)生較大的非特征諧波，進(jìn)

25、一步影響電能質(zhì)量。的非特征諧波，進(jìn)一步影響電能質(zhì)量。 二、原因：二、原因：供電系統(tǒng)的三相不平衡主要是由三相負(fù)荷不對(duì)稱供電系統(tǒng)的三相不平衡主要是由三相負(fù)荷不對(duì)稱所引起的。電流和電壓不平衡現(xiàn)象有短時(shí)的（一相不對(duì)稱短路，所引起的。電流和電壓不平衡現(xiàn)象有短時(shí)的（一相不對(duì)稱短路，斷線等），也有持續(xù)的（一相非對(duì)稱運(yùn)行方式；以及非對(duì)稱負(fù)荷斷線等），也有持續(xù)的（一相非對(duì)稱運(yùn)行方式；以及非對(duì)稱負(fù)荷等）。等）。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 五、三相不平衡的補(bǔ)償：五、三相不平衡的補(bǔ)償：首先將單相負(fù)荷平衡地分布于三相首先將單相負(fù)荷平衡地分布于三相中，同時(shí)要考慮到用電設(shè)備功率因數(shù)的不同，盡量兼顧有

26、功功率中，同時(shí)要考慮到用電設(shè)備功率因數(shù)的不同，盡量兼顧有功功率與無功功率均能分布。在低壓系統(tǒng)中，各相安裝的單相用電設(shè)備與無功功率均能分布。在低壓系統(tǒng)中，各相安裝的單相用電設(shè)備其各相之間容量最大值與最小值之差不應(yīng)超過其各相之間容量最大值與最小值之差不應(yīng)超過15%。 四、三相不平衡度：四、三相不平衡度： 三相不平衡程度通常用不平衡系數(shù)三相不平衡程度通常用不平衡系數(shù)表示。表示。 2U1%100%UU2I1%100%II式中，式中，U%、 I%表示電壓及電流的不平衡系數(shù)；表示電壓及電流的不平衡系數(shù)；U1、U2和和I1、I2表示正、負(fù)序電壓和正、負(fù)序電流。表示正、負(fù)序電壓和正、負(fù)序電流。西安理工大學(xué)自動(dòng)

27、化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第六節(jié)第六節(jié) 供電系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一一、功率因數(shù)定義功率因數(shù)定義 1瞬時(shí)功率因數(shù)瞬時(shí)功率因數(shù) 監(jiān)測(cè)負(fù)荷用。監(jiān)測(cè)負(fù)荷用。 cos3PPSUI 2平均功率因數(shù)平均功率因數(shù) 調(diào)整電費(fèi)用。調(diào)整電費(fèi)用。 pav22pqcosWWW 3最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) 確定需要無功補(bǔ)償容量用。確定需要無功補(bǔ)償容量用。 cccosPS西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件XSCSCPCQCQC二、無功補(bǔ)償容量的確定二、無功補(bǔ)償容量的確定 QN.C=QcQc Pc(tan-tan) QN.C 穩(wěn)態(tài)無功功率補(bǔ)償設(shè)備，主要有同步補(bǔ)償機(jī)穩(wěn)態(tài)無功功率補(bǔ)償設(shè)備，主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器（自愈式）。和并聯(lián)電容器（自愈式）。 三、無功補(bǔ)償裝置的選擇三、無功補(bǔ)償裝置的選擇 低壓并聯(lián)電容器裝置根據(jù)負(fù)荷變化相應(yīng)自動(dòng)低壓并聯(lián)電容器裝置根據(jù)負(fù)荷變化相應(yīng)自動(dòng)循環(huán)投切的電容器組數(shù)，在無功補(bǔ)償容量循環(huán)投切的電容器組數(shù)，在無功補(bǔ)償容量QN.C確確定后可