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电网建设发展中电能质量综合管理问题探讨

作者:徐义,美国福禄克公司北京代表处2006.12.12阅读 6452

  引言
  随着国家电网公司和南方电网公司的"十一五"电网发展规划出台,今后五年,我国电网建设总投资将超过1万亿元,期间据称,国家电网公司今后五年将投入8000多亿元进行电网建设。到2010年,在跨区域电网建设方面,交流特高压输电线路建设规模将达到4200千米,变电容量达到3900万千伏安,跨区送电能力达到7000万千瓦;在城乡电网建设方面,220千伏及以上交直流输电线路要超过34万千米,交流变电容量超过13亿千伏安。"十一五"期间,南方电网公司计划投资2340亿元建设电网。围绕"西电"再向广东新增送电1150万至1350万千瓦的目标CONTROL ENGINEERING China版权所有,建成投运500千伏交流输电线路1.56万千米、变电容量6175万千伏安,±500千伏直流输电线路1225千米、换流容量600万千瓦CONTROL ENGINEERING China版权所有,±800千伏直流输电线路1438千米、换流容量1000万千瓦。  业内专家认为,"十一五"期间我国电网建设有两大主要任务:一是尽快改变电网建设滞后于电源发展的状况;二是保证城市配电网、农村电网建设和改造投资,实现输电网和配电网协调发展。
  如果我们把"电能"也看作是一种产品,我们不难发现这些建
设和投资都集中在如何提高我们的产品产出数量上,而如何监控和保障我们"电能"产品的质量上确没有任何体现。好比建一个工厂,我们只是投资建大量的生产线,生产出大量的产品,而对于产品质量管理体系和品质保障方面没有考虑的话,这样的工厂在市场竞争中是很难有生命力的。并且一个产品的质量提高了,返工、耽搁、失误等就会减少,可以更好地利用原料和时间,这也有助于我们解决国家面临的能源原料短缺问题。
  在企业的产品质量管理中有ISO900X认证体系,ISO900X认证体系是一系列的标准,其目的就是不但要确认产品质量控制工程网版权所有,而且要确认生产产品的系统和过程,用正确的程序文件定义一个高质量的系统,生产出高质量的产品。本文也就如何通过对电能质量综合管理系统的建立,来保障"电能"质量提高。

  一、电能质量问题
  在一个理想的电力系统中,电能是以恒定频率(50Hz或60Hz)和幅值的三相平衡正弦电压向用户供电,在实际的电力系统运行中,由于负荷是变化的www.cechina.cn,三相电压的幅值、频率及相位差不能保持恒定不变,而且由于负荷的非线性,电压波形不再是单一正弦波。还包含有高次谐波。这些问题在过去还未对电力系统产生十分严重的影响,没有引起电力和用电部门的重视。但是近年来,随着冶金工业CONTROL ENGINEERING China版权所有,化学工业及电气化铁路的发展,电力系统中的非线性负荷(硅整流设备,电力机车,电解设备)及冲击性负荷(电弧炉,轧钢机)使电力网的非线性(谐波)、非对称性(负序)和波动性日趋严重。电能质量的下降严重地影响了供电设备的安全经济运行,特别是对于敏感负荷,如计算机芯片制造厂、半导体生产厂、造纸厂等,电压下降几十毫秒,就会导致生产设备不能正常工作和出现大量废品,为此已发生有的厂商被迫迁出不能保证其供电质量的所在地区,而寻求更高供电质量地区的现象。
  对于普通用户,有问题的电能质量同样会引起许多问题,例如:电脑死机,屏幕频闪,灯光频闪,中线过载,功率因数补偿设备所产生的问题,谐波集肤效应所引起的导线过热,在负载适中情况下的变压器过热现象等。图一就列举了部分电能质量问题:

部分电能质量问题

  图一

  因此在电网大规模建设和快速发展过程中和现代电力市场模式下,电能质量的内涵越来越丰富,除了从技术角度来理解电能质量概念外,对发、供、用三方更应该站在管理的角度来建立一个客观的、多种指标体现的、综合的电能质量管理体系,对电能质量各项指标进行综合评定,以提高和改善电能质量。 一个全面的电能质量的管理系统包括以下三个方面:电能质量的监督制度制定;电能质量分析测试开展;电能质量冶理工作。

  二 电能质量的监督制度制定
  电能质量的监督制度是一个分级管理体系:它不仅包含国家在此方面的方针、政策和法规及主管部门颁发的条例、标准,还有各行业和各级单位制定的规程、制度。它是一个树状结构(见图二),并且是整个电能质量管理的基础,只有这个架构完整以后,电能质量的管理系统才能良性运转。

电能质量的监督制度

  图二 电能质量的监督制度

  在电能质量监督管理制定中最重要一项就是电能质量标准,在IEC61000中并没有采用"Power quality"(电能质量)这一术语,而是提出使用"EMC"(电磁兼容)术语,指出和强调电源与设备之间和设备与设备之间的相互作用和影响,采用emission(干扰)和immunity(抗干扰)来表现设备产生电磁污染和设备免除电磁污染的能力。电磁兼容术语与国标中的电能质量术语有很大重叠性,在它们中间有许多的同义词。
  我国共发布了六项电能质量标准,最新的一项是2001年发布的《电能质量暂时过电压和瞬态过电压》,除了这六项电能质量标准外今年还发布的一项与测量仪器有关












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