随着电力电子技术的广泛应用与发展,供电系统中增加了大量的非线性负载,特别是静止变流器,从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交直流变换装置,由于静止变流器是以开关方式工作的,会引起电网电流、电压波形发生畸变,引起电网的谐波“污染”。另外,冲击性、波动性负荷,如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等运行中不仅会产生大量的高次谐波,而且使得电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重,这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低,而且会严重削弱和干扰电网的经济运行控制工程网版权所有,造成对电网的“公害”,为此控制工程网版权所有,国家技术监督局相继颁布了涉及电能质量五个方面的国家标准,即:供电电压允许偏差,供电电压允许波动和闪变,供电三相电压不允许平衡度,公用电网谐波,以及供电频率允许偏差等的指标限制。
1.电压允许偏差
用电设备的运行指标和额定寿命是
电压偏差(%)=(实际电压-额定电压)
/额定电压×100%……(1)
《电能质量供电电压允许偏差》(GB12325-90)规定电力系统在正常运行条件下,用户受电端供电电压的允许偏差为:
(1)35kV及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的+5%~-5%;
(2)10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的+7%~-7%;
(3)低压照明用户为额定电压的+5%~ -10%。
为了保证用电设备的正常运行,在综合考虑了设备制造和电网建设的经济合理性后,对各类用户设备规定了如上的允许偏差值,此值为工业企业供配电系统设计提供了依据。
在工业企业中,改善电压偏差的主要措施有三:
(1)就地进行无功功率补偿,及时调整无功功率补偿量,无功负荷的变化在电网各级系统中均产生电压偏差,它是产生电压偏差的源,因此,就地进行无功功率补偿,及时调整无功功率补偿量,从源上解决问题,是最有效的措施。
(2)调整同步电动机的励磁电流,在铭牌规定植的范围内适当调整同步电动机的励磁电流控制工程网版权所有,使其超前或滞后运行控制工程网版权所有,就能产生超前或滞后的无功功率,从而达到改善网络负荷的功率因数和调整电压偏差的目的。
(3)采用有载调压变压器。从总体上考虑无功负荷只宜补偿到功率因数为0.90~0.95,仍然有一部分变化无功负荷要电网供给而产生电压偏差,这就需要分区采用一些有效的办法来解决,采用有载调压变压器就是有效而经济的办法之一。
2.公用电网谐波
谐波(Harmonic)即对周期性的变流量进行傅里叶级数分解,得到频率为大于1的整数倍基波频率的分量,它是由电网中非线性负荷而产生的。
电能质量 公用电网谐波》(GB/T14529- 93)中规定了各电压等级的总谐波畸变率,各单次奇次电压含有率和各单次偶次电压含有率的限制值,详见表1:
该标准还规定了电网公共连接点的谐波