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            中國電能質量標準分析 。

            電能的質量標準有頻率、電壓以及電壓的不對稱性和非正弦性標準。  
            1.頻率質量 
                   頻率標準和容許偏差。頻率是整個電力系統統一的運行參數,一個電力系統只有一個頻率。我國和世界上大多數國家電力系統的額定頻率為50Hz。大多數國家規定頻率偏差在±0.1~0.3Hz之間。在我國,300萬kW以上的電力系統的頻率偏差規定不得超過±0.2Hz;而300萬kW以下的小容量電力系統的頻率偏差規定不得超過±0.5Hz。 
                  由于大機組的運行對電力系統頻率偏差要求比較嚴格,因此有些國家對電力系統故障運行方式的頻率偏差也作了規定,一般規定在±0.5~±1Hz之間。超過允許的頻率偏差,大機組將跳閘,這不利于系統的安全穩定運行。 
                   頻率變化的原因。在電力系統內,發電機發出的功率與用電設備及送電設備消耗的功能不平衡,將引起電力系統頻率變化。當系統負荷超過或低于發電廠的出力時,系統頻率就要降低或升高,發電廠出力的變化同樣也將引起系統頻率變化。在系統有旋轉備用容量的情況下,發電廠出力能通過頻率調節器較快地適應負荷的變化,因此負荷變化引起的頻率偏差值較小。若沒有旋轉備用容量,負荷增大引起的頻率下降較大。電力系統的負荷始終隨時間在不斷地變化,要隨時保持發電廠的有功功率與用戶有功功率的平衡,維持系統頻率恒定,因此,電力系統應具有一定的旋轉備用容量,一般運行備用容量要求達到1%~3%。 
                   低頻率運行的危害。電力系統低頻率運行對發電廠和用戶都會產生不利影響。系統低頻率運行時將產生以下不利的影響:汽輪機低壓級葉片將由于振動加大而產生裂紋,甚至發生斷落事故;電廠中所有的交流電動機的轉速相應降低,使給水泵、風機、磨煤機等輔助機械的出力相應降低,嚴重影響火力發電廠的出力,促使頻率進一步下降,引起惡性循環,甚至可能造成全廠停電的嚴重事故;同時,所有用戶的交流電動機的轉速也要降低,工農業的產量和質量將不同程度地降低,例如頻率降到49Hz以下時,紡織品、紙張將發生毛疵和厚薄不勻的質量問題。高頻率運行對系統本身和用戶也將產生不利影響,如使系統電壓升高對絕緣不利,增加用戶和系統的損耗等。 
                    防止系統低(高)頻率運行的對策,主要是提高日負荷曲線預測精度,使計劃開機的發電出力與實際的負荷偏差較少;充分發揮AGC的功能,嚴格要求在正常運行方式下系統頻率偏差不大于規定值。在故障情況,系統頻率下降時,動用系統旋轉備用容量,進行低頻率減負荷,自動切除部分次要負荷;當頻率升高時,快速減少發電機出力,甚至進行高頻率切機,使系統頻率盡快恢復在額定值附近。目前,多數電力系統高峰容量不足,可能出現低頻率運行。在這種情況下,可用適當的峰谷電價差,鼓勵用戶避開高峰用電或少用電;用電大戶在實行計劃用電的電網中不超指標用電。要保證系統頻率質量。只有電力部門和用戶共同努力才能實現。  


            2.電壓質量 
                   供電電壓標準及容許偏差。我國對用電單位的供電額定電壓及容許偏差規定為:①低電壓220V/380V,用于照明用戶時允許偏差+5%~-10%;用于其他為±7%。②高電壓10kV,10kV及以下允許偏差為±7%;對特殊用戶有35kV、110kV供電的,允許偏差為±5%。 
                  電壓偏離額定值的原因。電力通過變壓器和線路輸送將產生電壓降,使受電端電壓較送電端電壓低一定數值。一般情況下,離電源越近,負荷越小的用戶,電壓降越;反之,電壓降越大。用戶消耗的功率包括有功和無功,如果用戶所需無功經變壓器和線路送來,則會產生較大的電壓降,使用戶電壓偏低,用戶吸收的無功越大,則用戶端的電壓越低。用戶的用電功率因素將直接影響用戶本身的電壓質量。 
                  用電設備低電壓運行的危害:①將使電動機的電流過大,線圈溫度過高,甚至使電動機拖不動或無法起動,進而燒壞電動機;②電燈發暗,日光燈起動困難;③線路損耗增加;④在電網樞紐變電所和受電地區的電壓降低到額定電壓的70%左右時,將可能發生電壓崩潰事故,即用戶消耗的無功稍有增加,線路電壓降加大,使受電動區電壓下降,這樣又進一步造成線路電壓降增加,如此循環下去,將導致甩掉大量負荷,造成大面積停電。 
                  用電設備高電壓運行可使用戶設備(如燈泡)壽命降低,電動機發熱,損耗增加。 
                  提高電壓質量的措施:①采取無功補償措施,做到無功分級即各個電壓等級、分區平衡,即每個電壓等級發出的無功與消耗的無功平衡,每個地區發出的無功與消耗的無功平衡,盡可能減少無功遠距離輸送。做到在負荷點裝設無功補償設備。無功補償設備可以是電容器、靜止無功補償器等。②由用戶裝設適當的電容器,提高用戶的功率因數在0.9以上。集中裝有電容器的大用電戶應注意:在小負荷時切除部分電容器,以避免電壓升高和向電網送無功,引起網損增加。用戶最好裝設跟蹤無功負荷的自動投切電容器或靜止無功補償器。③在負荷密集的地區變電站采用帶負荷調壓的變壓器。

            3.電壓的不對稱性和非正弦性 
                  在現代的用電設備中,出現了換流一整設備、變頻一調速設備、電弧爐、電氣機車、電視機等非線性負荷。它們不但引起電壓波動而且造成電壓的不對稱性和非正弦性。 
                  電壓的不對稱性系指三相電壓間的不對稱。根據對稱分量法,不對稱的三相電壓可分解為對稱的正序、負序和零序分量。 
                  電壓的非正弦性是指電壓波形的畸變。根據傅立葉變換。非正弦的電壓可分解為基波(50Hz)電壓和一系列高次諧波電壓?傊C波電壓是所有高次諧波電壓的均方根值之和。我國對供電的諧波電壓和電流允許值作了規定。以10kV的電網為例,總的電壓諧波畸變率(GHD)應小于4%,奇次諧波應小于3.2%,偶次諧波應小于1.6%;    
                用戶和供電部門共同努力才能保證電網諧波在允許范圍。電網諧波如果不治理,將導致電氣設備壽命縮短、網損增加、儀表指示不準、干擾通信線路,甚至引起繼電保護和自動裝置誤動。

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