電能質(zhì)量與提高技術(shù)西安科技大學(xué)電控學(xué)院傅周興教授-wenkub.com
2025-07-17 04:10 本頁面
【正文】 六、電能質(zhì)量檢測器 右圖為 ：在線式電能質(zhì)量監(jiān)測儀 系統(tǒng)功能 : 實(shí)時(shí)監(jiān)測電壓、電流、有功功率、無功功率、 50次諧波，并記錄閃變信息，同時(shí)，當(dāng)諧波越限時(shí)系統(tǒng)將自動報(bào)警。 STFT：能反映信號局部頻譜特征，易理解； STFT窗口類型、寬度對信號處理結(jié)果影響很大 ST：變換結(jié)果和頻譜有簡單的對應(yīng)關(guān)系； 能提取信號任意頻率分量特征，且直觀、易理解，抗噪聲能力強(qiáng)。 暫態(tài)電能質(zhì)量的研究 １．內(nèi)容 各類暫態(tài)電能質(zhì)量擾動的 檢測 分類 擾動原辨識 ２．研究現(xiàn)狀 暫態(tài)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不健全 仿真研究 比較各種算法，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量快速、準(zhǔn)確的監(jiān) 測分類辨識。 適用場合 SMES 可分為大型、中型和小型三類，用于改善電能質(zhì)量的主要是小型 SMES，其容量為 ~10MJ，主要功能是抑制閃變、電壓驟降和瞬時(shí)斷電保護(hù)。串聯(lián)逆變器采用 PWM電壓控制技術(shù)，通過控制其輸出電壓達(dá)到抑制電源電壓諧波，減少電源電壓波動對敏感負(fù)荷的影響。 固態(tài)斷路器（ SSCB） 原理 利用了晶閘管動作速度快和無觸點(diǎn)的特 點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)組合開關(guān)的快速無電弧投切。 DVR示意圖 適用范圍 當(dāng)系統(tǒng)電壓出現(xiàn)突然下降（或上升）時(shí)，DVR能快速反應(yīng)，通過串聯(lián)變壓器向系統(tǒng)注入 3 個(gè)與系統(tǒng)同頻的單向交流電壓分量，其幅值為正常電壓與故障電壓之差 靜止無功發(fā)生器（ DSTATCOM） 原理 采用 GTO（或 IGBT、 IGCT）構(gòu)成的自換相變流器，它把逆變器電路看成是一個(gè)產(chǎn)生基波和諧波電壓的交流電壓源，控制補(bǔ)償器基波電壓大小與相位可改變基波無功電流的大小與相位。 復(fù)合擾動 含諧波的電壓暫升信號 基于 D FACTS 技術(shù)的改善方法 D FACTS 技術(shù)，即配電網(wǎng)中的 FACTS 技術(shù)，亦稱為用戶電力技術(shù)（簡稱 CP 技術(shù)），其核心是電力電子、微處理及控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，是提高綜合暫態(tài)電能質(zhì)量的一種經(jīng)濟(jì)、有效的方法。 短時(shí)諧波 概念 諧波是指含有基頻整數(shù)倍頻率分量的正弦電 壓，短時(shí)諧波持續(xù)時(shí)間在幾個(gè)周期到 1 min之間，一 般頻率和幅值保持不變。 概念 持續(xù)時(shí)間小于 。 2）振蕩型暫態(tài)電能質(zhì)量問題 電壓、電流或兩者在穩(wěn)態(tài)情況下發(fā)生突然、非工頻且正級性和負(fù)極性兩方面的變化 暫態(tài)電能質(zhì)量擾動特性 電壓暫降（ Voltage Sags） 電壓暫升（ Voltage Swell） 電壓中斷（ Voltage Interruptions） 電壓缺口（ Voltage Notches） 電壓尖峰（ Voltage Spikes) 短時(shí)諧波 ( ShortDuration Harmonics ) 振蕩暫態(tài) ( Oscillatory Transients ) 電壓波動（ Voltage Fluctuations） 概念 在工頻情況下電壓或電流的有效值效降低至 ~，且持續(xù)時(shí)間在 個(gè)周波到1min 產(chǎn)生原因 系統(tǒng)故障、啟動重負(fù)荷或大容量的電動機(jī) 分 類 電壓驟降按持續(xù)時(shí)間可以分為瞬時(shí)、即時(shí)和暫時(shí)，其三個(gè)特征量是幅值變化、持續(xù)時(shí)間與相位移動 概念 在工頻情況下電壓或電流的有效值升高至 ~.，且持續(xù)時(shí)間在 個(gè)周波到 1min。 電壓波動和閃變的允許值 ? 電力系統(tǒng)公共供電點(diǎn) ,由沖擊性功率負(fù)荷產(chǎn)生 的電壓波動允許值見表 。 7) 閃變電壓限值 throshold voltage of flicker irritability 引起閃變刺激性程度的電壓波動值。 3) 電壓調(diào)幅波 voltage fluctuation waveform 工頻 50Hz電壓幅值包絡(luò)線的波形。指定本標(biāo)準(zhǔn)的目的，是使電力系統(tǒng)中具有沖擊性功率的負(fù)荷對供電電壓質(zhì)量的影響控制在合理的范圍內(nèi)，以獲得良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。 (3) 電動機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻 ,不僅危害電機(jī)、電器正常運(yùn) 行和壽命 ,而且影響產(chǎn)品質(zhì)量。 (3) 人對閃變的主觀視感。但不能以電壓波動來代替閃變 。 同一公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶向電網(wǎng)注入的諧波 電流允許值按此用戶在該點(diǎn)的協(xié)議容量與其公共連 接點(diǎn)的供電設(shè)備容量之比進(jìn)行分配。 f. 總諧波畸變率 total harmonic distortion (THD) 周期性交流量中的諧波含量的方均根值與其基波 分量的方均根值之比（用百分?jǐn)?shù)表示） g. 諧波源 harmonic source 向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)中產(chǎn)生諧 波電壓的電氣設(shè)備。 （分量） harmonics(ponent) 對周期性交流量進(jìn)行傅立葉級數(shù)分解，得到頻率為基波頻率大于 1整數(shù)倍的分量。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于交流額定頻率為 50Hz，標(biāo)稱電壓 110kV及以下的公用電網(wǎng)。 整流裝置及其負(fù)荷 諧波使電壓偏差復(fù)雜化，導(dǎo)致運(yùn)行誤差。 1） 諧波對電網(wǎng)的危害 a. 電網(wǎng)內(nèi)的諧振現(xiàn)象 b. 增加網(wǎng)絡(luò)損耗 2） 諧波對低壓電器的危害 諧波電流的流入會導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備過熱。 (1) 氣體放電燈 (2) 電弧焊設(shè)備 (3) 電弧爐 b. 電弧的非線性伏安特性造成的高次諧波 c. 整流、換流裝置 整流、換流裝置在變換電力的工作過程中 ,使得從 電力系統(tǒng)輸入的電壓、電流之間失去了比例關(guān)系 ,導(dǎo) 致了負(fù)荷電流波形的非正弦。 諧波的產(chǎn)生： a. 變壓器和電抗器造成的諧波 在電弧燃燒過程中 ,電弧的電壓與通過的電流有關(guān)。 n 不能為非整數(shù) ,因此也不能有非整數(shù)次諧波。 國際電工標(biāo)準(zhǔn) ( IEC 555 2, 1982)、 CIGRE的文獻(xiàn) (工作組報(bào)告 36 05)中對諧波也都有明確的定義 :諧波分量為周期量的傅里
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