賽爾傳媒電能質(zhì)量行業(yè)知識(shí)培訓(xùn)教材

1、電能質(zhì)量培訓(xùn)文件之一: 電能質(zhì)量行業(yè)知識(shí)及小行業(yè)知識(shí)培訓(xùn)一什么是電能質(zhì)量二小行業(yè)劃分1無(wú)功補(bǔ)償2諧波三電能質(zhì)量主要小行業(yè)及產(chǎn)品1主要無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備 TSC LC型無(wú)源濾波器 SVC STATCOM（ SVG）2主要濾波裝置有源濾波器無(wú)源濾波器3主要元器件電容器電抗器控制器投切開(kāi)關(guān)電能質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備四電能質(zhì)量主要產(chǎn)品分類(lèi)表賽爾傳媒電能質(zhì)量項(xiàng)目組余平江 2010 年 12 月 25 日什么是電能質(zhì)量？電能質(zhì)量 (Power Quality)，從普遍意義上講是指優(yōu)質(zhì)供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。其可以定義為：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，其內(nèi)容包括頻率偏差、

2、電壓偏差、 電壓波動(dòng)與閃變、 三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)過(guò)電壓、波形畸變 （諧波）、電壓暫降、 中斷、 暫升以及供電連續(xù)性等。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問(wèn)題。其中：( 1) 電壓質(zhì)量 。是以實(shí)際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的電能是否合格的概念。 這個(gè)定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問(wèn)題，但不能包括頻率造成的電能質(zhì)量問(wèn)題，也不包括用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。(2) 電流質(zhì)量 。反映了與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化，是電力用戶除對(duì)交流電源有恒定頻率、 正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運(yùn)行。這個(gè)定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降

3、低線損，但不能概括大多數(shù)因電壓原因造成的電能質(zhì)量問(wèn)題。(3) 供電質(zhì)量 。其技術(shù)含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性，非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量。包括供電企業(yè)對(duì)用戶投訴的反映速度以及電價(jià)組成的合理性、透明度等。(4) 用電質(zhì)量 。包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費(fèi)等。小行業(yè)劃分 :電能質(zhì)量所涉及的小行業(yè)主要包括： 無(wú)功補(bǔ)償 . 諧波治理 . 電能質(zhì)量檢測(cè) . 其他電能質(zhì)量問(wèn)題 ( 如中斷 . 電壓暫降 . 瞬間過(guò)電壓等 ) 這幾方面 ;一 . 無(wú)功補(bǔ)償什么是無(wú)功補(bǔ)償 :交流電在通過(guò)純電阻的時(shí)候 , 電能都轉(zhuǎn)成了熱能 , 而在通過(guò)純?nèi)?/p>

4、性或者純感性負(fù)載的時(shí)候, 并不做功 . 也就是說(shuō)沒(méi)有消耗電能 , 即為無(wú)功功率 . 當(dāng)然實(shí)際負(fù)載 , 不可能為純?nèi)菪载?fù)載或者純感性負(fù)載 , 一般都是混合性負(fù)載 , 這樣電流在通過(guò)它們的時(shí)候 , 就有部分電能不做功 , 就是無(wú)功功率 , 此時(shí)的功率因數(shù)小于1, 為了提高電能的利用率, 就要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償.國(guó)家規(guī)定在達(dá)到0.85 或 0.9 以上 . 如你達(dá)不到就要加收力調(diào)電費(fèi)二 . 什么是諧波？" 諧波 " 一詞起源于聲學(xué)。供電系統(tǒng)諧波的定義是對(duì)周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量稱為諧波。諧波頻率

5、與基波頻率的比值（ n=fn/f1 ） 稱為諧波次數(shù)。電網(wǎng)中有時(shí)也存在非整數(shù)倍諧波，稱為非諧波（Non-harmonics ）或分?jǐn)?shù)諧波。諧波實(shí)際上是一種干擾量，使電網(wǎng)受到“污染”。電工技術(shù)領(lǐng)域主要研究諧波的發(fā)生、傳輸、測(cè)量、危害及抑制，其頻率范圍一般為2 n 40。產(chǎn)生電力諧波的設(shè)備非常廣泛，主要有變頻調(diào)速器、直流調(diào)速系統(tǒng)、整流設(shè)備、中高頻感應(yīng)加熱設(shè)備、 晶閘管溫控加熱設(shè)備、焊接設(shè)備、電弧爐、電力機(jī)車(chē)、不間斷電源、計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、音像設(shè)備、充電器、變頻空調(diào)、 晶閘管調(diào)光設(shè)備、電子節(jié)能燈等。諧波的危害電力諧波的主要危害有：a、引起串聯(lián)諧振及并聯(lián)諧振，放大諧波，造成危險(xiǎn)的過(guò)電壓或過(guò)電流；b、產(chǎn)

6、生諧波損耗，使發(fā)、變電和用電設(shè)備效率降低；c、加速電氣設(shè)備絕緣老化，使其容易擊穿，從而縮短它們的使用壽命；d、使設(shè)備（如電機(jī)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表、電力電子器件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、精密儀器等）運(yùn)轉(zhuǎn)不正常或不能正確操作；e、干擾通訊系統(tǒng)，降低信號(hào)的傳輸質(zhì)量，破壞信號(hào)的正確傳遞，甚至損壞通信設(shè)備。治理電力諧波的方法諧波治理措施主要有三種：一是主動(dòng)治理，即從諧波源本身出發(fā)，通過(guò)改進(jìn)用電設(shè)備，使其不產(chǎn)生或少產(chǎn)生諧波; 二是受端治理，即從受到諧波影響的設(shè)備或系統(tǒng)出發(fā)，提高它們抗諧波干擾能力; 三是被動(dòng)治理， 即通過(guò)安裝電力濾波器 ，阻止諧波源產(chǎn)生的諧波注入電網(wǎng)，或者阻止電力系統(tǒng)的諧波流人負(fù)載端。由于諧

7、波源的廣泛性和復(fù)雜性，主動(dòng)治理方法受設(shè)備結(jié)構(gòu)、效率、成本、 可靠性等因素影響，只能解決部分問(wèn)題，受端治理方法和被動(dòng)治理方法仍是目前治理電力諧波問(wèn)題的主要方法。例如通過(guò)串聯(lián)失諧電抗器抑制無(wú)功補(bǔ)償電容器導(dǎo)致的諧波共振放大，通過(guò)在系統(tǒng)中安裝無(wú)源電力 濾波器 和有源電力 濾波器 進(jìn)行濾波等等。電能質(zhì)量行業(yè)主要產(chǎn)品/ 小行業(yè)介紹無(wú)功補(bǔ)償治與產(chǎn)品按電壓等級(jí)劃分：主要分為高壓無(wú)功補(bǔ)償和低壓無(wú)功補(bǔ)償按不同的產(chǎn)品和功能劃分，主要有：主要無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備：1. TSCTSC： Thyristor-Switched Capacitor，中文名稱“晶閘管投切電容器”。用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率。其工作原理是：以容性元件平衡感性

8、負(fù)荷的無(wú)功。TSC的優(yōu)點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、價(jià)格較低。但它只能分組投切，也就是說(shuō)是有級(jí)差的補(bǔ)償； 而且對(duì)負(fù)荷波動(dòng)的跟蹤補(bǔ)償速度較慢， 一般為幾十秒甚至更長(zhǎng)時(shí)間； 它的補(bǔ)償能力受系統(tǒng)電壓的影響， 電壓低時(shí)補(bǔ)償能力反而變??； 它導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性變差： 由于向電網(wǎng)并聯(lián)了電容，有可能因此引起諧波放大，甚至引起諧振短路，因此在諧波較大的場(chǎng)合無(wú)法應(yīng)用2. LC 型無(wú)源電力濾波器LC 無(wú)源電力濾波器利用電容電感串聯(lián)諧振的原理，調(diào)整電容電感串聯(lián)電路的諧振峰，提供某次諧波的低阻抗通路，從而吸收該次諧波。LC 無(wú)源濾波器的優(yōu)點(diǎn)是：在補(bǔ)償諧波的同時(shí)還可以補(bǔ)償無(wú)功，而且成本較低，控制簡(jiǎn)單。不過(guò)LC 無(wú)源濾波器也有

9、很多局限性：第一，一組濾波器只能主要補(bǔ)償一次諧波，而且諧波濾除率較低，一般只能達(dá)到70左右；第二，在功率因數(shù)較高的場(chǎng)合容易造成無(wú)功過(guò)補(bǔ)；第三，電容器參數(shù)存在衰減問(wèn)題， 衰減后大大影響諧波抑制效果，而且電容器的大量使用容易引起系統(tǒng)諧振，穩(wěn)定性差；第四，無(wú)功補(bǔ)償不可連續(xù)調(diào)節(jié)?！?。它一般有 FC TCR3. SVC： Static Var Compensator，中文名稱“靜止無(wú)功補(bǔ)償器SVC和 TSC TCR兩種形式。 其中 FC（ Fixed Capacitor ）是“固定電容器”，TCR（ Thyristor-Controlled Reactor）是“晶閘管控制的電抗器”。SVC 也是利用容性

10、元件平衡感性無(wú)功。它先用電容器補(bǔ)償感性無(wú)功（一般造成無(wú)功過(guò)補(bǔ)），然后再通過(guò)并聯(lián)的TCR平衡過(guò)補(bǔ)的無(wú)功。由于TCR是連續(xù)調(diào)節(jié)，因此 SVC能做到無(wú)級(jí)差連續(xù)調(diào)節(jié)。但是，SVC 會(huì)引入大量諧波，同時(shí)它又將大量電容并入電力系統(tǒng)，容易引起系統(tǒng)諧振。如果考慮濾除 SVC引入的諧波，那么，對(duì)低壓中小容量的 SVC設(shè)備，其成本并不比 STATCOM低，而技術(shù)上又劣于 STATCOM。在高壓、大容量的場(chǎng)合， SVC的成本將比 STATCOM低，因此 SVC比較適合應(yīng)用于高壓大容量的場(chǎng)合。4. STATCOM （ SVG）Compensator ，中文名稱“靜止同步補(bǔ)償器”，又稱為ASVG：Static Sync

11、hronousSTATCOM（Advanced Static Var Generator）：先進(jìn)的靜止無(wú)功發(fā)生器。STATCOM的工作原理是：利用瞬時(shí)功率理論檢出負(fù)荷的當(dāng)前時(shí)刻無(wú)功成分，然后利用逆變技術(shù)發(fā)出需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功電流；它相當(dāng)于一個(gè)無(wú)功發(fā)電機(jī)。STATCOM是目前先進(jìn)的技術(shù)，它真正做到無(wú)級(jí)差連續(xù)調(diào)節(jié)、動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，可以做到20ms 內(nèi)完全跟蹤負(fù)荷的變化而進(jìn)行補(bǔ)償，而且根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三相電流不平衡和功率不平衡的補(bǔ)償。但是由于大量電力電子器件的應(yīng)用，該設(shè)備的成本較高，可以認(rèn)為這是目前它唯一的缺點(diǎn)。主要濾波裝置有源濾波器（APF）：利用時(shí)域補(bǔ)償原理的有源濾波器是一種為消除諧波及波形

12、畸變，采取主動(dòng)發(fā)生策略進(jìn)行濾波的電力電子裝置。所使用的基本元件主要是電阻器、電容器、晶體管和運(yùn)算放大器。有些有源濾波器還使用特殊的有源器件，如電荷耦合器件、電流傳送器等。無(wú)源濾波器：利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計(jì)構(gòu)成的電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無(wú)源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對(duì)主要次諧波（3、5、7）構(gòu)成低阻抗旁路；無(wú)源濾波器(LC 濾波器，單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器) 又稱都屬于無(wú)源濾波器。主要元器件電容器：所謂電容，就是容納和釋放電荷的電子元器件。電容的基本工作原理就是充電放電，當(dāng)然還有整流、振蕩以及其它的作用。另外電容的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，主要由兩塊正負(fù)電極

13、和夾在中間的絕緣介質(zhì)組成。電力電容器在電力系統(tǒng)的應(yīng)用：電力電容器 是一種無(wú)功補(bǔ)償及濾波設(shè)備。具體分類(lèi)：1 濾波電容2 自愈式低壓并聯(lián)電容器3 自愈式高壓并聯(lián)電容器4 高壓并聯(lián)電容器電抗器：電抗器也叫 電感器 ，一個(gè)導(dǎo)體通電時(shí)就會(huì)在其所占據(jù)的一定空間范圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，所以所有能載流的電導(dǎo)體都有一般意義上的感性。然而通電長(zhǎng)直導(dǎo)體的電感較小，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不強(qiáng)，因此實(shí)際的電抗器是導(dǎo)線繞成螺線管形式，稱空心電抗器；有時(shí)為了讓這只螺線管具有更大的電感，便在螺線管中插入鐵心，稱鐵心電抗器。電抗分為感抗和容抗，比較科學(xué)的歸類(lèi)是感抗器（電感器）和容抗器（電容器 ）統(tǒng)稱為電抗器，然而由于過(guò)去先有了電感器，并且被稱謂電

14、抗器，所以現(xiàn)在人們所說(shuō)的電容器就是容抗器，而電抗器專指電感器。常見(jiàn)的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器主要用來(lái)限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來(lái)限制電網(wǎng)中的高次諧波?？刂破鳎河糜诟邏汉偷蛪号潆娤到y(tǒng)電容器補(bǔ)償裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使電網(wǎng)功率因數(shù)保持為最佳狀態(tài)。根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備狀態(tài)；并能實(shí)時(shí)監(jiān)控、顯示。投切開(kāi)關(guān)：根據(jù)控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，執(zhí)行由控制器發(fā)出的電容器組投切/ 開(kāi)斷功能。一般由接觸器/ 復(fù)合開(kāi)關(guān)/ 斷路器等設(shè)備構(gòu)成。電能質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備：對(duì)系統(tǒng)的電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，測(cè)量，檢測(cè)的儀器設(shè)備；電能質(zhì)量行業(yè)產(chǎn)品分類(lèi)表一級(jí)分類(lèi)二級(jí)分類(lèi)補(bǔ)償類(lèi)治理類(lèi)諧波類(lèi)三級(jí)分類(lèi)四級(jí)分類(lèi)超高壓補(bǔ)償串聯(lián)補(bǔ)償裝置高壓補(bǔ)償?shù)蛪貉a(bǔ)償靜態(tài)補(bǔ)償動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)源電力濾波裝置有源電力濾波裝置APF、 SVG測(cè)試類(lèi)附屬類(lèi)電能質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)儀傳統(tǒng)的測(cè)便攜式多功能電能質(zhì)量裝置量分析儀手持式諧波分析儀特 殊 的 檢專門(mén)記錄電壓