摘要:電能是我國現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力,也是提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。供配電系統(tǒng)電壓質(zhì)量的好壞,直接關(guān)系到用戶的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文主要討論保證電壓質(zhì)量的一些方法和措施,節(jié)約電能的意義和措施等。
關(guān)鍵詞:供電質(zhì)量;提高;節(jié)約電能
中圖分類號: TM92文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)10(c)-0000-00
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的,工業(yè)生產(chǎn)和人們生活用電負(fù)荷越來越大,供電網(wǎng)絡(luò)也越來越復(fù)雜。供電質(zhì)量對工業(yè)生產(chǎn)和人民生活有著很大的影響。目前,電力緊缺局面遲遲不能得到緩解,提高供電質(zhì)量與節(jié)約電能對全社會都有十分重要的意義。
1供配電系統(tǒng)的電壓調(diào)整
1.1電壓偏差與電壓調(diào)整
電壓偏差,或稱電壓偏移,是指給定瞬間設(shè)備的端電壓U與設(shè)備額定電壓UN之差,通常用它對額定電壓UN的百分比來表示。為了滿足用電設(shè)備對電壓偏差的要求,供配電系統(tǒng)可以來用下列的電壓調(diào)整措施:合理地選擇變壓器的分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器,使之在負(fù)荷變動的情況下,有效地調(diào)節(jié)電壓,保證用電設(shè)備端電壓的穩(wěn)定。合理地減少供配電系統(tǒng)的阻抗,以降低電壓損耗,從而縮小電壓偏移的范圍。合理改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式,以調(diào)整電壓偏移。盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷均衡,以減少電壓偏移。采用無功功率的補(bǔ)償裝置,提高功率因數(shù),降低電壓損耗,縮小電壓偏移范圍。
1.2電壓波動及其抑制
電壓波動是指電網(wǎng)電壓的快速變動或電壓包絡(luò)線的周期性變動。電壓波動值用電壓波動過程中相繼出現(xiàn)的電壓有效值的最大值與最小值之差對額定電壓的百分值來表示。電壓波動是由于負(fù)荷急劇變動的沖擊性負(fù)荷所引起的。負(fù)荷急劇變動,使電網(wǎng)的電壓損耗相應(yīng)變化,從而使用戶公共供電點(diǎn)的電壓出現(xiàn)波動現(xiàn)象。
電壓波動影響電動機(jī)的正常啟動,甚至使電動機(jī)無法啟動;對同步電動機(jī)還可能引起其轉(zhuǎn)子振動;使電子設(shè)備和電子計(jì)算機(jī)無法正常工作;使照明等發(fā)生明顯的閃爍,嚴(yán)重影響視覺,使人無法正常生產(chǎn)、工作和學(xué)習(xí)等。
抑制電壓波動,可采取下列措施:對負(fù)荷變動劇烈的大型電氣設(shè)備,采用專用線或?qū)S米儔浩鲉为?dú)供電。設(shè)法增大供電容量,減小系統(tǒng)阻抗,如將單回路線路改為雙回路線路,或?qū)⒓芸站€路改為電纜線路等,使系統(tǒng)的電壓損耗減小,從而減小負(fù)荷變動時(shí)引起的電壓波動。在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的電壓波動時(shí),減少或切除引起電壓波動的負(fù)荷。對大功率電弧爐的爐用變壓器宜由短路容量較大的電網(wǎng)供電,一般是選用更高電壓等級的電網(wǎng)供電。對大型沖擊性負(fù)荷,如采取上述措施仍達(dá)不到要求時(shí),可裝設(shè)能“吸收”沖擊性無功功率的靜止型無功補(bǔ)償裝置(SVC)。SVC是一種能吸收隨機(jī)變化的沖擊無功功率和動態(tài)諧波電流的無功補(bǔ)償裝置。
2電網(wǎng)高次諧波及其抑制
2.1高次諧波及其危害
由于供用電系統(tǒng)中有許多非線性元件或負(fù)荷,即使供電電源是正弦波,共電流的波形也會偏離正弦波形發(fā)生畸變。非正弦波形的電流在供電系統(tǒng)中傳遞,由于沿途電壓損耗,使各供電點(diǎn)的電壓波形受其影響而產(chǎn)生不同的畸變?;兊牟ㄐ问怯梢幌盗胁煌l率的正弦波形疊加而成的,其中,與電源頻率相同的含有sinω1t項(xiàng)稱為基波,其他各項(xiàng)的頻率均是基波的整數(shù)倍,稱之為諧波。如含有sin3ω1t項(xiàng)的諧波稱為三次諧波,含有sin5ω1t項(xiàng)的稱為五次諧波,等等。電網(wǎng)產(chǎn)生諧波的元件很多,例如熒光燈和高壓汞燈等氣體放電燈、感應(yīng)電動機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)、變壓器和感應(yīng)電爐等,都要產(chǎn)生諧波電壓和電流。最為嚴(yán)重的是大型的晶閘管變流設(shè)備和大型的電弧爐,它們產(chǎn)生的諧波電流最為突山,是造成電網(wǎng)諧波的主要因素。諧波對供電系統(tǒng)及用電設(shè)備的危害很大,主要有:諧波電流通過變壓器,可使變壓器的鐵芯損耗明顯增加,從而使變壓器出現(xiàn)過熱,縮短使用壽命;諧波電流通過電動機(jī),不僅會使電動機(jī)的鐵芯損耗明顯增加,而且還會使電動機(jī)的轉(zhuǎn)動發(fā)生振動現(xiàn)象,嚴(yán)重影響機(jī)械加工的產(chǎn)品質(zhì)量;諧波對電容器的影響更為突出,諧波電壓加在電容器兩端時(shí),由于電容器對諧波的阻抗很小,因此,電容器很容易發(fā)生過負(fù)荷甚至燒毀。此外,諧波電流可使電力線路的電能損耗和電壓損耗增加,計(jì)量電能的感應(yīng)式電能表不正確;可使電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振,從而在線路上引起過電壓,有可能擊穿電氣設(shè)備的絕緣;還可能造成系統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動裝置發(fā)生誤動作,并可對附近的通信設(shè)備和通信線路產(chǎn)生信號干擾,等等。
2.2高次諧波的抑制方法
抑制電網(wǎng)諧波,可采取下列措施。
(1)三相整流變壓器采用Y,d或D,y接線;由于變壓器的繞組總有一側(cè)為三角形接線,3次及3的整數(shù)倍次的高次諧波可在其中形成環(huán)流而不致注入高壓電網(wǎng),從而有利于抑制高次諧波。(2)增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù);整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)越多,整流波形的脈波數(shù)越多,其次數(shù)低的諧波被消去的也越多。(3)使各臺整流變壓器二次側(cè)互有相角差;多臺相數(shù)相同的整流裝置并聯(lián)運(yùn)行時(shí),使其整流變壓器的二次側(cè)互有適當(dāng)?shù)南嘟遣?,與增加二次側(cè)的相數(shù)效果相類似,也能大大減少注入電網(wǎng)的高次諧波。(4)裝設(shè)分流濾波器;在大容量靜止“諧波源”(如大型晶閘管整流器)與電網(wǎng)連接處,裝設(shè)分流濾波器,使濾波器的各組R-L-C回路分別對需要消除的5、7、11…等次諧波進(jìn)行調(diào)諧,使之發(fā)生串聯(lián)諧振。由于串聯(lián)諧振時(shí)阻抗極小,從而使這些諧波電流被分流吸收而不致注入電網(wǎng)中去。(5)選用D,yn11連接組別的三相配電變壓器;由于D,yn11連接的變壓器高壓繞組為三角形接線,3次及3的整數(shù)倍次的高次諧波可在其中形成環(huán)流而不致注人高壓電網(wǎng),從而有利于抑制高次諧波。此外,限制電力系統(tǒng)中接入的變流設(shè)備及交流調(diào)壓裝置等的容量,或提高對大容量非線性設(shè)備的供電電壓,或者將“諧波源”與不能受干擾的負(fù)荷電路從電網(wǎng)的接線上分開,都能有助于諧波的抑制或消除。
3電能節(jié)約意義與措施
節(jié)約用電的意義主要有以下幾個(gè)方面:目前,我國的電力發(fā)展受資源、環(huán)境、運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)條件等方面的制約,電能資源開發(fā)不足,電力短缺,尤其是局部地區(qū)和季節(jié)性缺電情況依然存在,在一定程度上制約了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此,節(jié)約電能對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義。要搞好企業(yè)的節(jié)電工作,必須提高工業(yè)企業(yè)的供用電水平,這就需要從企業(yè)供用電系統(tǒng)的科學(xué)管理和技術(shù)改造兩方面采取措施。加強(qiáng)企業(yè)供用電系統(tǒng)的科學(xué)管理,首先要加強(qiáng)能源管理,建立和健全管理機(jī)構(gòu)和制度,實(shí)行計(jì)劃用電,提高能源的利用率。實(shí)行負(fù)荷調(diào)控,削峰填谷,提高供電能力。實(shí)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式,全面降低供用電系統(tǒng)的損耗,加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù),提高設(shè)備的檢修質(zhì)量。要積極搞好供用電系統(tǒng)的技術(shù)改造,逐步更新淘汰現(xiàn)有低效率的供用電設(shè),改造現(xiàn)有能耗大的供用電設(shè)備。改造現(xiàn)有供配電系統(tǒng),降低線損,合理選擇供用電設(shè)備的容量或進(jìn)行技術(shù)改造,提高設(shè)備的負(fù)荷率。采用無功功率人工補(bǔ)償設(shè)備,提高功率因數(shù)。
參考文獻(xiàn)
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