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电能质量都有哪些问题?有什么危害?

导读: 电能质量的下降不仅会影响供电系统的正常安全供电,同时也会给用电系统带来各种各样的危害,直接影响着人身安全和经济效率,因此电能质量问题有着较严重的后果。

 电能质量的下降不仅会影响供电系统的正常安全供电,同时也会给用电系统带来各种各样的危害,直接影响着人身安全和经济效率,因此电能质量问题有着较严重的后果。

电能质量问题的定义

电能质量包括电压质量、电流质量、供电质量、用电质量。IEEE第22标准委员会定义了如下相关电能质量问题:

电压跌落:电压或电流的有效值减少到额定值的0.1-0.9,持续时间为0.5个周期至1分钟,系统频率仍为标称值。

电压中断:在一定的时间范围内线路单相或多相失去电压(低于额定值的0.1)。按持续时间长短,分为瞬时断电(0.5周期至3秒)、暂时断电(3秒至60秒)和持续断电(大于60秒)。

谐波和间谐波:频率为电源基波频率整数倍的正弦电压或电流称为谐波,含有基波非整数倍频率的正弦电压或电流则为间谐波。谐波是电力系统电力负荷设备的非线性特性造成的。问谐波主要是由感应电机、静止变频器、周波变频器和电弧设备产生的。间谐波会使照明装置引发视觉闪变。

电压波动(闪变):电压波动是电压幅值在正常的变化范围内(额定值的90%-110%)有规律或随机的变化,电压波动会产生6—14Hz左右的照明闪烁,此种现象称为闪变。电压波动和闪变主要由工业负荷造成的,如电焊接机、轧钢厂以及电弧炉等。闪变是人们对照明波动的主观感受,是衡量电压波动时对用电设备的影响的一个重要而有效的指标。

除此之外,还有其余的电能质量问题,比如电压不对称,三相不平衡,过电压、欠电压等。

电能质量问题的危害

电能质量的下降不仅会影响供电系统的正常安全供电,同时也会给用电系统带来各种各样的危害,直接影响着人身安全和经济效率,因此电能质量问题有着较严重的后果,具体表现在:

(1)电压的波动和闪变

会造成用电设备工作不稳定,由于电压发生波动,使电压幅值超出容许范围。另外由于电弧炉炼钢运行时造成的电压波动,将会使旋转电机产生附加损耗,会降低电机的工作效率和寿命。

(2)电压的短时中断

典型的瞬态电压偏差,通常是由于雷电、强风等外界环境影响引起的,也有可能是内部设备或控制装置误动作。基于计算机、微处理器控制的各种精密仪器和设备的大量使用,对供电质量的敏感程度不断增加。IBM公司的市场调查表明,48.5%的计算机数据丢失是由于电能质量引起的。

(3)谐波的危害

1.谐波增加了公用电网的附加输电损耗,降低了发电、输电及用电设备的使用效率;

2.谐波会使电气仪表的测量结果不正确;

3.谐波会影响甚至严重影响用电设备的正常工作,比如谐波对电机产生附加转矩,导致不希望的机械震动、噪声,还会引入附加铜损、铁损,以及过电压,导致局部过热,绝缘老化,缩短设备使用寿命;

4.谐波会导致继电保护和自动装置等保护设备的误动作;

5.谐波会对邻近的通信系统造成明显的干扰,降低通信质量。当谐波频率与系统的固有频率相等时,会产生并联谐振,使谐波放大几倍,甚至几十倍。

(4)无功功率

无功功率主要是降低了发电设备和输电设备的使用效率,增加了设备的容量,同时设备及线路损耗也会增加。无功功率还会使线路和变压器的电压降增大。如果是冲击性无功负载,还会使电网电压产生剧烈波动,严重影响供电质量。典型的现象有时钟自动复位,计算机死机,可编程控制器工作异常,通信系统工作不正常,中线过热电容器,过热损坏电机,损耗增大出力降低,仪表计量不准,继电保护和自动装置误动作,设备绝缘老化,加速线损和变压器损耗。

(5)三相不平衡

1.使旋转电机产生附加发热和振动,对安全运行和正常出力有很大的影响:

2.使半导体变流设备产生附加的谐波电流(非特征谐波);

3.引起以负序分量为启动组件的多种保护发生误动作(特别是当电网中同时存在谐波时),会对电力系统的安全运行产生严重威胁;

4.在低压配电线路中,会影响计算机正常工作,引起照明电灯寿命缩短(电压过高)或照度不足(电压过低)以及电视机的损坏等;

5.三相不平衡同样会使电网损耗增加;对于通信设备,会增大对其的干扰,影响正常通信质量。

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