电能质量问题分析与治理

电能质量基本概念
电能质量指标
电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡度 、暂时过电压和瞬态过电压、电压暂降……
电能质量指标特点
空间上、时间上不断变化 需要供、用电双方共同合作维护
1.一电、电能能质质量量基基本概本念 概念 2. 电二能、质电能量质量国治家理领标域准简介
三、电能质量治理典型案例
4. 电能质量工程治理典型案例
四、太阳能行业解决方案
输配电领域
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工业领域
中厚板直 制造棒材 流电机和 的整流传 变频调速 动系统 电机
冷轧钢板 制造线材 直流电机 的整流传 和变频调 动系统 速电机
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工业领域
制造型钢 的整流传 金属加工 动系统
制造无缝 钢管的整 流系统
炼钢炉
（交流电弧 炉、直流电 弧炉、精练 炉、中频炉）
•静止无功补偿装置（SVC）
SVC是由静止元件构成的并联可控无 功功率补偿装置，其静止的含义是相对 于发电机、调相器等旋转设备而言。
SVC是通过改变其容性或感性等效 阻抗来调节输出，以维持或控制系统电 压和无功功率。 SVC主要类型有： 1.晶闸管控制电抗器（TCR）型； 2.晶闸管投切电容器（TSC）型； 3.晶闸管投切电抗器（TSR）型； 4.晶闸管控制高阻抗变压器（TCT）型； •磁控电抗器（MCR）型； •自饱和电抗器（SR）型；
中频炉
三相负荷基本平衡，负序电流减少； 谐波分量较大； 负荷波动不大，电压波动不大。 功率因数较低。
不同负荷电能质量特点
轧机
三相负荷基本平衡，负序电流减少； 谐波分量较大； 大型轧机负荷波动较大，电压波动较大。小 型轧机负荷不大，电压波动不大。 功率因数较低。
1.一电、电能能质质量量基基本概本念 概念 2. 电二能、质电能量质量国治家理领标域准简介
序电流都发生在两极短路时。交流电弧炉从系统吸收的有功功率、无功功率 大幅度变化，并引起电压水平降低、电压波动和闪变，降低了输入电炉的有 功功率，延长了冶炼时间，降低了钢产量。电弧炉在整个冶炼过程中功率因
数在0.1-0.9之间变化，平均功率因数较低。
不同负荷电能质量特点
直流电弧炉
三相负荷基本平衡，负序电流减少； 谐波分量较少； 随着整流器相数的增加，谐波的频谱 向高次方向动； 产生的无功功率冲击略为同容量交流 电弧炉50% ； 直流电弧比交流电弧更加稳定，因此 ，直流电弧炉引起的电压闪变很小。
TCR型和TCR/TSC组合型SVC是静 止无功补偿的主流。
TCR型SVC主接线图
治理设备-SVC
广 泛 应 用 于 电 气 化 铁 路 、 冶 金 和 输 电 网
治理设备-SVC
工作原理：
TCR由晶闸管控制的并联电抗器组 成，通过控制晶闸管阀的导通角来使 其有效电抗值实现连续快速变化，起 调节感性无功功率的作用。 滤波器支路中串联电抗器与电容器 串联谐振于特定谐波频率，对特定谐 波呈现低阻，实现谐波滤除功能。同 时，对50Hz工频呈现容性，在SVC 系统中提供容性无功。
电能质量问题分析与治理
亚洲最大、世界领先的 电力系统电力电子实验室
国际一流的特高压 试验基地
世界领先的电力系统 仿真实验中心
世界首套1000kV固定串补装置 （南阳、长治1000kV固定串补装置）
世界首套750kV可控并联电抗器 （敦煌750kV可控并联电抗器） 世界首套500kV故障电流限制器 （瓶窑500kV故障电流限制器）
我国首套500kV固定串补装置兼世 界上补偿容量最大的可控串补工程
（伊冯500kV可控串补装置）
我国首套国产化500kV 直流融冰兼SVC装置
（益阳500kV融冰兼SVC装置）
我国首套国产化电网大容量SVC （鞍山红一变 SVC装置）
静止无功补偿器（SVC）100余套
联众(广州)不锈钢有限公司160吨 交流电弧炉SVC工程
三、电能质量治理典型案例 四、太阳能行业解ห้องสมุดไป่ตู้方案
电能质量基本概念
电能质量问题的由来
随着国民经济的发展，用电负荷日趋复杂化和多样化，大量具有非线性、冲 击性和不平衡特性的负荷接入电网，电能质量日趋恶化；同时，现代工商业大量 使用的计算机系统、快速发展的高新技术产业对电能质量的要求却越来越高，尤 其是一些电能质量敏感企业一旦发生问题，会产生很大的经济损失。
不同负荷电能质量特点
矿热炉
三相负荷基本平衡，负序电流减少； 谐波分量较少； 负荷波动不大，电压波动不大。 功率因数较低。
精炼炉
三相负荷基本平衡，负序电流减少； 谐波分量较电弧炉少； 负荷波动不大，电压波动不大。 功率因数较低。
不同负荷电能质量特点
电解铝
三相负荷基本平衡，负序电流减少； 谐波分量较少； 负荷波动不大，电压波动不大。 功率因数较低。
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工业领域
卸船机 港口门机
石油 磕头机
石油 海上平台
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其它领域
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不同负荷电能质量特点
交流电弧炉
交流电弧炉是利用电弧能来冶炼金属 的一种电炉，电弧炉的冶炼过程分两个 阶段，即熔化期和精炼期。在熔化期， 相当多的炉内填料尚未熔化而呈块状固 体，电弧阻抗不稳定。谐波含量大.电
弧炉的基波负序电流也较大，最大负
电能质量涉及国民经济各行各业和人民生活用电，优质的电力可以提高用电设 备效率，增加使用寿命，减少电能损耗和生产损失，电能质量关系到电力可持续 发展，也关系到国民经济总体效益，是实现节约型社会的必要条件之一。
电能质量基本概念
电力系统常见电磁现象
一个良好的电能应该是连续的，电源的电压和频率总是保持在允许 范围内，且电压和电流具有纯正的正弦波曲线。以下是电力系统中常见 的电磁现象。
TCR容量达200Mvar居国产工业 配电网SVC容量之首
静止无功发生器（SVG）数十套
天津钢管有限责任公司 一期90吨交流电弧炉 125Mvar SVC工程
有源滤波器（APF）10余套 固态切换开关（SSTS） 动态电压恢复器（DVR）
目录
1.一电、电能能质质量量基基本概本念 概念 2. 电二能、质电能量质量国治家理领标域准简介
三、电能质量治理典型方案
四、太阳能行业解决方案
电能质量治理的流程
电能质量测试/评估 分析计算方案设计 治理设备 设备安装、调试运行 电能质量测试
电能质量测试设备
电能质量测试/评估
电能质量测试/评估
电力系统仿真软件（PSCAD）
分析计算 方案设计
谐波潮流分析软件（PSAF）
治理设备-SVC