07第七章电能质量的提高与电能节约-PPT文档资料

根据
U2 N2
不变 U 1 N1
, 相当一次电压增加5％
即：105%% *UN1 （适合于电源电压低时）
这才是我们标为＋5％，0，－5％的含义
＋5％——二次空载电压＝UN2（线路额定电压，增加0％）
（线路末端电压比额定值高时）
0 ——二次空载电压＝105％UN2（增加5％） （线路末端电压为正常额定值时）
－5％——二次空载电压＝110％UN2（增加10％） （线路末端电压为低于额定值时）
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.2变压器分接头的选择
电能质量标准是保证电网安全经济运行、保护电气环境、 保障电力用户正常使用电能的基本技术规范，是实施电能质量 监督管理、推广电能质量控制技术、维护供用电双方合法权益 的法律依据。
7.1电能质量概述
7.1.3 克服电能质量扰动方法
电能质量扰动是客观存在的，它严重干扰着用电设备尤其
是信息处理设备的正常运行。因此，一方面应该规定电网的电
UN2 （ UN2线路额定电压，如35/10.5，10/0.4KV） 目的:抵偿变压器满载时，本身的电压损失。
② 一次侧接“－5％”分接头上，二次绕组的空载电压 就变为110％，即升高5％＋5％＝10％
U1 N1 ∴ U1N2=不变＝U2↑N1↓
U2
N2
物理意义：因为一次线圈减少，空载损耗较少，二次 电源电压升高。负号表示一次线圈减少。
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
35kV及以上供电电压：电压正、负偏差绝对值之和为 10％；
10kV及以下三相供电电压：7％； 220V单相供电电压：+7％，-10％。
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
第四章我们介绍了电压偏差与电压损失概念。减少电压
损失就可降低电压偏差。减少U % 的方法：
n
n
第七章 电能质量的提高与电能节约
7.1 电能质量概述 7.2 工业企业供电系统电压偏差及其调节 7.3 工业企业供电系统的电压波动及减少措施 7.4 电网高次谐波及其抑制 7.5 工业企业供电系统中的电能节约 7.6工业企业供电的无功功率补偿
7.1电能质量概述
电能质量是指电气设备正常运行所需要的电气特性， 任何导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或 频率的偏差都属于电能质量问题。
lg
Dav r
)
所以，当 URUX 时，S增大，△U％的下降不大。
q （2）采用并联补偿电容器，以减少 i ——目的提高功率
因数，以减少X0——经济上不太合适。
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1减少电压偏差的方法
（3）提高或降低U1以保证△U％在允许范围内
U%U1 U N U2100%
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关切换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关切换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关切换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
（1）暂态扰动：通常指持续时间不超过3个周波的扰动。 并联电容器投切和雷击都会造成暂态扰动。
暂态扰动又分为脉冲型和振荡型，脉冲型暂态扰动持 续时间不超过1ms，具有陡峭的上下沿；振荡型暂态扰动 持续时间一般不超过1个周波，振荡频率在5kHz以上。
（2）短期电压变化：包括电压跌落、电压突升和短暂 断电。此类扰动的持续时间通常为半个周波到1min。
第七章 电能质量的提高与电能节约
7.2 工业企业供电系统电压偏差及其调节
电压偏差是指电网实际电压偏离电网额定电压的程度。 系统运行方式的改变，或用户负荷的变化，都会使电网上 某一点的实际电压偏离其额定电压。
Udri%U2U N UN100
为了保证供电电压的质量，国标 GB12325-2003《电能 质量 供电电压允许偏差》中对其有明确的规定。
求，来选择变压器分接头，
图7－2变压器的分接头及电压偏差
以保证用电设备的正常运
行。
图中+5%、0%、-5%分别表示分接头位置及电压偏差值。
其物理意义有两种解释方法。
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.2变压器分接头的选择
解释方法1：一次电压不变，二次电压有变化（负载影响） 假设一次侧输入电压不变为UN1，即100％ UN1的电压 ① 一次侧接“0”分接头时，二次绕组的空载电压为105％
能质量扰动允许值，另一方面，用电设备也应该具有一定的电
能质量扰动耐受容限。以电压为例：
若电压（落1）在包电络压线容内限阴曲影部线分， 则该为电了压是防合止格电的压，扰否则动电造压成是 不计合算格机的及。该其曲控线制主装要置与4的种误典 型动的和电损压坏扰动，相美对国应信，息包括技电术压 跌电工。落业譬、协电如会压，按突（照升IT该、I曲尖C）峰线脉，提允冲出许和了电断 压电出压现容20限ms曲以内线的，短如时右断图电、所允 许示出。现持续1ms但幅值不超过200
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.2变压器分接头的选择
（1）电力变压器的分接头及调节规律
+5％
N1
一般电力变压器一次 侧均设有三个分接头如左
0
N2
图所示（无励磁分接开
－5％ 10kV
U1
0.4kV U2 关 ） ， 设 计 者 根 据供 电 系 统电压变动的情况和企业 用电设备对电压水平的要
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.2变压器分接Baidu Nhomakorabea的选择
③ 一次侧接“＋5％”分接头上
根据 U1N2=不变＝U2↓N1↑
二次侧空载电压降为100％UN2(5％－5％＝0)
物理意义：因为一次线圈增加，空载损耗增加，二次电源电
压降低。正号表示一次线圈增加。
结论：
简单规律“低了低调，高了高调”
CM型分接开关切换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关切换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关切换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关切换原理图
小。
7.1电能质量概述
7.1.3 克服电能质量扰动方法
克服的方法：
U% Q100% Sk
①并联无功补偿可以减小负荷无功功率或负荷无功变
化量；
QQLQC
②线路串联补偿则可以降低电网感抗，提高系统短路
容量。
S"x S dd K ;XXLXC
因此，无功功率补偿既是电网节能降耗的措施，也是
改善电网电能质量的措施之一。
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关切换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关切换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
在三相电力系统中，理想的电能质量是： （1）系统频率恒为额定频率； （2）三相电压波形是三相对称的、幅值恒为额定电压 的正弦波形； （3）三相电流波形是三相对称的正弦波形；供电不间 断。 任何与理想电能质量的偏差都属于电能质量扰动。
7.1电能质量概述
7.1.1 电能质量扰动类型
根据扰动的频谱特征、持续时间和幅值变化，通常将 电能质量扰动划分为如下几个类型：
有载分接开关调压变压器组成图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
（3）长期电压变化：电压幅值长期偏离其额定值，包 括电压偏差和持续断电。此类扰动通常持续1min以上。
7.1电能质量概述
7.1.1电能质量扰动类型
（4）电压波动：电压幅值周期性下降和上升。 交流电弧炉等波动负荷是电压波动的发生源；
（5）波形畸变： 包括电力谐波、电压缺口、直流偏置和 宽带噪音。
相控型电力电子装置（如整流、逆变等电源）是引 起电力谐波和电压缺口的主要因素。 （6）三相不平衡：供电电源的三相电压不对称或负荷三 相电流不对称，即三相幅值不等或相角差不等于120。
解释方法2：一次电压有变化（电源问题），变压器二次负
载不变，即电压不变。
① “0”点: 一次为100％*UN1，二次为105％*UN2
② －5％点，相当于N1↓
根据 U 2 不变＝ U 1 , 相当一次电压减少5％
N
即：95%
2
N 1
*UN1（适合于电源电压高时）（线圈小了电压降低）
③ “＋5％”点，相当于N1↑
电力机车等单相用电设备是导致三相系统不平衡的 主要因素。 （7）频率变化：基波频率偏离其额定频率，包括频率偏 差和频率波动，典型的频率波动周期为10s之内。
7.1.2 电能质量标准
7.1电能质量概述
由于电能质量的各种扰动相对独立，它们对电气设备的影 响也不同，因此，分析评价电能质量整体上尚没有一个统一的 标准，而是针对不同的扰动进行不同的处理。
对于高压供电系统而言，系统等效电抗远大于系统等效电阻。
于是，忽略电阻，上式可简化为：
U % Q 1 X% 0 0Q 1% 0 0 Q 1% 00
U N 2
U N 2X
S k
上式表明，影响电压质量的主要因素有：
①负荷无功功率或无功变化量越大，对电压质量的影响大；
②电网短路容量越大，则负荷变化对电网电压质量的影响越
目前我国已经颁布的电能质量标准有：
GB 12325-2003《电能质量 供电电压允许偏差》； GB 12326-2000《电能质量 电压波动和闪变》； GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》； GB/T 15543-1995《电能质量 三相电压允许不平衡度》； GB/T 15945-1995《电能质量 电力系统频率允许偏差》； GB/T 18481-2001《电能质量 暂时过电压和瞬态过电压》。
采用分接开关切换一次线圈绕组方式，实现调压目的， 降低工厂电网的电压偏移。
分接开关
有载分接开关： 在变压器负载回路 不断电的情况下， 改变变压器线圈有 效匝数的机械装置；
无励磁分接开关(无载调压开关)：
这就是本节所讲的内容。
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
切换开关 分接选择器
％的电压尖峰脉冲、允许长期电 压偏差为10％等。
7.1.3 克服电能质量扰动方法 7.1电能质量概述
（1）用电设备抗扰动措施
由于发电机发出的电压是比较理想的，所以，公用电网中的
电压扰动主要是由负荷电流扰动在电网阻抗上的压降引起的。 第四章给出了供电系统电压损失的计算公式：
U%PRQX10% 0 UN 2
CM型分接开关10193W分接变换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
7.2工业企业供电系统电压偏差及其调节
7.2.1 减少电压偏差的方法
CM型分接开关10193W分接变换原理图
U % U 1 U N U 2 1 0 0 % 1 0 R U 0 N 2i 1p iL i 1 0 X U 0 N 2i 1q iL i
UR%UX%
（1）通过导线和电缆截面的选择，可减少R0、X0从而减 少电压损失。即限制线路的电压损失在一定范围内。
但是，X0受导线截面的影响很小
(X0