影響電能質量的主要技術指標

日常工作、學習和生活中，經常會遇到熒光燈管不易著火，電動機無法啟動，繼電保護裝置出現(xiàn)誤動作，感應式電度表計量電能不準確等問題。這是什么原因呢?怎樣才能使電器正常工作，達到最佳的經濟效益，提高電能質量?

　　日常工作、學習和生活中，經常會遇到熒光燈管不易著火，電動機無法啟動，繼電保護裝置出現(xiàn)誤動作，感應式電度表計量電能不準確等問題。這是什么原因呢?怎樣才能使電器正常工作，達到最佳的經濟效益，提高電能質量?

　　下一步，我們將分析影響電能質量的主要技術指標：電壓偏移，電壓波動與閃變，諧波。

　　1.電壓偏差

　　電壓偏移也稱為電壓偏移，是指某一時刻設備的端電壓U與其額定電壓Un的差異。

　　偏離電壓對設備運行的影響：

　　對異步電動機產生的影響。

　　異步電動機的端電壓比其額定電壓低10%，由于轉矩與端電壓平方成正比，實際轉矩僅為額定轉矩的81%，因此，負載電流將增加5%~10%，從而大大縮短電動機的壽命。而且因為扭矩小，轉速降低，直接影響產品的質量，增加廢料，次品。在其端部電壓偏高時，負載電流和溫升也會增大，從而造成絕緣損壞，縮短電機壽命。

　　對電光源的影響。

　　電位偏移對白熾燈影響最大。在白熾燈端部電壓降低10%后，燈管壽命將增加2~3倍，發(fā)光效率將降低30%以上，嚴重影響人們的視力健康，降低工作效率。隨著白熾燈端電功率的增加10%，發(fā)光效率提高1/3，壽命大大縮短。

　　民建電氣設計規(guī)范對電壓偏差允許值(以額定電壓的百分率表示)作了如下規(guī)定：

　　(a)普通馬達5%;

　　照明：在一般工作場所為+5%;在距離變電所較遠、一般面積較小且難以達到上述要求的一般工作場所為+5%、-10%，在緊急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為+5%、-10%;

　　其他電力消耗設備，如無特別規(guī)定，則為+5%。

　　為了降低電壓偏差，供配電系統(tǒng)設計應滿足以下要求：

　　選擇無負載調壓變壓器的電壓分接頭是正確的。

　　這樣就改變了用電設備端的電壓水平，使其更接近設備的額定電壓，從而減少了電壓偏差。

　　合理降低該系統(tǒng)的阻抗。

　　在技術經濟上合理的情況下，可以考慮降低系統(tǒng)的變壓級數(shù)，增加導線電纜的截面，或用電纜代替架空線等，以降低系統(tǒng)的阻抗，降低電壓損耗，從而減少電壓偏差，實現(xiàn)電壓調節(jié)的目的，因為供電系統(tǒng)的電壓損耗與電力變壓器和線路的阻抗是成正比的。

　　盡可能使該系統(tǒng)的三相負載均衡。

　　如果三相負荷分布不均勻(相線對中線)，就會產生零序電壓，導致零位的變化，使一相電壓下降，另一相電壓上升，從而增加電壓偏差。同理，線間負荷不平衡，則會造成線間電壓不平衡，增加電壓偏差，因此應盡量使三相負荷平衡。

　　2.電壓波動與閃變。

　　電壓波動是指電壓急劇變化所產生的沖擊功率的負荷(在生產過程中周期性地從電網接收到快速變化的負荷，如煉鋼電弧爐、軋機、電弧焊機等)造成的連續(xù)電壓變化或電壓幅度的周期變化。表示方法為：在電網額定電壓Un中，用戶公共供電點的相鄰最大和最小電壓方均根Umax和Umin的差值的百分比。

　　電壓變化會影響電動機正常起動。即使電動機也不能啟動，對同步電動機而言，也會造成轉子振動，使電子設備和計算機不能正常工作，導致照明燈具明顯閃爍，使人們不能正常工作、生活和學習。

　　閃爍是指人眼對電燈閃爍的主觀感受，引起燈光波動的電壓(照度1)閃爍，稱為閃變電壓。可以采取以下措施抑制電壓波動和閃變：

　　對于負荷變化很大的大型設備，使用專用線路或專用變壓器分開供電;

　　(b)設法增加供電容量，降低系統(tǒng)阻抗，如將單回路線路改為雙回路線路，或將架空線路改為電纜線路，可減少系統(tǒng)電壓損耗，從而減少負荷變化引起的電壓波動;

　　對大功率電弧爐爐用變壓器，宜由短路容量較大的電網供電。一般而言，選擇電壓等級較高的電網供電。具有較大的沖擊載荷。如上述措施達不到要求，可安裝靜態(tài)無功吸收沖擊無功功率補償裝置。

　　3.調和。

　　對周期性非正交眩交流進行傅里葉級數(shù)分解，得到超過整數(shù)倍基波頻率的次分量，通常稱為“高次諧波”，由于電力系統(tǒng)中存在各種非線性元件，所以產生了電網諧波。如日光燈，感應電機，家電，大型電弧爐等。由于諧波對電氣設備的危害極大，使得旋轉電機、變壓器等電氣設備因諧波電流過大而產生額外損耗，從而造成過熱，加速絕緣介質老化，造成絕緣破壞。而諧波對電容器的影響則更為突出，當諧波電壓加到電容器兩端時，由于其對諧波的阻抗很小，電容器極易產生過載甚至燒毀現(xiàn)象。另外，諧波電流的存在，使用來計量電能的感應式電度表計量不準確，會使電力系統(tǒng)產生電壓諧振，從而導致線路上出現(xiàn)過電壓，有可能擊穿線路設備的絕緣，對通信回路、弱電回路產生信號干擾，甚至造成故障。

　　遏制電網諧波的措施

　　用Y,d或D,y連接三相整流變壓器，使注入電網的諧波電流消除3次和3次整數(shù)倍的諧波電流，這是抑制高次諧波最基本的方法：

　　增加整流變壓器次級端的相位數(shù)目，并增加整流器整流脈沖數(shù)目;

　　(c)使各臺整流變壓器次級之間產生相角差;

　　(d)安裝分流過濾器。將大容量靜態(tài)諧波源(大功率晶閘管整流器)與電網相連，設置分流濾波器，使之產生串聯(lián)諧振。因為串聯(lián)諧振時阻抗極小，因此它可以分流并吸收這些諧波電流，而不向電網注入。

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