C供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量與無功補償PPT課件

1、第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-1)(6-1)一、電能質(zhì)量概述一、電能質(zhì)量概述 電能質(zhì)量是指電氣設(shè)備正常運行所需要的電氣電能質(zhì)量是指電氣設(shè)備正常運行所需要的電氣特性，任何導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電特性，任何導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差都屬于電能質(zhì)量問題。壓、電流或頻率的偏差都屬于電能質(zhì)量問題。 理想的電能質(zhì)量：理想的電能質(zhì)量： 系統(tǒng)頻率恒為額定頻率；三相電壓波形是三相系統(tǒng)頻率恒為額定頻率；三相電壓波形是三相對稱的、幅值恒為額定電壓的正弦波形；三相電流對稱的、幅值恒為額定電壓的正弦波形；三相電流波形是三相對稱的正弦

2、波形；供電不間斷。波形是三相對稱的正弦波形；供電不間斷。 任何與理想電能質(zhì)量的偏差都屬于電能質(zhì)量擾動。任何與理想電能質(zhì)量的偏差都屬于電能質(zhì)量擾動。第1頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-2)(6-2)F 電能質(zhì)量擾動的分類：電能質(zhì)量擾動的分類：暫態(tài)擾動暫態(tài)擾動 通常指持續(xù)時間不超過通常指持續(xù)時間不超過3 3個周波的個周波的 擾動。分為脈沖型和振蕩型兩種。擾動。分為脈沖型和振蕩型兩種。短期電壓變化短期電壓變化 電壓跌落、電壓突升和短暫斷電。電壓跌落、電壓突升和短暫斷電。長期電壓變化長期電壓變化 電壓幅值長期偏離其額定值；包電壓幅值長期偏離其

3、額定值；包 括電壓偏差和持續(xù)斷電。括電壓偏差和持續(xù)斷電。 電壓波動電壓波動 電壓幅值周期性下降和上升。電壓幅值周期性下降和上升。第2頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-3)(6-3)波形畸變波形畸變 包括電力諧波、電壓缺口、直流偏置和包括電力諧波、電壓缺口、直流偏置和 寬帶噪音；寬帶噪音；三相不平衡三相不平衡 供電電源的三相電壓不對稱或負(fù)荷三供電電源的三相電壓不對稱或負(fù)荷三 相電流不對稱，即三相幅值不等或相相電流不對稱，即三相幅值不等或相 角差不等于角差不等于1201200 0。頻率變化頻率變化 基波頻率偏離其額定頻率，包括頻率偏基波頻率

4、偏離其額定頻率，包括頻率偏 差和頻率波動，典型的頻率波動周期為差和頻率波動，典型的頻率波動周期為 10s10s之內(nèi)。之內(nèi)。第3頁/共94頁 電能質(zhì)量擾動是客觀存在的，它嚴(yán)重干擾著用電設(shè)電能質(zhì)量擾動是客觀存在的，它嚴(yán)重干擾著用電設(shè)備尤其是信息處理設(shè)備的正常運行。因此，一方面應(yīng)該備尤其是信息處理設(shè)備的正常運行。因此，一方面應(yīng)該規(guī)定電網(wǎng)的電能質(zhì)量擾動允許值，另一方面，用電設(shè)備規(guī)定電網(wǎng)的電能質(zhì)量擾動允許值，另一方面，用電設(shè)備也應(yīng)該具有一定的電能質(zhì)量擾動耐受容限。也應(yīng)該具有一定的電能質(zhì)量擾動耐受容限。 影響電壓質(zhì)量的主要因素影響電壓質(zhì)量的主要因素：負(fù)荷無功功率或無功功率變化量。負(fù)荷無功功率或無功功率變化

5、量。電網(wǎng)短路容量或電網(wǎng)等效電抗。負(fù)荷無功功率或無功電網(wǎng)短路容量或電網(wǎng)等效電抗。負(fù)荷無功功率或無功 變化量越大，對電壓質(zhì)量的影響越大；電網(wǎng)短路容量變化量越大，對電壓質(zhì)量的影響越大；電網(wǎng)短路容量 越大，則負(fù)荷變化對電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響越小。越大，則負(fù)荷變化對電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響越小。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-4)(6-4)第4頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-5)(6-5) 我國已頒布的電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)：我國已頒布的電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)： GB 12325-1990GB 12325-1990電能

6、質(zhì)量電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差供電電壓允許偏差 GB/T 14549-1993GB/T 14549-1993電能質(zhì)量電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波公用電網(wǎng)諧波 GB/T 15543-1995GB/T 15543-1995電能質(zhì)量電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度三相電壓允許不平衡度 GB/T 15945-1995GB/T 15945-1995電能質(zhì)量電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差電力系統(tǒng)頻率允許偏差 GB 12326-2000GB 12326-2000電能質(zhì)量電能質(zhì)量 電壓波動和閃變電壓波動和閃變 GB/T 18481-2001GB/T 18481-2001電能質(zhì)量電能質(zhì)量 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓暫時過電

7、壓和瞬態(tài)過電壓 第5頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-6)(6-6) 本章主要討論的電能質(zhì)量問題：本章主要討論的電能質(zhì)量問題：電壓偏差及調(diào)節(jié)；電壓偏差及調(diào)節(jié)；電壓波動和閃變及其抑制；電壓波動和閃變及其抑制；電力諧波及其抑制；電力諧波及其抑制；供電系統(tǒng)的三相不平衡；供電系統(tǒng)的三相不平衡；供電系統(tǒng)的無功功率補償；供電系統(tǒng)的無功功率補償；第6頁/共94頁 二、電壓偏差及其調(diào)節(jié)二、電壓偏差及其調(diào)節(jié) 1 1、電壓偏差及其限值、電壓偏差及其限值 電壓偏差是指電網(wǎng)由于電力負(fù)荷的變化或運行方式的電壓偏差是指電網(wǎng)由于電力負(fù)荷的變化或運行方式的改變，使系統(tǒng)

8、中某點的實際電壓偏離額定電壓。偏離的幅改變，使系統(tǒng)中某點的實際電壓偏離額定電壓。偏離的幅度定義為電壓偏差。度定義為電壓偏差。%100%NNUUUU第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-7)(6-7)電壓偏差表示為：電壓偏差表示為：產(chǎn)生電壓偏差的根本原因產(chǎn)生電壓偏差的根本原因系統(tǒng)中的電壓損失系統(tǒng)中的電壓損失第7頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-8)(6-8) 國標(biāo)規(guī)定，供電部門與用戶的產(chǎn)權(quán)分界處國標(biāo)規(guī)定，供電部門與用戶的產(chǎn)權(quán)分界處或供用電協(xié)議規(guī)定的電能計量點的最大允許電或供用電協(xié)議規(guī)定的電能計量點

9、的最大允許電壓偏差應(yīng)不超過：壓偏差應(yīng)不超過： U UN N35kV35kV 電壓正、負(fù)偏差絕對值之和為電壓正、負(fù)偏差絕對值之和為1010 U UN N10kV10kV 7 7 220V220V單相供電電壓單相供電電壓 +7+7，-10-10第8頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-9)(6-9)2 2、變壓器對電壓偏差的影響、變壓器對電壓偏差的影響 變壓器分接頭對電壓偏差的影響變壓器分接頭對電壓偏差的影響 降壓變壓器的一次側(cè)，根據(jù)容量的不同都設(shè)有若干個降壓變壓器的一次側(cè)，根據(jù)容量的不同都設(shè)有若干個 分接頭。普通變壓器只能在不帶電的情況下改換

10、分分接頭。普通變壓器只能在不帶電的情況下改換分接接 頭，對每一臺變壓器在投入運行前都應(yīng)該選擇一個頭，對每一臺變壓器在投入運行前都應(yīng)該選擇一個合合 適的分接頭。適的分接頭。kVKT5 .10%5 . 2235kVKT4 . 0%5 . 210如：如：第9頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-10)(6-10)變壓器參數(shù)表示符號變壓器參數(shù)表示符號taptap 變壓器的分接頭位置；變壓器的分接頭位置； U Uf f 變壓器一次側(cè)的分接頭電壓；變壓器一次側(cè)的分接頭電壓； U UT1 T1 變壓器一次側(cè)額定電壓；變壓器一次側(cè)額定電壓； U UT2 T

11、2 變壓器二次側(cè)空載額定電壓（零分接頭和一次側(cè)額定電壓變壓器二次側(cè)空載額定電壓（零分接頭和一次側(cè)額定電壓 的條件下）；的條件下）； U U20 20 變壓器二次側(cè)空載輸出電壓（實際分接頭和一次側(cè)實際電變壓器二次側(cè)空載輸出電壓（實際分接頭和一次側(cè)實際電 壓的條件下）；壓的條件下）； U U1 1 變壓器一次側(cè)實際輸入電壓；變壓器一次側(cè)實際輸入電壓； U U2 2 變壓器二次側(cè)實際輸出電壓。變壓器二次側(cè)實際輸出電壓。 第10頁/共94頁 變壓器的分接頭電壓和二次側(cè)空載輸出電壓分別可變壓器的分接頭電壓和二次側(cè)空載輸出電壓分別可 表示為：表示為： 1Tf%1UtapUfT2120UUUU顯然，當(dāng)同一進(jìn)

12、線電壓接在不同的分接頭時，二次電壓顯然，當(dāng)同一進(jìn)線電壓接在不同的分接頭時，二次電壓對電網(wǎng)額定電壓的偏差量則不同。對電網(wǎng)額定電壓的偏差量則不同。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-11)(6-11)第11頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-12)(6-12) 當(dāng)在變壓器一次側(cè)分接頭上所加電壓為當(dāng)在變壓器一次側(cè)分接頭上所加電壓為U1時，單純由變時，單純由變壓器分接頭調(diào)整而引入的電壓偏差壓器分接頭調(diào)整而引入的電壓偏差Uf%為：為：%100%2NTTTUQXPRU%UUUU%UUU%UNfTNNf100

13、11002212220 變壓器中的電壓損失變壓器中的電壓損失第12頁/共94頁變壓器引起的電壓偏差變壓器引起的電壓偏差 考慮變壓器的電壓損失和分接頭調(diào)整后，變壓器考慮變壓器的電壓損失和分接頭調(diào)整后，變壓器 一次側(cè)與一次側(cè)與二次側(cè)電壓之間的關(guān)系為：二次側(cè)電壓之間的關(guān)系為： 可得由變壓器本身所產(chǎn)生的總的電壓偏差量：可得由變壓器本身所產(chǎn)生的總的電壓偏差量： )(T1f202UUUUU%TfTUUU第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-13)(6-13)第13頁/共94頁3 3、電壓偏差的計算、電壓偏差的計算第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量

14、與無功補償與無功補償 (6-14)(6-14)如圖所示，設(shè)電源母線上如圖所示，設(shè)電源母線上的電壓偏差量為的電壓偏差量為 U UA A% %，線，線路路l1 1的電壓損失為的電壓損失為 U Ul1 1% %，變壓器引起的電壓偏差量變壓器引起的電壓偏差量為為 U UT T% %，低壓線路，低壓線路l2 2的電的電壓損失為壓損失為 U Ul2 2% %，第14頁/共94頁則則B B、C C、D D各點的電壓偏差分別為：各點的電壓偏差分別為：%1ABlUUU%T1ACUUUUl%2T1ADllUUUUU%EUUU第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-15)(6

15、-15)將上述概念推廣到任一供電系統(tǒng)，如果由供電電源到將上述概念推廣到任一供電系統(tǒng)，如果由供電電源到某指定地點有多級多壓或裝有調(diào)壓設(shè)備，則指定地點某指定地點有多級多壓或裝有調(diào)壓設(shè)備，則指定地點的電壓偏差可由下式計算的電壓偏差可由下式計算第15頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-16)(6-16)4 4、電壓偏差的調(diào)節(jié)、電壓偏差的調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)電壓的目的是要在正常運行條件下，保持供電調(diào)節(jié)電壓的目的是要在正常運行條件下，保持供電系統(tǒng)中各用電設(shè)備的端電壓偏差不超過規(guī)定值。系統(tǒng)中各用電設(shè)備的端電壓偏差不超過規(guī)定值。 電壓調(diào)節(jié)的方式電壓調(diào)節(jié)的方式通常選

16、擇電網(wǎng)的通常選擇電網(wǎng)的電壓中樞點電壓中樞點（發(fā)電廠、區(qū)域變電所或發(fā)電廠、區(qū)域變電所或 用戶總降壓變電所用戶總降壓變電所）作為電壓調(diào)節(jié)點，對其電壓進(jìn)行）作為電壓調(diào)節(jié)點，對其電壓進(jìn)行 監(jiān)視和調(diào)節(jié)。監(jiān)視和調(diào)節(jié)。中樞點調(diào)壓方式有中樞點調(diào)壓方式有常調(diào)壓常調(diào)壓和和逆調(diào)壓逆調(diào)壓兩種。兩種。 常調(diào)壓常調(diào)壓 無論負(fù)荷怎樣變化，維持中樞點電壓恒定。無論負(fù)荷怎樣變化，維持中樞點電壓恒定。 逆調(diào)壓逆調(diào)壓 最大負(fù)荷時，升高最大負(fù)荷時，升高中樞點中樞點電壓；電壓； 最小負(fù)荷時，降低最小負(fù)荷時，降低中樞點中樞點電壓。電壓。第16頁/共94頁電壓調(diào)節(jié)的方法電壓調(diào)節(jié)的方法 對于用戶供電系統(tǒng)，電壓偏差調(diào)節(jié)主要從降低線路對于用戶供

17、電系統(tǒng)，電壓偏差調(diào)節(jié)主要從降低線路 電壓損失和調(diào)整變壓器分接頭兩方面入手。電壓損失和調(diào)整變壓器分接頭兩方面入手。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-17)(6-17) 合理設(shè)計供電系統(tǒng)，減小線路電壓損失合理設(shè)計供電系統(tǒng)，減小線路電壓損失高壓深入負(fù)荷中心供電；高壓深入負(fù)荷中心供電；配電變壓器分散設(shè)置到用電中心；配電變壓器分散設(shè)置到用電中心；按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面；按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面；用電纜替代架空線路；用電纜替代架空線路；設(shè)置無功補償裝置等。設(shè)置無功補償裝置等。第17頁/共94頁.alTNTfUUU%UUUmax221maxmax112 2

18、）合理選擇變壓器的分接頭）合理選擇變壓器的分接頭 變壓器的分接頭電壓應(yīng)滿足下列條件：變壓器的分接頭電壓應(yīng)滿足下列條件：最大負(fù)荷時最大負(fù)荷時最小負(fù)荷時最小負(fù)荷時根據(jù)上述要求，應(yīng)就近選取標(biāo)稱的分接頭。根據(jù)上述要求，應(yīng)就近選取標(biāo)稱的分接頭。.alTNTfUUU%UUUmin221minmin12第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-18)(6-18)221fffUUU設(shè)計中取設(shè)計中取選取最接近的標(biāo)稱分接頭電壓。選取最接近的標(biāo)稱分接頭電壓。第18頁/共94頁 例例6-1 某變電所裝設(shè)一臺某變電所裝設(shè)一臺10MVA10MVA變壓器，變壓器變比為變壓器，變壓器變比

19、為 K KT T=110=110 2 2 。在最大負(fù)荷下，高壓側(cè)進(jìn)線。在最大負(fù)荷下，高壓側(cè)進(jìn)線 電壓為電壓為112kV112kV，變壓器折算至高壓側(cè)的電壓損失為，變壓器折算至高壓側(cè)的電壓損失為； 在最小負(fù)荷下，高壓側(cè)進(jìn)線電壓為在最小負(fù)荷下，高壓側(cè)進(jìn)線電壓為115kV115kV，變壓器折算，變壓器折算 至高壓側(cè)的電壓損失為至高壓側(cè)的電壓損失為。要求變電所低壓母線的。要求變電所低壓母線的 電壓偏差為額定電壓電壓偏差為額定電壓6kV6kV的：最大負(fù)荷時的：最大負(fù)荷時0 0，最小負(fù)荷，最小負(fù)荷 時。試合理選擇該變壓器的分接頭。時。試合理選擇該變壓器的分接頭。 第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的

20、電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-19)(6-19)第19頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-20)(6-20)kV0 . 66%01,%63. 5%,kV112al.max2maxTmax1UUUkV45. 66%5 . 71,%81. 2%,kV115al.min2minTmin1UUUkV5 .11445. 66 . 6110%81. 21152fUkV4 .1160 . 66 . 6110%63. 51121fU解：解：最大負(fù)荷時最大負(fù)荷時最小負(fù)荷時最小負(fù)荷時 確定分接頭電壓確定分接頭電壓kV45.11525 .1144 .1

21、16221fffUUU第20頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-21)(6-21)結(jié)論：選取結(jié)論：選取+5+5分接頭，分接頭電壓為分接頭，分接頭電壓為。則：則：%95. 411011045.115%tap校驗：校驗：最大負(fù)荷時：最大負(fù)荷時：%0%58.10%10066635. 6%635. 65 .1156 . 6)110%36. 5112(max2max2UkVU第21頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-22)(6-22)最小負(fù)荷時：最小負(fù)荷時：%5 . 7%58. 6%10066

22、395. 6%395. 65 .1156 . 6)110%81. 2115(min2min2UkVU故選擇故選擇5 5的分接頭電壓，在最大負(fù)荷時，變電所低的分接頭電壓，在最大負(fù)荷時，變電所低壓母線的電壓偏差不低于壓母線的電壓偏差不低于0 0；在最小負(fù)荷時，變電；在最小負(fù)荷時，變電所低壓母線的電壓偏差不高于所低壓母線的電壓偏差不高于7 7；因此，滿足調(diào)壓；因此，滿足調(diào)壓要求。要求。第22頁/共94頁三、三、 電壓波動和閃變及其抑制電壓波動和閃變及其抑制 1 1、定義、定義 電壓波動電壓波動：電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）：電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值） 的連續(xù)快速變化。的連續(xù)快速變化。 將電

23、網(wǎng)電壓每半周波的方均根值按時間序列排列，將電網(wǎng)電壓每半周波的方均根值按時間序列排列， 其包絡(luò)線即為電壓波動波形其包絡(luò)線即為電壓波動波形; ; 電壓波動波形上相鄰兩個極值之間的變化過程稱為電壓波動波形上相鄰兩個極值之間的變化過程稱為 一次電壓變動一次電壓變動; ; 電壓變動的電壓變化率應(yīng)不低于每秒電壓變動的電壓變化率應(yīng)不低于每秒; ; 當(dāng)電壓向同一方向變動時，若本次變動結(jié)束到下一當(dāng)電壓向同一方向變動時，若本次變動結(jié)束到下一 次變動開始的時間不大于次變動開始的時間不大于30ms30ms，只算作一次變化，只算作一次變化。 第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6

24、-23)(6-23)第23頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-24)(6-24)nt t1 1t t2 2和和t t2 2t t3 3各為一次電壓變動各為一次電壓變動; ;nt t6 6t t7 7間的電壓變化間的電壓變化( )( )不計為電壓變動；不計為電壓變動；nt t4 4t t5 5間的電壓同方向變化間隔小于間的電壓同方向變化間隔小于30ms,30ms,計為一次變動。計為一次變動。%2 . 0dtdu第24頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-25)(6-25) 電壓變動幅度電

25、壓變動幅度d d 用各次電壓變化量與電網(wǎng)額定電用各次電壓變化量與電網(wǎng)額定電壓之比來表示。即：壓之比來表示。即：%100NminmaxUUUd電壓變動頻度電壓變動頻度r r 是指單位時間（是指單位時間（1h 1h 或或1min1min）內(nèi)電）內(nèi)電壓變動的次數(shù)。電壓從高到低或從低回到高的變化，壓變動的次數(shù)。電壓從高到低或從低回到高的變化，各算一次電壓變動。因此，對于周期性的電壓波動各算一次電壓變動。因此，對于周期性的電壓波動而言，電壓變動頻度是電壓波動頻率的而言，電壓變動頻度是電壓波動頻率的2 2倍。倍。電壓波動用電壓波動用電壓變動幅度電壓變動幅度d d和和變動頻度變動頻度r r來綜合衡量。來綜合

26、衡量。第25頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-26)(6-26)電壓波動是由波動負(fù)荷的劇烈變化引起的電壓波動是由波動負(fù)荷的劇烈變化引起的。大容量負(fù)。大容量負(fù)荷的劇烈變化在供電系統(tǒng)阻抗上引起電壓損失的變荷的劇烈變化在供電系統(tǒng)阻抗上引起電壓損失的變化，從而引起各級電網(wǎng)電壓水平的快速變化。設(shè)供化，從而引起各級電網(wǎng)電壓水平的快速變化。設(shè)供電系統(tǒng)中某一評價點的電力負(fù)荷由電系統(tǒng)中某一評價點的電力負(fù)荷由 (P+jQ)(P+jQ)變化為變化為(P+(P+ P)+j(Q+P)+j(Q+ Q)Q)，則負(fù)荷變化在該點引起的電壓變，則負(fù)荷變化在該點引起的電壓變

27、動值為：動值為： 結(jié)論：結(jié)論：在沖擊性負(fù)荷下，電壓變動值與負(fù)荷的無在沖擊性負(fù)荷下，電壓變動值與負(fù)荷的無功功率變化量成正比，與電網(wǎng)的短路容量成反比。功功率變化量成正比，與電網(wǎng)的短路容量成反比。%100k2NSQUQXPRd第26頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-27)(6-27)XUQRXPUQXPRdN22N%100k2NSQUQXPRd證明證明: :XUQXUQRXPUQXPRdNN222N( (由于沖擊性負(fù)荷由于沖擊性負(fù)荷 PPQ)Q)( (設(shè)設(shè)U UN N=U=Uj j) )kkjjjjjjjjNSSXSXIUIUXUXXUXU)

28、3(22233(R(R、X X電源至評價點的電阻電源至評價點的電阻、電抗電抗) )第27頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-28)(6-28)由于電壓波動是用戶中的波動負(fù)荷從電網(wǎng)取用快由于電壓波動是用戶中的波動負(fù)荷從電網(wǎng)取用快 速變動的功率而引起的速變動的功率而引起的（典型的波動負(fù)荷有煉鋼電?。ǖ湫偷牟▌迂?fù)荷有煉鋼電弧 爐、軋機、電弧焊機等）爐、軋機、電弧焊機等）。根據(jù)負(fù)荷的變化特征，電。根據(jù)負(fù)荷的變化特征，電 壓波動可分為：壓波動可分為：電壓變動頻繁且具有一定規(guī)律的周期性電壓波動，電壓變動頻繁且具有一定規(guī)律的周期性電壓波動， 如電力電子

29、裝置供電的軋鋼設(shè)備產(chǎn)生的電壓波動。如電力電子裝置供電的軋鋼設(shè)備產(chǎn)生的電壓波動。電壓變動頻繁且無規(guī)律的隨機性電壓波動，如煉電壓變動頻繁且無規(guī)律的隨機性電壓波動，如煉 鋼用交流電弧爐產(chǎn)生的電壓波動。鋼用交流電弧爐產(chǎn)生的電壓波動。偶發(fā)性的電壓波動，如電動機起動時沖擊電流引偶發(fā)性的電壓波動，如電動機起動時沖擊電流引 起的電壓波動。起的電壓波動。 第28頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-29)(6-29)電壓波動的允許值電壓波動的允許值n實測條件采用負(fù)荷的最大無功變化量和電網(wǎng)的最小短路容量。實測條件采用負(fù)荷的最大無功變化量和電網(wǎng)的最小短路容量。n

30、實測值的實測值的9595概率大值與限值比較；概率大值與限值比較；第29頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-30)(6-30) 電壓閃變電壓閃變: : 照明用白熾燈對電壓波動特別敏感，電壓照明用白熾燈對電壓波動特別敏感，電壓 波動使燈光閃爍，刺激眼睛，干擾人們的正常工作，波動使燈光閃爍，刺激眼睛，干擾人們的正常工作， 電壓波動的這種效應(yīng)稱為電壓閃變。電壓波動的這種效應(yīng)稱為電壓閃變。2 2、電壓波動和閃變的估算、電壓波動和閃變的估算 波動負(fù)荷引起的電壓波動和閃變通常以波動負(fù)荷引起的電壓波動和閃變通常以實測結(jié)果實測結(jié)果 作為評價的依據(jù)作為評價的

31、依據(jù)。但在設(shè)計的初始階段，電壓波動和。但在設(shè)計的初始階段，電壓波動和 閃變可按下述方法估算。閃變可按下述方法估算。第30頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-31)(6-31)1 1電壓波動的估算電壓波動的估算 根據(jù)波動負(fù)荷的功率變化量估算出電壓變動值。根據(jù)波動負(fù)荷的功率變化量估算出電壓變動值。 %100%100%100k2NSQUQXPRUUdN2 2周期性矩形（或階躍）電壓波動的閃變估算周期性矩形（或階躍）電壓波動的閃變估算 對于周期性等間隔的矩形（或階躍）電壓波動，對于周期性等間隔的矩形（或階躍）電壓波動，當(dāng)已知電壓變動值當(dāng)已知電壓變

32、動值d d和電壓變動頻度和電壓變動頻度r r時，首先按照時，首先按照r r查出與單位閃變曲線（查出與單位閃變曲線（P Pstst=1=1）相對應(yīng)的電壓變動）相對應(yīng)的電壓變動d dlimlim，則相應(yīng)的短時電壓閃變則相應(yīng)的短時電壓閃變PstPst可估算如下：可估算如下：第31頁/共94頁limstddP 第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-32)(6-32)周期性矩形波（或階躍波）電壓波動的單位閃變曲線周期性矩形波（或階躍波）電壓波動的單位閃變曲線第32頁/共94頁3非周期性階躍電壓波動的閃變估算非周期性階躍電壓波動的閃變估算 對于非周期性階躍電壓波動

33、對于非周期性階躍電壓波動 (要求相鄰兩次電壓變要求相鄰兩次電壓變動動之間的時間間隔不小于之間的時間間隔不小于1s1s)，首先求出最嚴(yán)重的，首先求出最嚴(yán)重的10min10min測評測評時段內(nèi)每一次電壓變動時段內(nèi)每一次電壓變動d d所對應(yīng)的閃變時間所對應(yīng)的閃變時間tf ，然后計，然后計算算該該10min10min時段內(nèi)各次閃變時間之和，則求出該時段內(nèi)的時段內(nèi)各次閃變時間之和，則求出該時段內(nèi)的短短時電壓閃變值。時電壓閃變值。 )(323sd.tf第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-33)(6-33)3600fsttP第33頁/共94頁例例6-26-2 某階

34、躍波動負(fù)荷在某階躍波動負(fù)荷在10min10min工作周期內(nèi)，在公共連工作周期內(nèi)，在公共連接點產(chǎn)生了接點產(chǎn)生了1212次的電壓變動，次的電壓變動，3030次的變動和次的變動和100100次的變動，試估算該負(fù)荷引起的電壓閃變水平。次的變動，試估算該負(fù)荷引起的電壓閃變水平。 解：解： 每種電壓變動的閃變時間為每種電壓變動的閃變時間為 對應(yīng)于對應(yīng)于d d4.8%4.8%，得，得t tf f 3 3 對應(yīng)于對應(yīng)于d d1.7%1.7%，得，得t tf f 3 3 對應(yīng)于對應(yīng)于d d0.9%0.9%，得，得t tf f 3 3 總閃變時間為：總閃變時間為： 短時電壓閃變值為：短時電壓閃變值為： s3562

35、7 . 11003 .11304 .25412ft8 . 1600356260033fsttP第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-34)(6-34)第34頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-35)(6-35)4電動機起動引起的電壓波動的估算電動機起動引起的電壓波動的估算 大容量電動機起動時，會在配電母線上引起短時的大容量電動機起動時，會在配電母線上引起短時的電壓波動，只要該波動不危及供電安全并能保證電動機電壓波動，只要該波動不危及供電安全并能保證電動機正常起動，可以允許電機配電母線上有比較大的電

36、壓波正常起動，可以允許電機配電母線上有比較大的電壓波動值。電動機起動時配電母線上的電壓應(yīng)滿足動值。電動機起動時配電母線上的電壓應(yīng)滿足: : 1) 1)一般情況下，電動機頻繁起動時不應(yīng)低于母線額定一般情況下，電動機頻繁起動時不應(yīng)低于母線額定電壓的電壓的9090，電動機非頻繁起動時；不宜低于額定電，電動機非頻繁起動時；不宜低于額定電壓壓的的8585。 2)2)配電母線上未接照明負(fù)荷或其它對電壓下降較敏感配電母線上未接照明負(fù)荷或其它對電壓下降較敏感的設(shè)備且電動機非頻繁起動時，不應(yīng)低于母線額定電壓的設(shè)備且電動機非頻繁起動時，不應(yīng)低于母線額定電壓的的8080。第35頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電

37、能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-36)(6-36)電動機起動時引起的電壓波動估算電動機起動時引起的電壓波動估算系統(tǒng)如圖所示：系統(tǒng)如圖所示：選取母線額定電壓為基選取母線額定電壓為基準(zhǔn)電壓，則電動機起動準(zhǔn)電壓，則電動機起動前母線電壓標(biāo)幺值為：前母線電壓標(biāo)幺值為：NBBUUU0第36頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-307)(6-307)若設(shè)電源電壓在電動機起動前后保持不變，則電源若設(shè)電源電壓在電動機起動前后保持不變，則電源電壓標(biāo)幺值表示為：電壓標(biāo)幺值表示為：kBLBNkBLBSSQUUXQUU020在電動機起動瞬間，電

38、動機回路等效電抗為在電動機起動瞬間，電動機回路等效電抗為X Xstst, ,則則電動機起動時配電母線電壓標(biāo)幺值為：電動機起動時配電母線電壓標(biāo)幺值為：LstkBkBSLstkBLstSBQSSSUXXXXXUU/第37頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-38)(6-38)式中：式中：TNkkkBNkBSuSXUS.2%11LRMstNstSSXstUS111.2LRNLRXUS2MMMNMstMstPKScos.)coscos333(.2.2.2.2.MNMstMMNMMMNMNMstMNNMstMNNMstNMstPkUUPkUUIUUS

39、UX第38頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-39)(6-39)故電動機起動時，電動機端電壓為：故電動機起動時，電動機端電壓為：MststBLRMstMstBMSSUXXXUU.電動機起動時，配電母線上電壓波動（電壓突降）為：電動機起動時，配電母線上電壓波動（電壓突降）為：%100)1 (%.BBMUd分析表明：分析表明：電動機起動時，電動機前串的電抗值越大，電動機起動時，電動機前串的電抗值越大，配電母線電壓波動越?。坏妱訖C端電壓越低。即串配電母線電壓波動越小；但電動機端電壓越低。即串電抗器可以減小電壓波動，但電動機端電壓降低，起電抗器

40、可以減小電壓波動，但電動機端電壓降低，起動轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)降低。動轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)降低。（電抗器值合理選擇）（電抗器值合理選擇）第39頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-40)(6-40)例例1 1：一臺：一臺2500kW2500kW同步電動機，采用變壓器同步電動機，采用變壓器電動機組方式起動，電動機組方式起動，如如 圖所示。已知圖所示。已知10kV10kV母線短路容量為母線短路容量為81MVA,81MVA,試求電動機起動時試求電動機起動時電電 動機的端電壓。動機的端電壓。第40頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補

41、償與無功補償 (6-41)(6-41)10BU解：設(shè)電動機起動前解：設(shè)電動機起動前10kV10kV母線電壓為額定值，即：母線電壓為額定值，即：var36. 36 . 06 . 5sinMSQLLMVAPkSMMMNMstMst4 .2683. 08 . 05 . 27cos.TNNTLRSUuXX.2100%MVASuXUSTNLRNLR2 .582 . 35 . 5100%100.2MVASSSLRMstst2 .182 .5814 .2611111.041. 18136. 310kBLBSSQUU第41頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (

42、6-42)(6-42)822. 0041. 136. 32 .188181SLstkBkBBUQSSSU57. 0822. 04 .262 .18.BMststMUSSU結(jié)論：該電動機起動時，母線電壓為額定電壓的結(jié)論：該電動機起動時，母線電壓為額定電壓的， 加在電動機端子上的電壓僅為額定電壓的加在電動機端子上的電壓僅為額定電壓的5757。電動機前串接的變壓器為隔離變壓器，目的是抑制電動機的起電動機前串接的變壓器為隔離變壓器，目的是抑制電動機的起動電流對電網(wǎng)的影響，若不串變壓器，則有：動電流對電網(wǎng)的影響，若不串變壓器，則有：76. 0041. 136. 34 .268181.SLMstkBkBB

43、UQSSSU即：即：母線電壓為額定電壓的母線電壓為額定電壓的7676。第42頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-43)(6-43)例例2 2：某高壓電動機供電系統(tǒng)如圖所示，設(shè)電動機起動前母線電壓為額定值，：某高壓電動機供電系統(tǒng)如圖所示，設(shè)電動機起動前母線電壓為額定值， 要求電動機起動時要求電動機起動時6kV6kV母線電壓水平不得低于額定電壓的母線電壓水平不得低于額定電壓的8585，試求：，試求： 若電動機全壓起動，母線電壓水平能否滿足要求？若電動機全壓起動，母線電壓水平能否滿足要求？ 若采用串聯(lián)電若采用串聯(lián)電 抗器降壓起動方式，試選擇滿足

44、母線電壓要求條件下的電抗器電抗抗器降壓起動方式，試選擇滿足母線電壓要求條件下的電抗器電抗值。值。第43頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-44)(6-44)解：依題意有解：依題意有MVASkB40MVACOSPKSMMNMMstMst3 . 98 . 084. 025. 15.10BU(1) (1) 全壓起動時全壓起動時MVASSMstst3 . 9.025. 140110KBLBSSQUU815. 0025. 113 . 94040SLstKBKBBUQSSSU全壓起動不滿足母線電壓水平要求。全壓起動不滿足母線電壓水平要求。第44頁/共

45、94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-45)(6-45)（2 2）串聯(lián)電抗器降壓起動）串聯(lián)電抗器降壓起動85. 0025. 114040stSLstKBKBBSUQSSSU由由求得求得MVASst24. 7采用串聯(lián)電抗器后，電動機起動時，電機端電壓為：采用串聯(lián)電抗器后，電動機起動時，電機端電壓為：LRMstNstNstSSUXUS11.221 . 13 . 9642. 7622.222MstNstNLRNLRSUSUSUX1 . 1LRX66. 085. 03 . 924. 7BstMstMUSSUkVkVUM96. 3666. 0第45頁/共9

46、4頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-46)(6-46)電動機直接起動容量估算電動機直接起動容量估算 設(shè)電動機直接起動時母線電壓為額定值，即：設(shè)電動機直接起動時母線電壓為額定值，即：10BU由于此時由于此時0LRXMststSS.則電動機起動瞬間母線電壓波動值為：則電動機起動瞬間母線電壓波動值為：LMstkBMstkBLBLMstkBkBSLMstkBkBBBMQSSSSQUQSSSUQSSSUd.0.%100)(1 %1001 %100)1 (%第46頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-47

47、)(6-47) 若近似認(rèn)為供電電源為無窮大功率電源，配電變壓器容量為若近似認(rèn)為供電電源為無窮大功率電源，配電變壓器容量為S S，變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)為變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)為u uk k% %，并設(shè)配電母線上其它負(fù)荷的無功功率，并設(shè)配電母線上其它負(fù)荷的無功功率為變壓器額定容量的為變壓器額定容量的6060（Q QL L),),則電動機起動瞬間母線電壓波則電動機起動瞬間母線電壓波動值為：動值為：TNMstTNkMstLMstkBMstBMSSSuSQSSSd.6 . 0%100 依上式可求出，在配電母線電壓波動值約束條件下的直接起動依上式可求出，在配電母線電壓波動值約束條件下的直接起動電動機容量電動

48、機容量P P和配電變壓器容量和配電變壓器容量S S之間的關(guān)系。即：之間的關(guān)系。即：TNkBMBMMMMNMstMstSuddPkS.)6 . 0%100(1cosTNMstMMkBMBMMNSkuddP.)cos)(6 . 0%100(1參閱參閱P P169表表6 64 4第47頁/共94頁5 5、減小電壓波動和閃變的措施、減小電壓波動和閃變的措施第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-48)(6-48)n提高供電系統(tǒng)短路容量提高供電系統(tǒng)短路容量(1)(1)提高供電電壓。提高供電電壓。(2)(2)采用雙回線路并聯(lián)供電。采用雙回線路并聯(lián)供電。(3)(3)采

49、用線路串聯(lián)補償，降低輸電線路電抗，采用線路串聯(lián)補償，降低輸電線路電抗，或動態(tài)補償線路壓降。或動態(tài)補償線路壓降。n減小波動負(fù)荷的無功功率變化量減小波動負(fù)荷的無功功率變化量(1)(1)改善工藝，減小負(fù)荷波動。改善工藝，減小負(fù)荷波動。(2)(2)改變波動負(fù)荷供電回路參數(shù)（如改變波動負(fù)荷供電回路參數(shù)（如串電抗器等）。串電抗器等）。(3)(3)采用動態(tài)無功功率補償裝置采用動態(tài)無功功率補償裝置（SVCSVC）。）。第48頁/共94頁 圖示為圖示為TCRTCR型型SVCSVC主回路及其工作原理圖。設(shè)負(fù)荷無功功率變化量為主回路及其工作原理圖。設(shè)負(fù)荷無功功率變化量為Q QL L, ,利利用晶閘管的相位控制用晶閘

50、管的相位控制TCRTCR的無功功率的無功功率Q QLRLR對應(yīng)對應(yīng)Q QL L相反的變化量，使（相反的變化量，使（Q QLRLR+ +Q QL L) )為為一恒定的感性無功，電容器支路產(chǎn)生的容性無功一恒定的感性無功，電容器支路產(chǎn)生的容性無功Q QC C與（與（Q QLRLR+ +Q QL L) )相互補償，從而相互補償，從而使系統(tǒng)的無功功率使系統(tǒng)的無功功率Q QS S基本保持恒定?；颈３趾愣āCRTCR型靜止無功補償器的主電路結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)原理型靜止無功補償器的主電路結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)原理 a)a)主電路結(jié)構(gòu)主電路結(jié)構(gòu) b)TCRb)TCR無功電流調(diào)節(jié)原理示意圖無功電流調(diào)節(jié)原理示意圖第六章第六章 供電

51、系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-49)(6-49)第49頁/共94頁四、電力諧波及其抑制四、電力諧波及其抑制 1.1.諧波基礎(chǔ)諧波基礎(chǔ)1 1）諧波定義）諧波定義 國際上現(xiàn)在公認(rèn)的國際上現(xiàn)在公認(rèn)的諧波定義諧波定義為為: :諧波是一個周期電氣量的正弦波諧波是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍。 在供電系統(tǒng)中，除整數(shù)次諧波外，還存在有諧間波。諧間波是指那些在供電系統(tǒng)中，除整數(shù)次諧波外，還存在有諧間波。諧間波是指那些頻率不是基波頻率整數(shù)倍的諧波分量。在電力系統(tǒng)諧波中，諧間波的成分較頻率不是基波頻率整數(shù)倍的諧波分量。在電力系統(tǒng)

52、諧波中，諧間波的成分較小。小。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-50)(6-50)第50頁/共94頁2 2）諧波發(fā)生源）諧波發(fā)生源 具有鐵磁飽和特性的設(shè)備（變壓器、電抗器）；具有鐵磁飽和特性的設(shè)備（變壓器、電抗器）； 具有電弧特性的設(shè)備（交流電弧爐、弧焊設(shè)備）；具有電弧特性的設(shè)備（交流電弧爐、弧焊設(shè)備）； 各種電力電子設(shè)備（變流裝置、電力機車、家用電器）；各種電力電子設(shè)備（變流裝置、電力機車、家用電器）；電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)：包含的能產(chǎn)生諧波電流的非線性元件主要是變包含的能產(chǎn)生諧波電流的非線性元件主要是變 壓器的空載電流，交直流換流站的可控硅元件，壓

53、器的空載電流，交直流換流站的可控硅元件， 可控硅控制的電容器、電抗器組等?？煽毓杩刂频碾娙萜?、電抗器組等。電力負(fù)荷：電力負(fù)荷：電力系統(tǒng)諧波電力系統(tǒng)諧波更主要的來源是各種非線性負(fù)荷更主要的來源是各種非線性負(fù)荷 用戶用戶。對于諧波電流含量只決定于其本身的特。對于諧波電流含量只決定于其本身的特 性和工況，基本上與電力系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)的諧波性和工況，基本上與電力系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)的諧波 源，可看作諧波恒流源。源，可看作諧波恒流源。第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-51)(6-51)P172、173表表65、66、67第51頁/共94頁3 3）諧波危害）諧波危害 產(chǎn)生

54、諧波附加損耗，使設(shè)備過熱以及諧波過電壓加速設(shè)備絕緣產(chǎn)生諧波附加損耗，使設(shè)備過熱以及諧波過電壓加速設(shè)備絕緣老化等老化等 并聯(lián)電容器與系統(tǒng)等效電抗可能在某次諧波附近發(fā)生并聯(lián)諧并聯(lián)電容器與系統(tǒng)等效電抗可能在某次諧波附近發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波電壓和諧波電流的嚴(yán)重放大振，導(dǎo)致諧波電壓和諧波電流的嚴(yán)重放大 引起繼電保護(hù)和自動裝置誤動作引起繼電保護(hù)和自動裝置誤動作影響電能計量精度影響電能計量精度 影響通信質(zhì)量影響通信質(zhì)量第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-52)(6-52)第52頁/共94頁2 2諧波的評價計算與限值諧波的評價計算與限值1 1）評價計算）評價計算（

55、1 1）單次諧波含有率）單次諧波含有率 h h 次諧波含有率定義為第次諧波含有率定義為第h h 次諧波分量方均根值與基波分量次諧波分量方均根值與基波分量方均根值之比，即：方均根值之比，即：（2 2）總諧波畸變率）總諧波畸變率 總諧波畸變率則定義為諧波含量與基波分量方均根值之比，總諧波畸變率則定義為諧波含量與基波分量方均根值之比，即：即：%100%1001221HUUUUTHDhhu%1001UUHRUhh%1001IIHRIhh%100%100121HIIIITHDhhi第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-53)(6-53)第53頁/共94頁第六章第

56、六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-54)(6-54)2 2）諧波限值）諧波限值 （P P175175表表6-86-8）l各級電網(wǎng)電壓下的諧波電壓限值各級電網(wǎng)電壓下的諧波電壓限值第54頁/共94頁第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-55)(6-55) 各級電網(wǎng)電壓下用戶注入到公共連接點的諧波電流允許值各級電網(wǎng)電壓下用戶注入到公共連接點的諧波電流允許值標(biāo)準(zhǔn)電壓 kV基準(zhǔn)短路容量 MVA 諧波次數(shù)及諧波電流允許值（A）23456789101112131415160.38 107862396226441921162813

57、2411129.7 6 10043342134142411118.5167.1136.16.85.3 10 100262013208.5156.46.85.19.34.37.93.74.13.2 35 25015127.7125.18.83.84.13.15.62.64.72.22.51.9 110 750129.66.09.64.06.83.03.22.44.32.03.71.71.91.5 當(dāng)電網(wǎng)公共連接點的實際最小短路容量當(dāng)電網(wǎng)公共連接點的實際最小短路容量S Sk與表中的基準(zhǔn)短路容量與表中的基準(zhǔn)短路容量S Sj不同時，實際不同時，實際允許注入電網(wǎng)的諧波電流限制應(yīng)按下式修正。允許注入電網(wǎng)的

58、諧波電流限制應(yīng)按下式修正。jjkhISSI第55頁/共94頁3. 3. 供電系統(tǒng)諧波分析計算供電系統(tǒng)諧波分析計算1 1）供電系統(tǒng)各元件諧波等效模型）供電系統(tǒng)各元件諧波等效模型 供電系統(tǒng)各元件諧波等效模型是諧波分析的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，供電系統(tǒng)各元件諧波等效模型是諧波分析的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，在在分析計算中，通常近似認(rèn)為：分析計算中，通常近似認(rèn)為： 式中式中: : X X、X Xh h分別為元件基波和分別為元件基波和h h次諧波感抗；次諧波感抗； X XC C、X XC Ch h分別為元件基波和分別為元件基波和h h次諧波容抗；次諧波容抗； R R、R Rh h 分別為元件基波和分別為元件基波和h h次諧波電阻

59、；次諧波電阻；RhRhXXhXXhChhC第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-56)(6-56)第56頁/共94頁（1 1）系統(tǒng)諧波阻抗）系統(tǒng)諧波阻抗 式中：式中：Sk系統(tǒng)對該點的短路容量，系統(tǒng)對該點的短路容量，UN網(wǎng)絡(luò)額定電壓，網(wǎng)絡(luò)額定電壓，Xs1基波電抗?；娍?。（2 2） 供電線路供電線路（3 3）變壓器）變壓器( (雙繞組）雙繞組）（4 4）并聯(lián)電容器）并聯(lián)電容器（5 5）電抗器）電抗器（6 6）電力負(fù)荷）電力負(fù)荷: :第六章第六章 供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量 與無功補償與無功補償 (6-57)(6-57)kNsshSUhhXX2

60、1lhxhXXllh01CNTCChQUhXhX2111NTNTkTThSUuhhXX21100%LRNLRNLRNLRLRLRhIUUXhhXX.2.13100%cNLLhQUhhXX21第57頁/共94頁2 2）系統(tǒng)等效電路及其諧波分布分析）系統(tǒng)等效電路及其諧波分布分析 將供電系統(tǒng)各元件的等效模型按系統(tǒng)聯(lián)接關(guān)系逐一替將供電系統(tǒng)各元件的等效模型按系統(tǒng)聯(lián)接關(guān)系逐一替換，即可得系統(tǒng)等效電路，供電系統(tǒng)在基波和換，即可得系統(tǒng)等效電路，供電系統(tǒng)在基波和h h次諧波下次諧波下的等效電路的一般結(jié)構(gòu)如圖所示：的等效電路的一般結(jié)構(gòu)如圖所示： 供電系統(tǒng)等效電路一般結(jié)構(gòu)供電系統(tǒng)等效電路一般結(jié)構(gòu)a)a)基波等效電路