電能質量是指通過公共電網提供給用戶的交流電能的質量。理想的公共電網應以恒定的頻率,正弦波形和標準電壓為用戶供電。
同時,在三相交流系統(tǒng)中,每相的電壓和電流幅度應相等,相對稱且相距120°。但是,由于系統(tǒng)中的發(fā)電機,變壓器和線路等非線性或不對稱設備,負載的可變性以及控制手段,操作,外部干擾和各種故障等不完善,因此不存在理想狀態(tài)。結果,出現(xiàn)了電網,電力設備以及電力供應和消耗的各種問題,并且還產生了電能質量的概念。
電能質量的三個要素
1.電壓
電壓,也稱為電位差或電位差,是一種物理量,用于測量由于不同電位而在靜電場中單位電荷的能量差。其幅值等于由于電場力而從點A移動到點B的單位正電荷所做的功,并且電壓的方向定義為從高電勢到低電勢的方向。電壓的國際單位制是伏特(V,稱為伏特)。常用單位是毫伏(mV),微伏(μV),千伏(kV)等。
2.波形
表示信號的形狀和形式。該信號可以是波在物理介質上的運動,也可以是其他物理量的抽象表示。
3.頻率
頻率是每單位時間完成定期更改的次數(shù)。它是描述周期性運動頻率的一個量。它通常用符號f或ν表示。
電能質量的特征
(1)電力系統(tǒng)的電能質量始終處于動態(tài)變化中。電能是從發(fā)電到用戶消耗的整體。電能流始終處于動態(tài)平衡。隨著電網結構的變化和負荷的變化,電能質量的現(xiàn)象和指標往往在不同的時間和不同的連接點有所不同。是的,也就是說,整個電力系統(tǒng)的電能質量狀態(tài)始終處于動態(tài)變化中。
(2)電力系統(tǒng)是一個整體,電力質量狀況相互影響。電力不能大量存儲,其生產,傳輸,分配,轉換和消耗幾乎同時進行。顯然,在電力系統(tǒng)運行期間不可能替代電能。電氣連接將電力的供應和使用建立了一個整體。無論哪個鏈路引起電能質量問題,都會影響到相關的配電網,設備以及用電用戶。
電能質量的原因
1.電力系統(tǒng)組件中的非線性問題
電源系統(tǒng)中組件的非線性問題包括:發(fā)電機正常運行期間產生的諧波;電網中各種變壓器設備產生的諧波;直流傳輸產生的諧波;高壓影響后,通過傳輸線進行諧波放大。另外,諸如變電站中并聯(lián)電容器的設置之類的因素也會引起諧波的出現(xiàn)。在這些因素中,直流傳輸因數(shù)是在當前電力系統(tǒng)中產生諧波的主要因素。
2.非線性負載
非線性負載在工業(yè)和家庭用電量中占很大比例,這是電力系統(tǒng)中諧波的主要來源。非線性的主要負載是電弧爐,電弧爐的起弧時間延遲和嚴重的電弧非線性會產生諧波。
在居民的日常生活和生產負荷中,所用熒光燈的伏安特性也是非線性的,還會產生嚴重的諧波電流,其中諧波含量的是三次諧波。另外,使用大功率整流器和變頻裝置也會產生嚴重的諧波電流,嚴重影響電網的安全。
3.電力系統(tǒng)故障
在電源系統(tǒng)運行期間,電源質量還將受到內部和外部故障的影響。例如,各種自然災害,人為的異常操作,各種線路的短路,電網故障時發(fā)電機和勵磁系統(tǒng)工作狀態(tài)的變化等都會影響電力。質量影響很大。
改善電能質量的措施
其中之一是調整負載并降低負載的靈敏度。如果要求負載的電能質量特別高的用電者僅靠電力公司采取的措施不能在短期內滿足要求,則電力公司必須與用電者一起采取必要的措施。降低負載的敏感性,并降低不良的電能質量。
第二是改善電網,電力公司安裝必要的設備以抑制或消除電力干擾。
常見的電能質量調節(jié)裝置具有相對單一的功能,例如有源濾波器APF,動態(tài)電壓恢復器DVR等。能夠充分實現(xiàn)用電用戶電能質量的設備是電能質量調節(jié)器,主要由電容器和電容器組成。并行連接。逆變器和串聯(lián)逆變器耦合在一起。
用于非線性負載諧波電流和無功功率補償?shù)牟⒙?lián)逆變器使用PWM電流控制技術來調整電容器的DC電壓。該系列逆變器采用PWM電壓控制技術,該技術主要控制輸出電壓以抑制諧波并降低負載的靈敏度。
由于電能質量調節(jié)器由串聯(lián)和并聯(lián)的逆變器組成,因此具有兩者的結構特征,并且可以同時調節(jié)網絡中的電流和電壓波形。電能質量調節(jié)器的應用大大解決了電網中電能質量問題的出現(xiàn)。