電能質(zhì)量問(wèn)題對電網(wǎng)和配電系統的損害

　　隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一方面，造成電能質(zhì)量問(wèn)題的因素不斷增長(cháng)，如以電力電子裝置為代表的非線(xiàn)性負荷的使用、各種大型用電設備的啟停等;另一方面，各種復雜的、精密的、對電能質(zhì)量敏感的用電設備不斷普及，人們對電能質(zhì)量及可靠性的要求越來(lái)越高。

　　上述問(wèn)題的矛盾越來(lái)越突出，這使得電能質(zhì)量問(wèn)題對電網(wǎng)和配電系統造成的直接危害和可能對人類(lèi)生活和生產(chǎn)造成的損失也越來(lái)越大，電能質(zhì)量直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的總體效益。對供電質(zhì)量及可靠性的要求日益提高是和用戶(hù)的工藝過(guò)程水平的發(fā)展相聯(lián)系的，近代科技進(jìn)步又促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化，對電能質(zhì)量提出了更高更新的要求。一個(gè)計算中心失去電源2s就可能破壞幾十小時(shí)的數據處理結果而造成上百萬(wàn)元的經(jīng)濟損失。在大型機器制造廠(chǎng)，0.1s的電壓突降就可能造成異常的生產(chǎn)狀況和質(zhì)量破壞。當今自動(dòng)化設備控制的連續精加工生產(chǎn)線(xiàn)，它們對配電系統中的干擾異常敏感，幾分之一秒的不正常供電就可能在工廠(chǎng)內部造成混亂，其損失是難以估量的。

　　這些用戶(hù)對不合格電力的容許度可嚴格到只有1~2周波。

　　現代化的商貿中心、銀行、醫院也是如此。諧波的嚴重危害和所造成的損失經(jīng)常被人們所提及，而無(wú)人值守變電站中計算機系統突然出現的死機現象，大多屬于電能質(zhì)量問(wèn)題。在我國，雖然總體經(jīng)濟和技術(shù)水平還比較落后，但在部分經(jīng)濟發(fā)達地區電能質(zhì)量問(wèn)題的影響已比較突出。而且，由于各種原因，在供電可靠性和電網(wǎng)電壓幅度的穩定水平等指標上，我國的情況尤其落后。如何提高和保證電能質(zhì)量，已成為國內外電工領(lǐng)域迫切需要解決的重要課題之一。近段時(shí)間提出的系統化綜合補償技術(shù)是解決電能質(zhì)量問(wèn)題的治本途徑。對于穩態(tài)時(shí)的電壓質(zhì)量問(wèn)題有許多成熟的措施加以解決;但對于動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題，依靠傳統的無(wú)功補償和常規的濾波裝置則不能有效地解決，因為諸如電壓跌落(sags)、浪涌(surge)、電壓脈沖(impulse)與瞬時(shí)供電中斷(outage)這類(lèi)電能質(zhì)量問(wèn)題持續的時(shí)間很短、變化很快,并且有的電能質(zhì)量問(wèn)題還伴隨著(zhù)部分甚至全部的有功損失等情形。

　　作為facts(基于電力電子技術(shù)的靈活交流輸電系統)技術(shù)與配電系統應用的延伸—dfacts技術(shù)已成為改善電能質(zhì)量的有力工具，該技術(shù)的核心器件igbt，它比gto具有更快的開(kāi)關(guān)頻率，并且關(guān)斷容量已達到一定規模，因此dfacts裝置具有更快的響應特性。目前dfacts裝置主要有：動(dòng)態(tài)電壓恢復器(dvr)、配電系統用靜止同步補償器(d-statcom)、固態(tài)切換開(kāi)關(guān)(ssts)等。statcom在svc裝置基礎上，克服了由于呈恒阻抗特性，使得在電壓低時(shí)，無(wú)法提供所需的無(wú)功支持，應付突發(fā)事件的能力較弱;而且占地面積大,過(guò)多的svc易引發(fā)系統振蕩的弊端，statcom的無(wú)功電流輸出可在很大電壓變化范圍內恒定，在電壓低時(shí)仍能提供較強的無(wú)功支撐，并且可從感性到容性全范圍內連續調節，使得其無(wú)功輸出相當于同容量svc的1.4~2倍;因statcom的靈活調壓，還可以大大減少變壓器分接頭的切換次數,從而減少分接頭故障次數。另外，statcom還可以抑制電壓閃變，提高系統暫態(tài)穩定水平，結合我國的國情和已有的技術(shù)，發(fā)展statcom應是解決我國電壓穩定問(wèn)題的有效手段，并且也是dfacts技術(shù)發(fā)展的主要方向。目前城市和農村配網(wǎng)存在低功率因數和諧波污染問(wèn)題。

　　大量無(wú)功電流在電網(wǎng)中的流動(dòng)會(huì )導致線(xiàn)路損耗增大，變壓器利用率降低，用戶(hù)電壓跌落嚴重。諧波污染則會(huì )使用電設備所處的環(huán)境惡化，也對周?chē)耐ㄐ畔到y和公用電網(wǎng)以外的設備帶來(lái)危害。諧波對公用電網(wǎng)和其他系統的危害大致由以下幾個(gè)方面：

　　1.諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設備的效率，大量的三次諧波流過(guò)中性線(xiàn)時(shí)會(huì )使線(xiàn)路過(guò)熱甚至發(fā)生火災。

　　2.影響各種電氣設備的正常工作。諧波對電機的影響除引起附加損耗外，還會(huì )產(chǎn)生機械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部嚴重過(guò)熱。諧波使電容器、電纜等設備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞。

　　3.諧波會(huì )引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，使諧波危害大大增加，甚至引起嚴重事故。

　　4.諧波會(huì )導致繼電保護和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，并會(huì )使電氣測量?jì)x表計量不準確。

　　5.諧波對臨近的通信系統產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量;重者導致信息丟失，使通信系統無(wú)法正常工作。