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2.电力系统是个整体,其电能质量状况是电网、用户、电厂共同作用的结果,相互影响。电能不易储存,其生产、输送、分配和转换直至消耗几乎是同时进行的。
3.电能质量扰动具有潜在危害性与广泛传播性。危害性主要是针对用户侧来讲,电能质量问题会给用户带来经济上、身体上甚至政治上的危害。电网是一个整体,在一个点发生的电能质量问题会影响一个较大的范围,这就是电能质量的广泛传播性。
4.有些情况下用户是保证电能质量的主体部分,特别是在现代工业条件下尤其明显,因为现代工业中大量采用直流负荷,这些负荷是非线性的,会往电网注入谐波、无功等,这就导致了一些电能质量问题。
5.电能质量事件,尤其是电压暂升/降,电压短时中断,这些都有很大的随机性,而且是不可避免的,评估特定区域的电能质量情况其实是非常困难的。
电能质量问题主要包含以下几种:无功补偿、谐波、电压偏差、三相不平衡及电压波动和闪变。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。因此针对上述电能质量问题的几种类型,简述相关的解决措施。
(二)无功补偿
通过无功补偿提高电能质量的主要技术措施是采用无功补偿电容器,分为:
1.低压分散补偿
根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接,通过控制、保护装置与电机同时投切。
2.低压集中补偿
将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,以无功补偿投切装置作为控制保护装置,根据低压母线上的无功负荷直接控制电容器的投切。
3.10千伏线路单点集中补偿
在负荷的集中点前端进行单点集中补偿,补偿的容量根据平时负荷进行计算,并在此基础上留有余量,补偿级数根据容量大小选择。远期规划中,对试点区域内新增配变同步加装低压无功补偿装置,无功自动补偿装置容量按照变压器容量10%~30%配置。参考试点区域周边无功补偿装置装设比例,试点区域无功补偿装置装设比例取20%。2025年试点区域新增35千伏变电容量63兆伏安,因此,无功自动补偿装置容量约12.6兆乏。
(三)谐波控制
在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致,工业企业非线性设备较为普遍,尤其是电力电子类设备,由于其试点区以印刷包装和塑料制品、轻工制造等产业为主,需重点开展谐波治理,提升电网质量:
1)建立完善谐波监督防范体系,实现谐波管理规范化;
2)有针对、有重点开展谐波实测;
3)谐波源用户投产时,消谐滤波装置必须同步投运。
公用电网谐波电压(相电压)允许限值见表9-1。
(四)电压允许偏差
在电力系统正常状况下,用户受电端的供电电压允许偏差为:
1.35千伏供电电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%;
2.10千伏及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%;
3.220伏单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%与-10%;
4.对供电点短路容量较小、供电距离较长以及对供电电压偏差有特殊要求的用户,由供、用电双方协议确定。
试点区域内应加强各级电网的无功补偿的投切控制工作,安装电压监测装置,使各级电网三相供电电压偏差满足上述行业规范要求。
(五)三相电压允许不平衡度
三相电压不平衡度是电能质量的一个重要指标,其限值为:
1.电力系统公共连接点电压不平衡度允许值为2%,短时不得超过4%。
2.接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡允许值一般为1.3%,短时不超过2.6%。通常电压不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称。由于三相负荷的因素是不一定的,所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象,损耗线路。
试点区域规划中控制三相电压允许不平衡度主要有以下措施:
1.装设平衡装置
通过装设平衡装置的方式来达到三相负荷的分配。
2.定期开展对三相负荷的检测工作
定期开展对三相负荷的检测工作,将检测的结果进行专业的记录和分析,对各相的负荷电流进行定期的检测,及时发现三相不平衡状况。
3.由不对称负荷引起的电网三相电压不平衡
可以将不对称负荷分散接在不同的供电点,以减少集中连接造成不平衡度严重超标的问题;或使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相,尽量使其平衡化。
(六)电压波动和闪变
1.电压波动和闪变允许限值
任何一个波动负荷用户在电力系统公共连接点产生的电压变动,其限值和电压变动频率、电压等级有关。电压波动允许限值见表9-2。
电力系统公共连接点,在系统正常运行的较小方式下,以一周为测量周期,所有长时间闪变值Plt都应满足相关要求,具体见表9-3。
2.对电压波动和闪变应采取下列抑制措施
(1)采用专线或专用变压器供电
对大容量的冲击性负荷,采用专线或专用变压器供电,是降低电压波动对其他设备运行影响的最简便有效的办法。
(2)减小线路阻抗
当冲击性负荷与其他负荷共用供电线路时,设法减小线路阻抗,例如将单回路改为双回路,减小冲击性负荷引起的电压波动。
(3)选用短路容量较大或电压等级较高的电网供电
对大型电弧炉的炉用变压器应选用短路容量较大或电压等级较高的电网供电,能有效地减小冲击性负荷引起的电压波动。
(4)采用静止无功补偿器SVG装置,维持电网指标在允许的范围内。
十、用户服务规划
(一)常规用户服务规划
随着社会经济的不断发展,社会各界和广大客户对电力供给、服务质量提出了更高的要求。应切实开展以下工作,提高对用户供电服务水平。
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