13662449970 姚经理

输变电过程中电能质量问题的控制战略与技术                                       广州珠江电缆

电能质量包括电压质量、电流质量、供电质量等相关术语和概念，包括技术含义和非技术含义两个方面：技术含义有电压质量和供电可靠性。非技术含义是指服务质量，包括供电企业对用户投诉的反应速度和电力价格等；用电质量包括电流质量和非技术含义。

一般地说，电能质量的定义是导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用，电力系统中用电负荷结构发生改变，尤其是变配电过程中对电能也会造成冲击和破坏；另外，变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁道等非线性、冲击性负荷对电能质量也会造成很大破坏；而电能作为商品，人们会对电能质量提出更高的要求，电能质量已逐渐成为全社会共同关注的问题。

一、输变电过程中可能出现的电能质量问题

1电力系统元件存在非线性问题

电力系统元件的非线性问题主要包括：发电机产生的谐波；变压器发生的谐波；直流输电发生的谐波；输电线路(特别是超高压输电线路)对谐波的放大作用。此外，还有变电站并联电容器弥补装置等因素对谐波的影响。其中，直流输电是目前电力系统最大的谐波源。

2非线性负荷

大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流，对电能质量造成严重影响，同时也使功率因数降低。工业和生活用电负载中，非线性负载占很大比例，这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉(包括交流电弧炉和直流电弧炉)主要的非线性负载，谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的

3电力系统故障

电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题，如各种短路故障、自然现象灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障维护装置中的电力电子设备的启动等，都会造成各种电能质量问题。

二、输变电过程中电能质量问题的控制战略与技术

1做好电能质量问题的控制的基础性工作可以大大降低电能质量的问题

首先要掌握供电网络运行状态，对电能质量开展实时监测，以掌握其动态；其次是分析诊断其变化，即在详细分析电能质量数据的基础上，利用仿真软件对电网结构的固有谐振特性进行计算与分析，排除虚假的谐波干扰；再次是开展系统的合理设计和改造。变电站的设计和投运以及新的电力用户投运之前都要进行谐波源负荷及电能质量要求等方面的技术咨询，线路网络改造和建设也要结合运行负荷的特点和措施，以降低线损，降低设备损失事故。最后是开展滤波装置或无功补偿装置的研制、调试和现场测试，以了解治理后的效果，并总结经验。

2可以用SVC装置坚持系统电压的恒定

近些年来发展起来的SVC装置是一种快速调节无功功率的装置，已胜利地运用于电力、冶金、采矿和电气化铁道等冲击性负荷的弥补，可使所需无功功率作随机调整，从而坚持在非线性、冲击性负荷连接点的系统电压水平的恒定。

可控硅阀控制空芯电抗器型(称TCR型)SVC用可控硅阀控制线性电抗器实珊陕速连续的无功功率调节，具有反应时间快(5~20m运行可靠、无级补偿、分相调节、能平衡有功、适用范围广、价格廉价等优点。TCR装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而在电弧炉系统中采用最广泛。

可控硅阀控制高阻抗变压器型(TCT型)其优点与TCR型差不多，但高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些。可控硅开关控制电容器型(TSC分相调节、直接弥补、装置自身不产生谐波、损耗小，但是有级调节，综合价格比拟高。

3可以用无源滤波装置来抑制高次谐波

该装置由电容器、电抗器，有时还包括电阻器等无源元件组成，以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路，以达到抑制高次谐波的作用；由于SVC调节范围要由感性区扩大到容性区，所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联。这样既满足无功补偿、改善功率因数，又能消除高次谐波的影响。

4可以用有源滤波器抑制闪变，弥补无功功率

虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点，现阶段广泛用于配电网中。但由于滤波器特性受系统参数影响大，只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波会发生放大作用，甚至谐振现象等因素。

APF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时弥补谐波电流的目的与无源滤波器相比，不只能弥补各次谐波，还可抑制闪变，弥补无功功率；滤波特性不受系统阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；具有自适应功能，可自动跟踪弥补变化着的谐波，即具有高度可控性和快速响应性等特点。目前主要配置晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器等静止无功补偿设备，其调节速度可达到100m以下；系统化综合弥补技术可以解决电能质量问题的治本”途径。

近段时间提出的系统化综合弥补技术是解决电能质量问题的治本”途径。对于稳态时的电压质量问题有许多成熟的措施加以解决；但对于动态电能质量问题，依靠保守的无功弥补和常规的滤波装置则不能有效地解决。

输变电过程中，各个变压器、变频器以及大量的用电器会产生大量的电能污染，但是电力电子技术的应用可以大大提高电网的电能质量，FA CTSCusPow等新技术更是为解决电能质量问题开拓了广阔的前景。同时一些非电力电子技术的发展也很迅猛，将这些技术融合发展，并合理使用、大力推广，必定会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。