供電質(zhì)量的提高與節(jié)約電能措施研究

　　摘要：電能是我國現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，也是提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。供配電系統(tǒng)電壓質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到用戶的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文主要討論保證電壓質(zhì)量的一些方法和措施，節(jié)約電能的意義和措施等。
　　關(guān)鍵詞：供電質(zhì)量；提高；節(jié)約電能
　　中圖分類號(hào): TM92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)10(c)-0000-00
　　
　　隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的，工業(yè)生產(chǎn)和人們生活用電負(fù)荷越來越大，供電網(wǎng)絡(luò)也越來越復(fù)雜。供電質(zhì)量對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和人民生活有著很大的影響。目前，電力緊缺局面遲遲不能得到緩解，提高供電質(zhì)量與節(jié)約電能對(duì)全社會(huì)都有十分重要的意義。
　　1供配電系統(tǒng)的電壓調(diào)整
　　1.1電壓偏差與電壓調(diào)整
　　 電壓偏差，或稱電壓偏移，是指給定瞬間設(shè)備的端電壓U與設(shè)備額定電壓UN之差，通常用它對(duì)額定電壓UN的百分比來表示。為了滿足用電設(shè)備對(duì)電壓偏差的要求，供配電系統(tǒng)可以來用下列的電壓調(diào)整措施：合理地選擇變壓器的分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器，使之在負(fù)荷變動(dòng)的情況下，有效地調(diào)節(jié)電壓，保證用電設(shè)備端電壓的穩(wěn)定。合理地減少供配電系統(tǒng)的阻抗，以降低電壓損耗，從而縮小電壓偏移的范圍。合理改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式，以調(diào)整電壓偏移。盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷均衡，以減少電壓偏移。采用無功功率的補(bǔ)償裝置，提高功率因數(shù)，降低電壓損耗，縮小電壓偏移范圍。
　　1.2電壓波動(dòng)及其抑制
　　 電壓波動(dòng)是指電網(wǎng)電壓的快速變動(dòng)或電壓包絡(luò)線的周期性變動(dòng)。電壓波動(dòng)值用電壓波動(dòng)過程中相繼出現(xiàn)的電壓有效值的最大值與最小值之差對(duì)額定電壓的百分值來表示。電壓波動(dòng)是由于負(fù)荷急劇變動(dòng)的沖擊性負(fù)荷所引起的。負(fù)荷急劇變動(dòng)，使電網(wǎng)的電壓損耗相應(yīng)變化，從而使用戶公共供電點(diǎn)的電壓出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。
　　 電壓波動(dòng)影響電動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)，甚至使電動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)；對(duì)同步電動(dòng)機(jī)還可能引起其轉(zhuǎn)子振動(dòng)；使電子設(shè)備和電子計(jì)算機(jī)無法正常工作；使照明等發(fā)生明顯的閃爍，嚴(yán)重影響視覺，使人無法正常生產(chǎn)、工作和學(xué)習(xí)等。
　　抑制電壓波動(dòng)，可采取下列措施：對(duì)負(fù)荷變動(dòng)劇烈的大型電氣設(shè)備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鲉为?dú)供電。設(shè)法增大供電容量，減小系統(tǒng)阻抗，如將單回路線路改為雙回路線路，或?qū)⒓芸站€路改為電纜線路等，使系統(tǒng)的電壓損耗減小，從而減小負(fù)荷變動(dòng)時(shí)引起的電壓波動(dòng)。在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的電壓波動(dòng)時(shí)，減少或切除引起電壓波動(dòng)的負(fù)荷。對(duì)大功率電弧爐的爐用變壓器宜由短路容量較大的電網(wǎng)供電，一般是選用更高電壓等級(jí)的電網(wǎng)供電。對(duì)大型沖擊性負(fù)荷，如采取上述措施仍達(dá)不到要求時(shí)，可裝設(shè)能“吸收”沖擊性無功功率的靜止型無功補(bǔ)償裝置(SVC)。SVC是一種能吸收隨機(jī)變化的沖擊無功功率和動(dòng)態(tài)諧波電流的無功補(bǔ)償裝置。
　　2電網(wǎng)高次諧波及其抑制
　　2.1高次諧波及其危害
　　 由于供用電系統(tǒng)中有許多非線性元件或負(fù)荷，即使供電電源是正弦波，共電流的波形也會(huì)偏離正弦波形發(fā)生畸變。非正弦波形的電流在供電系統(tǒng)中傳遞，由于沿途電壓損耗，使各供電點(diǎn)的電壓波形受其影響而產(chǎn)生不同的畸變。畸變的波形是由一系列不同頻率的正弦波形疊加而成的，其中，與電源頻率相同的含有sinω1t項(xiàng)稱為基波，其他各項(xiàng)的頻率均是基波的整數(shù)倍，稱之為諧波。如含有sin3ω1t項(xiàng)的諧波稱為三次諧波，含有sin5ω1t項(xiàng)的稱為五次諧波，等等。電網(wǎng)產(chǎn)生諧波的元件很多，例如熒光燈和高壓汞燈等氣體放電燈、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)、變壓器和感應(yīng)電爐等，都要產(chǎn)生諧波電壓和電流。最為嚴(yán)重的是大型的晶閘管變流設(shè)備和大型的電弧爐，它們產(chǎn)生的諧波電流最為突山，是造成電網(wǎng)諧波的主要因素。諧波對(duì)供電系統(tǒng)及用電設(shè)備的危害很大，主要有：諧波電流通過變壓器，可使變壓器的鐵芯損耗明顯增加，從而使變壓器出現(xiàn)過熱，縮短使用壽命；諧波電流通過電動(dòng)機(jī)，不僅會(huì)使電動(dòng)機(jī)的鐵芯損耗明顯增加，而且還會(huì)使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)械加工的產(chǎn)品質(zhì)量；諧波對(duì)電容器的影響更為突出，諧波電壓加在電容器兩端時(shí)，由于電容器對(duì)諧波的阻抗很小，因此，電容器很容易發(fā)生過負(fù)荷甚至燒毀。此外，諧波電流可使電力線路的電能損耗和電壓損耗增加，計(jì)量電能的感應(yīng)式電能表不正確；可使電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振，從而在線路上引起過電壓，有可能擊穿電氣設(shè)備的絕緣；還可能造成系統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置發(fā)生誤動(dòng)作，并可對(duì)附近的通信設(shè)備和通信線路產(chǎn)生信號(hào)干擾，等等。
　　2.2高次諧波的抑制方法
　　抑制電網(wǎng)諧波，可采取下列措施。
　　(1)三相整流變壓器采用Y，d或D，y接線；由于變壓器的繞組總有一側(cè)為三角形接線，3次及3的整數(shù)倍次的高次諧波可在其中形成環(huán)流而不致注入高壓電網(wǎng)，從而有利于抑制高次諧波。(2)增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)；整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)越多，整流波形的脈波數(shù)越多，其次數(shù)低的諧波被消去的也越多。(3)使各臺(tái)整流變壓器二次側(cè)互有相角差；多臺(tái)相數(shù)相同的整流裝置并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，使其整流變壓器的二次側(cè)互有適當(dāng)?shù)南嘟遣?，與增加二次側(cè)的相數(shù)效果相類似，也能大大減少注入電網(wǎng)的高次諧波。(4)裝設(shè)分流濾波器；在大容量靜止“諧波源”(如大型晶閘管整流器)與電網(wǎng)連接處，裝設(shè)分流濾波器，使濾波器的各組R-L-C回路分別對(duì)需要消除的5、7、11…等次諧波進(jìn)行調(diào)諧，使之發(fā)生串聯(lián)諧振。由于串聯(lián)諧振時(shí)阻抗極小，從而使這些諧波電流被分流吸收而不致注入電網(wǎng)中去。(5)選用D，yn11連接組別的三相配電變壓器；由于D，yn11連接的變壓器高壓繞組為三角形接線，3次及3的整數(shù)倍次的高次諧波可在其中形成環(huán)流而不致注人高壓電網(wǎng)，從而有利于抑制高次諧波。此外，限制電力系統(tǒng)中接入的變流設(shè)備及交流調(diào)壓裝置等的容量，或提高對(duì)大容量非線性設(shè)備的供電電壓，或者將“諧波源”與不能受干擾的負(fù)荷電路從電網(wǎng)的接線上分開，都能有助于諧波的抑制或消除。
　　3電能節(jié)約意義與措施
　　節(jié)約用電的意義主要有以下幾個(gè)方面：目前，我國的電力發(fā)展受資源、環(huán)境、運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)條件等方面的制約，電能資源開發(fā)不足，電力短缺，尤其是局部地區(qū)和季節(jié)性缺電情況依然存在，在一定程度上制約了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，節(jié)約電能對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義。要搞好企業(yè)的節(jié)電工作，必須提高工業(yè)企業(yè)的供用電水平，這就需要從企業(yè)供用電系統(tǒng)的科學(xué)管理和技術(shù)改造兩方面采取措施。加強(qiáng)企業(yè)供用電系統(tǒng)的科學(xué)管理，首先要加強(qiáng)能源管理，建立和健全管理機(jī)構(gòu)和制度，實(shí)行計(jì)劃用電，提高能源的利用率。實(shí)行負(fù)荷調(diào)控，削峰填谷，提高供電能力。實(shí)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，全面降低供用電系統(tǒng)的損耗，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，提高設(shè)備的檢修質(zhì)量。要積極搞好供用電系統(tǒng)的技術(shù)改造，逐步更新淘汰現(xiàn)有低效率的供用電設(shè)，改造現(xiàn)有能耗大的供用電設(shè)備。改造現(xiàn)有供配電系統(tǒng)，降低線損，合理選擇供用電設(shè)備的容量或進(jìn)行技術(shù)改造，提高設(shè)備的負(fù)荷率。采用無功功率人工補(bǔ)償設(shè)備，提高功率因數(shù)。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 麥敏堅(jiān). 探討改善配網(wǎng)的電壓質(zhì)量[J]. 廣