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    交流變頻調(diào)速對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

    2015-04-29 00:00:00王志李金成馬振成印健
    基層建設(shè) 2015年29期

    國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濱州供電公司 山東濱州 256610

    摘要:隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步,電網(wǎng)電能的應(yīng)用已經(jīng)深入到各家各戶,已經(jīng)成為世界最為廣泛使用的能源之一,其應(yīng)用程度甚至可以成為一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平的主要標(biāo)志,隨著人們對(duì)電能越來越多的需求,電網(wǎng)電能的質(zhì)量也越來越受到相關(guān)部門和人民大眾的關(guān)注。交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用在一定范圍內(nèi)解決了電網(wǎng)電能頻率和電壓偏差而產(chǎn)生的的高負(fù)荷運(yùn)作,提高了電網(wǎng)電能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)性,本文通過對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的描述,希望能對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的控制有一定的幫助。

    關(guān)鍵詞:交流變頻調(diào)速技術(shù);電網(wǎng)電能;影響

    引言

    在如今快節(jié)奏的生活當(dāng)中,電網(wǎng)電能是各個(gè)工作領(lǐng)域生產(chǎn)、發(fā)展、工作的重要基礎(chǔ),如果電網(wǎng)電能系統(tǒng)癱瘓,必定會(huì)給不同領(lǐng)域的工作造成極大的損失。而如今電網(wǎng)電能的故障主要出現(xiàn)在電壓、電流、供電和用電質(zhì)量這四方面,其中電流質(zhì)量是影響電網(wǎng)電能運(yùn)作的基本要求,電流頻率和波形的穩(wěn)定都是影響電網(wǎng)電能的重要因素。而交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用能夠在電網(wǎng)電能在電流波形和供電電壓上提供保證,提高電網(wǎng)電能的質(zhì)量。

    一、交流變頻調(diào)速設(shè)計(jì)對(duì)于電網(wǎng)電能系統(tǒng)的意義

    交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)前科技發(fā)展最為迅猛的技術(shù)之一,電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史性的革命和創(chuàng)新,即交流變頻調(diào)速取代了直流調(diào)速,計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù),電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)節(jié)點(diǎn)、改善工藝流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量的一種主要應(yīng)用手段,而交流變頻調(diào)速作為一種作用于電機(jī)內(nèi)部電流上的技術(shù),它在電能領(lǐng)域中也起到了很大的影響。

    近年來,隨著電能的應(yīng)用,電力的發(fā)展,電網(wǎng)電能系統(tǒng)已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的電力供應(yīng)模式,實(shí)現(xiàn)了電力的統(tǒng)一輸送管理,使電力配送工作更加便捷。但是,電網(wǎng)電能系統(tǒng)并不是沒有缺點(diǎn),電流一直以來是影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的關(guān)鍵因素,電流在流通過程中頻率、正弦波形的數(shù)值和形狀都是影響電網(wǎng)電能質(zhì)量重要指標(biāo),交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用,能夠保證電網(wǎng)電能系統(tǒng)在運(yùn)作過程的中電流質(zhì)量,避免因?yàn)殡娏鞑贿_(dá)標(biāo)而引起的電網(wǎng)電能質(zhì)量問題。

    二、電網(wǎng)電能質(zhì)量的指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)

    電網(wǎng)電能質(zhì)量是當(dāng)前電力系統(tǒng)的主要影響因素,電網(wǎng)電能質(zhì)量能夠?qū)φ麄€(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)作都有著關(guān)鍵性的影響。

    2.1電網(wǎng)電能質(zhì)量指標(biāo)

    電網(wǎng)電能質(zhì)量指標(biāo)是電能質(zhì)量各個(gè)方面的具體描述,不同的指標(biāo)有不同的定義,參考國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn),從電磁現(xiàn)象及相關(guān)作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現(xiàn)象分類如下:

    (1)低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象:低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象包括諧波、簡(jiǎn)諧波、信號(hào)電壓、電壓波動(dòng)、電壓暫降與短時(shí)斷電、電壓不平衡、電網(wǎng)頻率變化、低頻感應(yīng)電壓和交流網(wǎng)絡(luò)中的直流的干擾。

    (2)低頻輻射現(xiàn)象:包括磁場(chǎng)和電廠的干擾。

    (3)高頻傳導(dǎo)現(xiàn)象:感應(yīng)連續(xù)波電壓與電流、單向瞬態(tài)、震蕩瞬態(tài)。

    (4)高頻輻射現(xiàn)象:包括磁場(chǎng)、電廠、電磁場(chǎng)中的連續(xù)波和瞬態(tài)。

    (5)靜電放電現(xiàn)象

    對(duì)于以上電網(wǎng)電能的質(zhì)量指標(biāo),都是根據(jù)電網(wǎng)電能系統(tǒng)在傳導(dǎo)和輻射方面頻率和電流的不同來進(jìn)行分類的,保護(hù)電能質(zhì)量即使相關(guān)部門的工作責(zé)任,也是用戶應(yīng)盡的義務(wù)。電網(wǎng)電能相關(guān)部門應(yīng)該積極了解各種電能質(zhì)量問題并制定有效的預(yù)防措施并加以抑制。

    2.2電網(wǎng)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

    2.2.1頻率質(zhì)量

    頻率是電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),對(duì)電網(wǎng)電能系統(tǒng)的正常運(yùn)行有重要的影響,一個(gè)電力系統(tǒng)只有一個(gè)頻率。我國(guó)和世界上大多數(shù)國(guó)家電力系統(tǒng)的頻率相同,都為50Hz,大多數(shù)國(guó)家的規(guī)定頻率偏差在0.1Hz到0.3Hz之間,在我國(guó),規(guī)定300KW以上的電力系統(tǒng)的頻率偏差不可以超過0.2Hz,而功率為300KW以下的容量較小的電力系統(tǒng)的頻率規(guī)定不可以超過0.5Hz。由于大型電力控制結(jié)構(gòu)對(duì)于頻率的要求非常嚴(yán)格,所以有的國(guó)家在對(duì)頻率進(jìn)行規(guī)定的時(shí)候一般都要求,上下差距不可以超過1Hz,一旦出現(xiàn)頻率異?,F(xiàn)象,將會(huì)發(fā)生系統(tǒng)跳閘現(xiàn)象,不利用電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

    在電網(wǎng)電能系統(tǒng)里,發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率和設(shè)備消耗以及送電設(shè)備功能的不平衡,都可能會(huì)引起電流頻率的變化,當(dāng)電能系統(tǒng)處于高負(fù)荷工作時(shí),系統(tǒng)頻率有可能會(huì)降低或者升高,這對(duì)電能系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)造成很多不穩(wěn)定因素,發(fā)動(dòng)機(jī)出力的情況的也會(huì)引起系統(tǒng)頻率變化。當(dāng)系統(tǒng)中有備用容量的情況下,發(fā)電機(jī)出力能通過頻率的變化來適應(yīng)負(fù)荷的變化,因此,負(fù)荷變化引起的頻率偏差值較小,如果沒有沒有容量,負(fù)荷在變化過大的情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)不能根據(jù)負(fù)荷的改變而做出相應(yīng)的應(yīng)變措施,就會(huì)導(dǎo)致頻率偏差過大,引發(fā)電能系統(tǒng)故障。

    當(dāng)電能系統(tǒng)長(zhǎng)期處于低頻率工作模式時(shí),對(duì)相關(guān)電能部門和用戶都會(huì)產(chǎn)生不利影響,系統(tǒng)低頻會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)低壓級(jí)葉片將由于振動(dòng)幅度過大而產(chǎn)生裂痕,甚至發(fā)生掉落事故;電廠中所有的交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變慢,給廠內(nèi)水泵、風(fēng)機(jī)等輔助性機(jī)械的運(yùn)行功率都會(huì)大大降低,嚴(yán)重的甚至還會(huì)引起停電事故,影響質(zhì)量。

    電網(wǎng)電能相關(guān)部門應(yīng)該嚴(yán)格把控頻率因素給電能質(zhì)量帶來的內(nèi)在隱患,一定要提起責(zé)任心,利用交流變頻調(diào)速技術(shù)合理的策劃頻率上升或下降的幅度,可以有效的控制電網(wǎng)電能頻率質(zhì)量問題。

    2.2.2電壓穩(wěn)定性

    電力通過變壓器和配電裝置產(chǎn)生電壓降,使受電端電壓低于輸電端電壓,一般情況下,距離電源相對(duì)較勁的用戶,電壓降是越小的,用戶消耗的功率也分為兩個(gè)方面,有功和無功,如果用戶所需要的無功經(jīng)過變壓器和配電裝置送來,就會(huì)引起過大的電壓降,使用戶電壓普遍降低,用戶吸收的無功越多,導(dǎo)致用戶端的電壓越低。所以,用戶的用電功率將會(huì)影響電壓質(zhì)量。

    電壓的不對(duì)稱性和非正弦性,不但會(huì)引起電壓的不穩(wěn)定,還會(huì)對(duì)電路中配電設(shè)備造成影響,在現(xiàn)代化的用電設(shè)備中,更多的運(yùn)用了交流變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)非線性負(fù)荷進(jìn)行控制,避免因?yàn)殡妷簡(jiǎn)栴}造成的電網(wǎng)電能系統(tǒng)的質(zhì)量故障。

    三、交流變頻調(diào)速對(duì)電網(wǎng)電能的影響

    改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的方法有很多種,交流變頻調(diào)速是現(xiàn)在大多數(shù)電網(wǎng)電能管理組織應(yīng)用的方法,交流變頻調(diào)速技術(shù)通過對(duì)電網(wǎng)電能系統(tǒng)內(nèi)部電流和電壓進(jìn)行控制,從而實(shí)現(xiàn)保證電網(wǎng)電能系統(tǒng)在安全的環(huán)境中運(yùn)行。

    交流變頻調(diào)速技術(shù)靈活的通過控制電能系統(tǒng)中的基本參數(shù)來控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,使輸送容量更接近線路的熱穩(wěn)極限,是提高輸電系統(tǒng)輸送容量的有效措施?;陔娔芟到y(tǒng)本身的性質(zhì),交流變頻調(diào)速技術(shù)可以通過對(duì)電路內(nèi)部電流的穩(wěn)定性、運(yùn)作性進(jìn)行時(shí)刻的監(jiān)控,利用交變電流時(shí)刻滿足因?yàn)楣β矢淖兌鴰淼南到y(tǒng)頻率的跳動(dòng)。

    交流變頻調(diào)速技術(shù)還可以提高電壓質(zhì)量,采用無功補(bǔ)償措施,做到無功分級(jí),即各個(gè)電壓等級(jí)、分區(qū)平衡,每個(gè)電壓發(fā)出的無功和消耗的無功平衡,每個(gè)地區(qū)發(fā)出的無功與消耗的無功平衡,盡量的減少無功遠(yuǎn)距離的輸送。交流變頻調(diào)速技術(shù)可以應(yīng)用在電容器和靜止無功補(bǔ)償器上,在大型用電裝置的作用下,電容器的規(guī)模也會(huì)增大,大型大容器的應(yīng)用會(huì)給電網(wǎng)電能施加很大的壓力,交流變頻調(diào)速技術(shù)可以通過對(duì)電壓實(shí)施多層分級(jí)調(diào)控,減少局部電壓壓力,增強(qiáng)電容器實(shí)用性,避免因?yàn)閴毫^大造成電網(wǎng)電能系統(tǒng)的癱瘓。

    四、結(jié)論

    交流變頻調(diào)速技術(shù)在一定程度上會(huì)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量有保護(hù)作用,在如今電能高度廣泛應(yīng)用的時(shí)代,電能的質(zhì)量問題一刻都不能疏忽,交流變頻技術(shù)的應(yīng)用可以擺脫傳統(tǒng)電能管理模式的弊端,通過對(duì)電網(wǎng)電能系統(tǒng)內(nèi)部電流和電壓以及各方面組件的控制和監(jiān)督,來使電網(wǎng)電能質(zhì)量得到了更好的保障。

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