赛尔传媒电能质量行业知识培训

服务电能质量产业链电能质量培训文件之一:电能质量行业知识及小行业知识培训一．什么是电能质量二．小行业划分1．无功补偿2．谐波三．电能质量主要小行业及产品1．主要无功补偿设备①．TSC②．LC型无源滤波器③．SVC④．STATCOM（SVG）2．主要滤波装置①．有源滤波器②．无源滤波器3．主要元器件①．电容器②．电抗器③．控制器④．投切开关⑤．电能质量检测设备四．电能质量主要产品分类表赛尔传媒电能质量项目组余平江2010年12月25日服务电能质量产业链什么是电能质量？电能质量(PowerQuality)，从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。其可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。在现代电力系统中，电压暂降和中断已成为最重要的电能质量问题。其中：(1)电压质量。是以实际电压与理想电压的偏差，反映供电企业向用户供应的电能是否合格的概念。这个定义能包括大多数电能质量问题，但不能包括频率造成的电能质量问题，也不包括用电设备对电网电能质量的影响和污染。(2)电流质量。反映了与电压质量有密切关系的电流的变化，是电力用户除对交流电源有恒定频率、正弦波形的要求外，还要求电流波形与供电电压同相位以保证高功率因素运行。这个定义有助于电网电能质量的改善和降低线损，但不能概括大多数因电压原因造成的电能质量问题。(3)供电质量。其技术含义是指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映速度以及电价组成的合理性、透明度等。(4)用电质量。包括电流质量与反映供用电双方相互作用和影响中的用电方的权利、责任和义务，也包括电力用户是否按期、如数交纳电费等。小行业划分:电能质量所涉及的小行业主要包括：无功补偿.谐波治理.电能质量检测.其他电能质量问题(如中断.电压暂降.瞬间过电压等)这几方面;一.无功补偿什么是无功补偿:交流电在通过纯电阻的时候,电能都转成了热能,而在通过纯容性或者纯感性负载的时候,并不做功.也就是说没有消耗电能,即为无功功率.当然实际负载,不可能为纯容性负载或者纯感性负载,一般都是混合性负载,这样电流在通过它们的时候,就有部分电能不做功,就是无功功率,此时的功率因数小于1,为了提高电能的利用率,就要进行无功补偿.国家规定在达到0.85或0.9以上.如你达不到就要加收力调电费二.什么是谐波？谐波一词起源于声学。供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波（Non-harmonics）或分数谐波。谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2≤n≤40。服务电能质量产业链产生电力谐波的设备非常广泛，主要有变频调速器、直流调速系统、整流设备、中高频感应加热设备、晶闸管温控加热设备、焊接设备、电弧炉、电力机车、不间断电源、计算机、通讯设备、音像设备、充电器、变频空调、晶闸管调光设备、电子节能灯等。谐波的危害电力谐波的主要危害有：a、引起串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流；b、产生谐波损耗，使发、变电和用电设备效率降低；c、加速电气设备绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命；d、使设备（如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作；e、干扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚至损坏通信设备。治理电力谐波的方法谐波治理措施主要有三种：一是主动治理，即从谐波源本身出发，通过改进用电设备，使其不产生或少产生谐波;二是受端治理，即从受到谐波影响的设备或系统出发，提高它们抗谐波干扰能力;三是被动治理，即通过安装电力滤波器，阻止谐波源产生的谐波注入电网，或者阻止电力系统的谐波流人负载端。由于谐波源的广泛性和复杂性，主动治理方法受设备结构、效率、成本、可靠性等因素影响，只能解决部分问题，受端治理方法和被动治理方法仍是目前治理电力谐波问题的主要方法。例如通过串联失谐电抗器抑制无功补偿电容器导致的谐波共振放大，通过在系统中安装无源电力滤波器和有源电力滤波器进行滤波等等。电能质量行业主要产品/小行业介绍无功补偿治与产品按电压等级划分：主要分为高压无功补偿和低压无功补偿按不同的产品和功能划分，主要有：主要无功补偿设备：1.TSCTSC：Thyristor-SwitchedCapacitor，中文名称“晶闸管投切电容器”。用于动态补偿无功功率。其工作原理是：以容性元件平衡感性负荷的无功。TSC的优点主要是结构简单、易于控制、价格较低。但它只能分组投切，也就是说是有级差的补偿；而且对负荷波动的跟踪补偿速度较慢，一般为几十秒甚至更长时间；它的补偿能力受系统电压的影响，电压低时补偿能力反而变小；它导致系统稳定性变差：由于向电网并联了电容，有可能因此引起谐波放大，甚至引起谐振短路，因此在谐波较大的场合无法应用服务电能质量产业链2.LC型无源电力滤波器LC无源电力滤波器利用电容电感串联谐振的原理，调整电容电感串联电路的谐振峰，提供某次谐波的低阻抗通路，从而吸收该次谐波。LC无源滤波器的优点是：在补偿谐波的同时还可以补偿无功，而且成本较低，控制简单。不过LC无源滤波器也有很多局限性：第一，一组滤波器只能主要补偿一次谐波，而且谐波滤除率较低，一般只能达到70％左右；第二，在功率因数较高的场合容易造成无功过补；第三，电容器参数存在衰减问题，衰减后大大影响谐波抑制效果，而且电容器的大量使用容易引起系统谐振，稳定性差；第四，无功补偿不可连续调节。3.SVCSVC：StaticVarCompensator，中文名称“静止无功补偿器”。它一般有FC＋TCR和TSC＋TCR两种形式。其中FC（FixedCapacitor）是“固定电容器”，TCR（Thyristor-ControlledReactor）是“晶闸管控制的电抗器”。SVC也是利用容性元件平衡感性无功。它先用电容器补偿感性无功（一般造成无功过补），然后再通过并联的TCR平衡过补的无功。由于TCR是连续调节，因此SVC能做到无级差连续调节。但是，SVC会引入大量谐波，同时它又将大量电容并入电力系统，容易引起系统谐振。如果考虑滤除SVC引入的谐波，那么，对低压中小容量的SVC设备，其成本并不比STATCOM低，而技术上又劣于STATCOM。在高压、大容量的场合，SVC的成本将比STATCOM低，因此SVC比较适合应用于高压大容量的场合。4.STATCOM（SVG）STATCOM：StaticSynchronousCompensator，中文名称“静止同步补偿器”，又称为ASVG（AdvancedStaticVarGenerator）：先进的静止无功发生器。STATCOM的工作原理是：利用瞬时功率理论检出负荷的当前时刻无功成分，然后利用逆变技术发出需要补偿的无功电流；它相当于一个无功发电机。STATCOM是目前先进的技术，它真正做到无级差连续调节、动态跟踪补偿，可以做到20ms内完全跟踪负荷的变化而进行补偿，而且根据结构不同，还可以实现对三相电流不平衡和功率不平衡的补偿。但是由于大量电力电子器件的应用，该设备的成本较高，可以认为这是目前它唯一的缺点。主要滤波装置有源滤波器（APF）：利用时域补偿原理的有源滤波器是一种为消除谐波及波形畸变，采取主动发生策略进行滤波的电力电子装置。所使用的基本元件主要是电阻器、电容器、晶体管和运算放大器。有些有源滤波器还使用特殊的有源器件，如电荷耦合器件、电流传送器等。无源滤波器：利用电感、电容和电阻的组合设计构成的电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波（3、5、7）构成低阻抗旁路；无源滤波器(LC滤波器，单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器)又称都属于无源滤波器。服务电能质量产业链主要元器件电容器：所谓电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成。电力电容器在电力系统的应用：电力电容器是一种无功补偿及滤波设备。具体分类：1滤波电容2自愈式低压并联电容器3自愈式高压并联电容器4高压并联电容器电抗器：电抗器也叫电感器，一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器。电抗分为感抗和容抗，比较科学的归类是感抗器（电感器）和容抗器（电容器）统称为电抗器，然而由于过去先有了电感器，并且被称谓电抗器，所以现在人们所说的电容器就是容抗器，而电抗器专指电感器。常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流，也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。控制器：用于高压和低压配电系统电容器补偿装置的自动调节，使电网功率因数保持为最佳状态。根据系统的运行状态，调节进行补偿的设备状态；并能实时监控、显示。投切开关：根据控制器实时监控的系统运行状态，执行由控制器发出的电容器组投切/开断功能。一般由接触器/复合开关/断路器等设备构成。电能质量检测设备：对系统的电能质量进行实时监测，测量，检测的仪器设备；服务电能质量产业链电能质量行业产品分类表一级分类二级分类三级分类四级分类治理类补偿类超高压补偿串联补偿装置高压补偿低压补偿静态补偿动态补偿谐波类无源电力滤波装置有源电力滤波装置APF、SVG测试类传统的测量装置电能质量远程监测仪便携式多功能电能质量分析仪手持式谐波分析仪特殊的检测装置专门记录电压瞬时下降、尖峰、间断、和高频振荡的专用仪器，累积电能消耗的电能表和最大量表附属类元件类电容器并联电容器串联电容器电抗器普通电抗器滤波电容器投切开关有触点真空开关真空断路器无触点可控硅晶闸管复合型复合开关表类测量有效值的电压表测量有效值的电流表测量功率损耗的有功表测量功率损耗的无功表视在功率表功率因素表测量供电频率的频率表谐波表三相不平衡度计电压波动和闪变仪电压合格率统计表二次设备控制器功率因数型无功功率型无功电流型配套设备SVC水冷设备等其它