供電質量的提高與節約電能措施研究

　　摘要：電能是我國現代工業企業生產的主要能源和動力，也是提高人民生活水平的重要物質基礎。供配電系統電壓質量的好壞，直接關系到用戶的安全經濟運行。本文主要討論保證電壓質量的一些方法和措施，節約電能的意義和措施等。
　　關鍵詞：供電質量；提高；節約電能
　　中圖分類號: TM92文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2011)10(c)-0000-00
　　
　　隨著我國社會經濟的快速發展的，工業生產和人們生活用電負荷越來越大，供電網絡也越來越復雜。供電質量對工業生產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，提高供電質量與節約電能對全社會都有十分重要的意義。
　　1供配電系統的電壓調整
　　1.1電壓偏差與電壓調整
　　 電壓偏差，或稱電壓偏移，是指給定瞬間設備的端電壓U與設備額定電壓UN之差，通常用它對額定電壓UN的百分比來表示。為了滿足用電設備對電壓偏差的要求，供配電系統可以來用下列的電壓調整措施：合理地選擇變壓器的分接頭或采用有載調壓變壓器，使之在負荷變動的情況下，有效地調節電壓，保證用電設備端電壓的穩定。合理地減少供配電系統的阻抗，以降低電壓損耗，從而縮小電壓偏移的范圍。合理改變系統的運行方式，以調整電壓偏移。盡量使系統的三相負荷均衡，以減少電壓偏移。采用無功功率的補償裝置，提高功率因數，降低電壓損耗，縮小電壓偏移范圍。
　　1.2電壓波動及其抑制
　　 電壓波動是指電網電壓的快速變動或電壓包絡線的周期性變動。電壓波動值用電壓波動過程中相繼出現的電壓有效值的最大值與最小值之差對額定電壓的百分值來表示。電壓波動是由于負荷急劇變動的沖擊性負荷所引起的。負荷急劇變動，使電網的電壓損耗相應變化，從而使用戶公共供電點的電壓出現波動現象。
　　 電壓波動影響電動機的正常啟動，甚至使電動機無法啟動；對同步電動機還可能引起其轉子振動；使電子設備和電子計算機無法正常工作；使照明等發生明顯的閃爍，嚴重影響視覺，使人無法正常生產、工作和學習等。
　　抑制電壓波動，可采取下列措施：對負荷變動劇烈的大型電氣設備，采用專用線或專用變壓器單獨供電。設法增大供電容量，減小系統阻抗，如將單回路線路改為雙回路線路，或將架空線路改為電纜線路等，使系統的電壓損耗減小，從而減小負荷變動時引起的電壓波動。在系統出現嚴重的電壓波動時，減少或切除引起電壓波動的負荷。對大功率電弧爐的爐用變壓器宜由短路容量較大的電網供電，一般是選用更高電壓等級的電網供電。對大型沖擊性負荷，如采取上述措施仍達不到要求時，可裝設能“吸收”沖擊性無功功率的靜止型無功補償裝置(SVC)。SVC是一種能吸收隨機變化的沖擊無功功率和動態諧波電流的無功補償裝置。
　　2電網高次諧波及其抑制
　　2.1高次諧波及其危害
　　 由于供用電系統中有許多非線性元件或負荷，即使供電電源是正弦波，共電流的波形也會偏離正弦波形發生畸變。非正弦波形的電流在供電系統中傳遞，由于沿途電壓損耗，使各供電點的電壓波形受其影響而產生不同的畸變。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項稱為基波，其他各項的頻率均是基波的整數倍，稱之為諧波。如含有sin3ω1t項的諧波稱為三次諧波，含有sin5ω1t項的稱為五次諧波，等等。電網產生諧波的元件很多，例如熒光燈和高壓汞燈等氣體放電燈、感應電動機、點焊機、變壓器和感應電爐等，都要產生諧波電壓和電流。最為嚴重的是大型的晶閘管變流設備和大型的電弧爐，它們產生的諧波電流最為突山，是造成電網諧波的主要因素。諧波對供電系統及用電設備的危害很大，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，從而使變壓器出現過熱，縮短使用壽命；諧波電流通過電動機，不僅會使電動機的鐵芯損耗明顯增加，而且還會使電動機的轉動發生振動現象，嚴重影響機械加工的產品質量；諧波對電容器的影響更為突出，諧波電壓加在電容器兩端時，由于電容器對諧波的阻抗很小，因此，電容器很容易發生過負荷甚至燒毀。此外，諧波電流可使電力線路的電能損耗和電壓損耗增加，計量電能的感應式電能表不正確；可使電力系統發生電壓諧振，從而在線路上引起過電壓，有可能擊穿電氣設備的絕緣；還可能造成系統的繼電保護和自動裝置發生誤動作，并可對附近的通信設備和通信線路產生信號干擾，等等。
　　2.2高次諧波的抑制方法
　　抑制電網諧波，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為三角形接線，3次及3的整數倍次的高次諧波可在其中形成環流而不致注入高壓電網，從而有利于抑制高次諧波。(2)增加整流變壓器二次側的相數；整流變壓器二次側的相數越多，整流波形的脈波數越多，其次數低的諧波被消去的也越多。(3)使各臺整流變壓器二次側互有相角差；多臺相數相同的整流裝置并聯運行時，使其整流變壓器的二次側互有適當的相角差，與增加二次側的相數效果相類似，也能大大減少注入電網的高次諧波。(4)裝設分流濾波器；在大容量靜止“諧波源”(如大型晶閘管整流器)與電網連接處，裝設分流濾波器，使濾波器的各組R-L-C回路分別對需要消除的5、7、11…等次諧波進行調諧，使之發生串聯諧振。由于串聯諧振時阻抗極小，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的整數倍次的高次諧波可在其中形成環流而不致注人高壓電網，從而有利于抑制高次諧波。此外，限制電力系統中接入的變流設備及交流調壓裝置等的容量，或提高對大容量非線性設備的供電電壓，或者將“諧波源”與不能受干擾的負荷電路從電網的接線上分開，都能有助于諧波的抑制或消除。
　　3電能節約意義與措施
　　節約用電的意義主要有以下幾個方面：目前，我國的電力發展受資源、環境、運輸和經濟條件等方面的制約，電能資源開發不足，電力短缺，尤其是局部地區和季節性缺電情況依然存在，在一定程度上制約了國民經濟的發展。因此，節約電能對國民經濟的發展具有十分重要的意義。要搞好企業的節電工作，必須提高工業企業的供用電水平，這就需要從企業供用電系統的科學管理和技術改造兩方面采取措施。加強企業供用電系統的科學管理，首先要加強能源管理，建立和健全管理機構和制度，實行計劃用電，提高能源的利用率。實行負荷調控，削峰填谷，提高供電能力。實行經濟運行方式，全面降低供用電系統的損耗，加強運行維護，提高設備的檢修質量。要積極搞好供用電系統的技術改造，逐步更新淘汰現有低效率的供用電設，改造現有能耗大的供用電設備。改造現有供配電系統，降低線損，合理選擇供用電設備的容量或進行技術改造，提高設備的負荷率。采用無功功率人工補償設備，提高功率因數。
　　參考文獻
　　[1] 麥敏堅. 探討改善配網的電壓質量[J]. 廣