電能質量問題與電能質量管理要點研究

吳菊紅

摘 要： 文章通過電能質量問題和其相關運營治理的分析和討論，研究了電能本身的主要故障和相關干擾問題，并以此為切入點制定分析了電能質量管理的核心注意事項以及電能質量管理的現場實施方案。

關鍵詞： 電能質量；分析方法；控制措施；問題原因；核心要點；研究

一、影響和控制電能質量的干擾因素分析

電能質量故障是大量單相種類電力設備運行故障的概括定義， 它的核心是電壓的質量故障。電能相關的品質故障根據出現和經歷的周期長短一般劃為靜止電能品質故障和可變電能品質故障。由于電力設備建設領域的持續拓展， 電力設備相關電能品質故障的出現通常有如下因素的干擾導致。

（一）電力設備自身問題引發

電力設備投入生產過程中的外界和內部干擾通常會引發電能品質故障的出現， 比如大量短路問題、外界環境災害、操作執行故障、電路的輸送網線出現問題時動力機械和勵磁設備的運行情況的調整、電路問題保護設備中的電力以及電子裝置頻繁開閉等都會導致大量電能品質故障的出現。

（二）諧波在電能輸送以及使用中的干擾

在傳輸和消耗電力的一系列操作中，諧波始終都會發生，另外因為諧波會引發電動機工作時出現溫度太高以及絕緣問題，所以引發了普遍的重視。但是在輸電網路工作前進，諧波通常涵蓋照明設備、辦公用電、變流設施、取暖設備、家庭用電、電磁非線性裝置和整流設備等。通常輸電網路中的安培波的圖像和伏特圖像等，經常承受非線性裝置的干擾而發生變形，最終導致諧波的出現。一般諧波會對輸電網路裝置的日常工作起到某種程度的干擾，另外在諧波比較劇烈的時候就會引發電力設備出現事故，有時候還會損害電力裝置。

（三）電壓的不穩定性和三相負序電流的影響

因為其中一相或者多相出現問題以及輸電網路三相的數值不一致等，通常就會引發三相負序電流的產生，這不但會提高輸電網路的電力浪費量，導致繼電防護設備因為開啟了負序分量而出現錯誤故障，另外還可能引發電動機繞組溫度太高、給通信帶來巨大危害，有時候還可能降低電動機的工作年限，大幅度減少其運行的穩定性等。而變化的電壓的意思即出現電壓迅速波動、電壓激增以及電壓突然降低等非正常現象。

一般現場運行過程中，輸電網路的承載運行工作容量超出額定值，通常可能引發電壓值迅速下降，這在某種程度可能干擾到電壓承載工作容量的敏感性能。假如電壓下降的數值超過規定的允許值，通常就會妨礙到工程控制電腦程序的相關命令工作的完成，這種情況一般會使設別停止運行。

許多設備像軋鋼裝置、電弧裝置等功率比較大的設備在投入生產的過程中，均有出現電壓值不穩定情況的可能性。實際生產期間，一旦發生載荷超過額定值的情況，就可能導致電壓值的突然變化。設備在運行期間對電壓的穩定性能規定比較苛刻的，就可能遭受電壓突然變化的干擾而無法正常進行。

二、電能相關質量管理的實施要點

（一）對輸電網路出現的諧波進行抑制

通常輸電網路諧波完成消除的過程中，以往采用的諧波抑制方案主要有兩種，一種是增強以及濾波原始的諧波源，另一種方案是優化運行過程會出現諧波的電力裝置，通過這種手段從根本上消除諧波的來源。

如今在消除輸電網路諧波的操作中，因為無源濾波設備其檢查和修復性能好、現場生產穩定性高、裝置初期支出很低同時其構造非常簡易等優勢，最終得到了大規模的推廣和應用。該設備可以在運行過程中把并聯的電路配置給諧波，通過這種方式產生濾波的效果，然而無緣濾波器也存在十分突出的不足支出。

有緣電力濾波裝置消除輸電網路諧波的工作機制為：利用電流和無功電流數值相同、最初諧波為反向的電流輸送進輸電網路中，最終將無功電流和輸電網路疊加諧波降為數值0。

過去的有緣濾波裝置增加電流數值通常是利用非線性放大設備輸出，發展一段時間之后，有緣電力濾波設備則一般是依靠大功率的組件構成的相關裝置來進行運作，這種形式現在仍在投產運行。通常在有緣電力濾波裝置中，最常見的構造就是并聯類型，輸電網路和APF通過并聯的方式連接，這相當于一個電流的供應裝置，同時該裝置在運行的過程中是可控的，所以可以把載荷過大產生的電流諧波逐慢慢抑制去掉，另外其還可以協調三相電流，并在一定程度上調節無功功率。

利用變壓設備把APF以串聯的方式配置在載荷和輸電網路中，其能夠作為一個可控的電壓輸出裝置進行運作，另外可以對三相差異性電壓和輸電網路諧波電壓完成調節。然而串聯APF的問題在于載荷電流數值的輸送值過大，同時還會使得元器件設計的參數數據變大，所以均會產生過渡的損耗，其最終會使得保護設備的運行和操作流程十分繁瑣。

（二）對無功功率配置功率補償裝置

以往的補償無功功率通常依靠的是并聯電容設備和同步調相機裝置。一般情況下并聯電容裝置在運行期間，一旦發生輸電網路諧波的情況，就會導致諧振同時使得諧波被迅速拓展外延，最終把電容器破壞失效。通常同步調相機即使可以來回的補償持續波動的無功功率，然而其定期檢查和修復極不方便。

通常情況下，非動態無功功率發生裝置以多重化技術為基礎進行制造生產，它可以把電流調節中出現的諧波比例降低到很小的數值。另外和非動態無功功率補償設備電抗電容裝置的儲能巨大這一性能存在的差異主要在于，非動態無功功率發生設備僅僅依靠容量很低的電容裝置就可以對電壓完成穩定，然而這單單對于無功功率的補償有效，所以具有比較單一功能性的缺點。

（三）利用電壓調節設備調節電壓值

通常所說的變化電壓恢復設備，其關鍵組成是配電裝置下降電壓的補償組件。在電力負荷和反饋線二者中，依靠串聯變壓裝置輸出能夠調整大小的電壓，通過它就可以保證輸電網路電壓出現波動時，可以依靠負載的一邊對穩定的輸電電壓完成監測和評估。

非穩定電壓恢復設備擁有足夠的想能和及時響應的特征，可以對下降電壓時出現的負載調配適量的能量供應。

SSC是靜態的同步補償裝置，其原理是依靠變壓設備把電路的電壓源型逆變構建PWM通過并聯的方式加入，這種方式不但可以降低消耗，而且可以提高電壓的品質。

三、總結

經過文章的分析，從電能質量影響因子和電能質量管理關鍵分析為切入點，可知電能質量通常和輸電網路的諧波、無功功率、三相負序電流與輸電電壓的波動有互相作用的影響，所以在研究分析電能質量的工作中，就一定要依靠上述三個角度的分析結論，通過這種研究方式保證電能在輸送和消費中最終取得優異的質量效果。■

參考文獻

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