电能质量分析与控制7电能质量控制技术2012.12.11.ppt
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1、2019/7/5,1,7电能质量控制技术,7.1 概述 “控制”控制、抑制、缓解、减缓、消除 传统电能质量: 电压偏差的调整无功补偿来支撑电压的稳定 频率偏差的调整有功的调整(电厂) 三相不平衡的补偿 补偿、合理分配单相负荷 现代电能质量: 谐波的抑制 电压波动与闪变的控制 电压暂降与短时间中断的缓解 现代电能质量的特点是变化快, 传统的方法是很难进行实时的补偿或控制,因此现代电能质量控制技术是基于电力电子技术、蓄能技术、信息处理技术发展起来的。,2019/7/5,2,7电能质量控制技术,电力电子器件: 正在向高耐压、大电流、低损耗及高频化方向发展 储能: 铅酸电池、NaS电池、飞轮储能、超级
2、电容、超导储能 信息处理: 检测、控制、通讯、数据共享 本章主要内容: 现代电能质量控制技术:谐波的抑制、电压波动与闪变的控制、电压暂降与短时中断的缓解,2019/7/5,3,7电能质量控制技术,7.2电力谐波抑制技术 一、电源设备与谐波控制 发电机 在三相发电机中,采用星形连接,线电动势中不出现3次及倍数次谐波电动势。 凸极同步发电机采用适当的极靴宽度和不均匀的气隙长度,使气隙磁场的波形尽可能接近正弦分布。 采用短距绕组 绕组的分布等 采用以上措施后,发电机的谐波电动势畸变率小于1(近似理想正弦波) 变压器 通过其绕组的巧妙连接,可有效减少某些次数的谐波。如三角形连接的变压器可有效消除3次及
3、其倍数次谐波。 电容器的合理配置(避免谐振、放大),2019/7/5,4,7电能质量控制技术,二、整流设备与谐波控制 1、增加整流装置的脉动数 整流装置产生的特征谐波电流次数: h=kp1 (k1,2,) p脉动数 当脉动数增多时,次数较低、幅度较大的谐波得到消除,谐波源产生的谐波电流将减小。,2019/7/5,5,7电能质量控制技术,2、PWM整流器 3、功率因数及波形校正技术 电流连续导通模式(CCM) 控制电流跟踪电压波形,使功率因数接近1 不连续导通模式(DCM) 采用高频开关器件控制电流,2019/7/5,6,7电能质量控制技术,三、交流滤波器 利用电容与电感形成无源滤波器,能够有效
4、滤除某次或某些次的谐波。理论上讲,当某次谐波滤波器调谐到该频率时,滤波器所呈现的阻抗为零,可全部吸收该次谐波。 1、单调谐滤波器 单调谐滤波器通常以需消除的h次谐波频率为出发点进行设计。设基波频率为f1,谐振频率为: 品质因数 一般取3060.,2019/7/5,7,7电能质量控制技术,2.双调谐滤波器 双调谐滤波器是调谐到两个串联 谐振频率的滤波器 串联回路调谐频率: 并联回路调谐频率: 一般取串、并调谐频率相等,2019/7/5,8,7电能质量控制技术,双调谐滤波器的无功补偿 在工频频率点,串联回路呈容性,并联回路呈感性,无功由串联回路电容实现,忽略并联回路的感性影响,有: 特点: 两个串
5、联谐振点,1个并联谐振点 构成复杂、调谐困难,2019/7/5,9,7电能质量控制技术,3、二阶减幅滤波器 二阶减幅滤波器是在实际工程中应用最广泛的高通滤波器,用于吸收某次及以上的各次谐波 截止频率 结构参数: 品质因数: 一般取0.71.4 滤波器工程设计原则: 滤除谐波 无功补偿的要求 由于系统阻抗往往呈现为感性,为防止对调谐点谐波电流的放大,单调谐滤波器的调谐次数应偏离所要滤除的主要谐波的次数。一般情况下,可选取调谐次数为所要滤除的主要谐波的次数的0.960.98倍。,2019/7/5,10,7电能质量控制技术,四、有源电力滤波器 有源电力滤波器采用与交流滤波器完全不同的原理,通过产生与
6、补偿谐波形状一致、相位相反的电流,来抵消非线性负荷产生的谐波电流,以使谐波不流入公共供电回路。 即:负荷需要的谐波由补偿装置提供,系统只提供基波电流,达到消除谐波的目的。 负荷电流 滤波器提供的补偿电流 滤除谐波 无功补偿+滤除谐波,2019/7/5,11,7电能质量控制技术,特点: 补偿快、动态性能好、性能稳定、体积小、可补偿所有谐波。 例:,2019/7/5,12,7电能质量控制技术,7.3电压波动与闪变的抑制技术 电压波动与闪变通常由波动性或冲击性负荷造成,波动与闪变的程度与供电系统短路容量的大小、供电网络的结构以及负荷的用电特性等有关 一、用电设备特性的改善 1、异步电动机启动方式的改
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