最后,为企业内的各类设备提供质量优良的电能,保证制造系统的稳定运行。

电能质量(PowerQuality),从严格意思上讲,衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。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。电能质量问题可以定义为: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、瞬时或暂态过电压、波形畸变(谐波)、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。

4.电压骤降是指在工频下,电压的有效值短时间内下降。典型的电压骤降值为0.1~0.9倍标称值,持续时间为0.5个周期到1分钟。电压骤降产生的原因主要有电力系统发生故障,如系统发生接地短路故障;大容量电机的启动和负载突增也会导致电压骤降。

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7.电压瞬变又称为瞬时脉冲或突波,是指两个连续的稳态之间的电压值发生快速的变化,其持续时间很短。电压瞬变按照电压波形的不同分为两类:一是电压瞬时脉冲,是指叠加在稳态电压上的任一单方向变动的电压非工频分量;二是电压瞬时振荡,是指叠加在稳态电压的同时包括两个方向变动的电压非工频分量。电压瞬变可能是由闪电引起的,也可能是由于投切电容器组等操作产生的开关瞬变。

6.滤波电抗器——用于整流电路,以减少电流上纹波的幅值;可与电容器构成对某种频率共振的电路,以消除电力电路某次谐波的电压或电流。

并联电抗器降低操作过电压。操作过电压产生于断路器的操作,当系统中用断路器接通或切除部分电气元件时,在断路器的断口上会出现操作过电压,它往往是在工频电压升高的基础上出现的,如甩负荷、单相接地等均产生工频电压升高与操作过电压迭加,使操作过电压更高。所以,工频电压升高的程度直接影响操作过电压的幅值。加装并联电抗器后,限制了工频电压升高,从而降低了操作过电压的幅值。当断路器带有并联电抗器的空载线路时,被开断线路上的剩余电荷沿着电抗器泄入大地,使断路器断口上的恢复电压由零缓慢上升,大大降低了断路器断口发生重燃的可能性,因此也降低了操作过电压。

并联电抗器可避免发电机带空长线出现自励过电压。当发电机经变压器带空载长线路启动,空载发电机全电压向空载线路合闸,发电机带线路运行线路末端甩负荷等,都将形成较长时间发电机带空载线路运行,形成了一个L-C电路,当空长线电容C的容抗值Xc合适时,能导致发电机自励磁(即L-C回路满足谐振条件产生串联谐振)。自励磁会引起工频电压升高,其值可达1.5~2.0倍的额定电压,甚至更高,它不仅使并网的合闸操作(包括零起升压)成为不可能,且持续发展也将严重威胁网络中电气设备的安全运行。并联电抗器能大量吸收空载长线路的容性无功功率,破坏发电机自励磁条件。

电力系统发生短路时,会产生非常大的短路电流。为了保障电气设备的动稳定性和热稳定性,常在出线断路器处串联电抗器,以增大短路阻抗,达到限制短路电流的目的。由于采用了电抗器,在发生短路时,电抗器上的电压降较大,也起到了维持母线电压的作用,使母线上的电压波动较小,保证了非故障线路上的电气设备运行的稳定性。

随着我国工矿企业大功率非线性负荷的日益增加,电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势,煤矿电力系统对无功功率的需求日益增大。无功平衡对提高电力系统的经济效益和改善供电质量非常重要,同时要求其能够动态调节,在负荷高峰时能提供较多的容性无功,以满足工矿企业的无功需求,稳定系统电压;另一方面又要能提供感性无功,以平衡轻载时大量电缆的充电功率,保证系统电压不致过高。电容器与电抗器串联组成的LC串联电路,具有抑制一定频率谐波的功能,通常低压串联电抗器用来抑制3、4、5次谐波。

①由于设备自身产生的接地电流在设备和真实地之间产生一个电压降,因此,容易使电脑死机;高次谐波会在中性线上叠加,中性线电流能够在建筑物金属结构上任意流动,从而产生不受控制的磁场,即引发计算机屏幕的频闪现象;由于开关、短路以及负载变化而引起的短时间电压变化将会引起灯光频闪,过度的频闪将会使人体不舒服;严重的谐波畸变会引起在一个正弦周波内的额外过零点,影响测试设备,干扰程序控制装置的同步性,导致控制装置死机。

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②智能建筑中线缆密布,系统设备繁多,微电子装备复杂,且防护能力弱,高次谐波将会使智能化系统设备产生误码、错码、误动作,使信号系统受到污染、产生噪声,甚至连通话质量都不能保证。随着低电压信号在IT设备中使用的增加,比特错误率也随之提高,甚至可以高到使整个网络瘫痪。

④配电回路的谐波电流含量高会使断路器遮断能力降低。这是因为畸变电流过零点时,电弧电流随时间的变化要比工频正弦电流大,电弧电压的恢复要迅速得多,使电弧容易重燃,导致误跳闸或在该跳闸的时候根本不跳。剩余电流可能会达到使剩余电流保护装置动作的设定值。事实表明,空气电磁断路器不能遮断其分断能力范围内波形畸变率超过50%的故障电流,而且还会导致断路器损坏。