电力系统三相不平衡及其改善措施PPT

1、1,第8章 电力系统三相不平衡及其改善措施,8.1 三相不平衡的概念及计算 8.2 三相不平衡的国家标准和测量 8.3 三相不平衡的危害和改善措施,2,8.1 三相不平衡的概念及计算,8.1.1 三相不平衡的定义8.1.2 三相不平衡的计算方法,3,8.1.1 三相不平衡的定义,1)三相对称和三相不对称 对称:频率相同,振幅或有效值相等,相位依次超前或滞后1200的三相正弦 特点:三相正弦量的相量和必为0。 不对称：振幅或有效值不相等,2)三相平衡和三相不平衡 平衡:任意时刻三相总瞬时功率与时间无关 特点:三相总瞬时功率为常数 不平衡：三相总瞬时功率不为常数,4,负序分量均方根值与正序分量均方

2、根值之比,3）三相不平衡度的定义,5,实际中,按三相电量a,b,c计算,8.1.2 三相不平衡度的计算,6,工程中： 某不对称负荷在PCC上造成的三相电压不平衡度的近似计算 UL为PCC（公共连接点）线电压均方根,Sd为PCC三相短路容量,I2为负荷电流负序分量 三相对称系统中某一相增加单相负荷引起电压不平衡近似计算 SL为单相负荷容量,7,8.2 三相不平衡的国家标准和测量,8.2.1 我国标准： GB/T 155431995电能质量 三相电压允许不平衡度 PCC（公共连接点） ： 正常运行：2%；短时：4% 接于PCC的用户： 引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1.3,8,8.2.2 三

3、相不平衡的测量,1.测量和取值2.测量仪器： 负序滤过器型测量仪 调制型负序测量仪 旋转磁场型负序测量仪 数字型序分量测量仪,9,1. 测量和取值,测量：测量误差：U-0.2 %， I- 1 三相三线：负序，计算U， I 三相四线五线：利用对称分量法取值：95%概率大值;日波动性负荷:日累计超标时间 72min,且30min内超标时间5min实测值不少于30个,10,为减少平稳负荷的测量次数:日波动性小:应与实测值的5次邻近数值的算术平均值对比日波动性大:应与实测值的95%概率大值为减少偶然性波动的影响:对于离散采样,每次测量按3s均方根取值,11,2. 测量仪,1)负序滤过器测量仪在110k

4、V及以上系统（精度要求不高）广泛应用结构简单，单精度不太高影响因素：元件参数的匹配1）环境温度，元件老化2）高次谐波，频率偏差措施：（1）采用高级材料和精密元件（2）温度补偿措施,12,2)调制型负序测量仪,P三元件有功功率表 不动线圈3接系统电压 线圈1，2接TDF TDF调制电压发生器 发出三相对称正弦电压 测量时按相调节TDF，直至P指示最大,力矩与负序电压成正比 精度高，但有转动部分，结构复杂,13,TDF产生的对称电压,原系统不对称电压,P中转矩,P中转矩最大时，其指示最大。而此时TDF的对称电压刚好与原系统中的负荷分量数值称正比,14,3)旋转磁场型负序测量仪,测量仪转子安装两个相

5、互垂直的线圈，定子加系统三相电压，手动或自动调节转子位置，使其中一个线圈的感应电动势为最大，可根据此感应电动势确定对称分量值，在根据转子位置确定负序电压相角。 结构简单，指示与频率和环境温度无关，但动作较慢且精度不高。 基本原理： 不平衡电压系统正、负序合成磁场为椭圆型。在磁场放入一线圈并旋转，与椭圆磁场长轴垂直时，线圈感应电动势最大，且正比于正、负序分量模的和；与短轴垂直时，感应电动势最小，且正比于正、负序分量模的差,15,16,4)数字型序分量测量仪,构成 主系统：以8098为CPU，配以ROM、RAM和时钟电路 采样系统：输入隔离电路、低通滤波器、自动选相和同步锁相电路、A/D转换电路,

6、原理 每个周期采样128点，经FFT变换除去各此谐波，得出基波幅值和相位，利用对称分量法求出电压、电流基波正、负、零序的幅值、相位和三相不平衡度,功能 （1）实时显示；（2）打印；（3）统计分析；（4）30min越限累积；（5）存储、打印以前；（6）不平衡度越限报警,17,18,8.3 三相不平衡的危害和改善措施 8.3.1 三相不平衡产生原因,1）事故性不平衡 不对称故障：单相接地、两相接地短路、两相短路 （2）非事故性不平衡 发电机、变压器：对称 线路：三相阻抗不等，中低压短线路可能不对称 负荷：三相负荷可能不对称，尤其是单相大容量负荷（电气化铁路、电弧炉、电焊机,19,8.3.2 三相不

7、平衡的危害,对电动机的影响 负序产生制动转矩，最大转矩和输出功率下降；引起电动机振动；负序电流使电动机铜损增加，效率降低，发热，绝缘老化,对变压器的影响 容量得不到充分利用，局部过热,对换流器的影响 触发角不对称，产生较大非特征谐波，投资增大,20,对继电保护和自动装置的影响 负序分量导致继电保护和自动装置误动作,对线损的影响 负序、零序导致总损耗增大,对计算机的影响 中性点电位漂移，对计算机产生噪声干扰，造成计算机无法正常工作,21,3. 三相不平衡的改善措施,1）将不对称负荷合理分布于三相，使各相尽量平衡 （2）将不对称负荷分散接于不同供电点，减少集中连接造成的不平衡度过大 （3）将不对称负荷接入高一级电压供电 （4）将不对称负荷采用单独的变压器供电 （5）采用特殊接线的平衡变压器供电 （6）加装三相平衡装置,22,2. 原理举例,1） 将不对称负荷合理分布于三相,S1=5MVA，S2=15+j7MVA， S3=10+j2MVA， S4=20+j9MVA， S5=25+j8MVA,23,2）加装三相平衡装置,原三相不平衡系统为含单相负荷R 在其他两各相间分别适配电感和电容构成三相系统,24,3）理