电能品质变坏课件

单元五供电质量的提高与电能节约主要内容：

1．电压调整

2．无功功率补偿

单元五供电质量的提高与电能节约主要内容：

1．电压调整

课题1供电系统的电压调整供电质量：电压、频率、波形一、电压调整方式1.逆调压最大负荷时：母线电压比线路UN高5%；最小负荷时：母线电压等于线路UN。课题1供电系统的电压调整供电质量：电压、频率、波形一、电2.顺调压最大负荷时：不低于线路UN的102.5%

；最小负荷时：不高于线路UN的107.5%

。3.恒调压母线电压保持在较线路额定电压高2%～5%。2.顺调压最大负荷时：不低于线路UN的102.5%；3.恒二、电压调整的基本原理发电机变比电网参数无功分布二、电压调整的基本原理发电机变比电网参数无功分布三、电压调整的措施1.改变发电机励磁电流自动励磁调节装置逆调压2.改变变压器分接头调压高压绕组有主接头分接头6300kVA及以下：

+5%、0、-5%8000kVA及以上：

+2.5%、+5%、0、-2.5%、-5%三、电压调整的措施1.改变发电机励磁电流自动励磁调节装置2.双绕组变压器分接头选择：双绕组变压器普通变压器使用固定分接头：普通变压器使用固定分接头：

例8-1降压变电所变压器10MVA、1102×2.5％/11kV。最大负荷高压侧113kV，电压损失为UN的4.63％；最小负荷高压侧115kV，损失为2.81％。低压母线顺调压方式，试选择变压器分接头电压。解例8-1降压变电所变压器10MVA、1102×2.5％/

例8-1降压变电所变压器10MVA、1102×2.5％/11kV。最大负荷高压侧113kV，电压损失为UN的4.63％；最小负荷高压侧115kV，损失为2.81％。低压母线顺调压方式，试选择变压器分接头电压。例8-1降压变电所变压器10MVA、1102×2.5％/选标准分接头电压为115.5kV。

校验：

选分接头？选标准分接头电压为115.5kV。校验：选分接头？三绕组变压器分接头选择：同双绕组变压器固定分接头调压调压范围小(10%)带负荷调压有载调压变压器(15%)以上有载调压自动装置三绕组变压器分接头选择：同双绕组变压器固定分接头调压调压范围3.改变电力网参数调压R减小：增大截面，不可取X减小：电容串联补偿确定电容器的容抗值和安装地点3.改变电力网参数调压R减小：增大截面，不可取X减小：电容串容量：线路末端电压需要提高的数值容量：线路末端电压需要提高的数值地点：单电源放射式——电容器装在线路末端单电源树干式——电容器装在未加串联电容补偿前产生1/2线路电压损耗处地点：单电源放射式——电容器装在线路末端单电源树干式——电容4.改变无功功率分布调压Q-QC电容器容量？4.改变无功功率分布调压Q-QC电容器容量？在变电所低压侧设置容量为的无功补偿装置后

Q-QCC在变电所低压侧设置容量为的无功补偿装置后Q-QCC如果补尝前后保持不变变压器变比选为k

如果补尝前后保持不变变压器变比选为k装设并联电力电容器进行无功功率补偿：（1）最小负荷时，根据调压要求，按照没有补偿情况来选择变压器的分接头。

高压侧分接头电压为变比为

装设并联电力电容器进行无功功率补偿：（1）最小负荷时，根据调(2)最大负荷时，根据变压器低压母线电压要求确定补偿容量。(2)最大负荷时，根据变压器低压母线电压要求确定补偿容各种调压措施比较：首先考虑发电机调压，不需附加设备及投资无功充裕时，考虑变压器分接头调压无功不足时，考虑增加无功功率电源串补电容使用不广泛各种调压措施比较：首先考虑发电机调压，不需附加设备及投资无课题2电网高次谐波及其抑制一、高次谐波及其危害基波：工频50Hz谐波：二次100Hz、三次150Hz等原因：供电系统中存在非线性元件电力公害：网侧功率因数低注入谐波电流课题2电网高次谐波及其抑制一、高次谐波及其危害基波：工频(1)系统波形畸变，电能品质变坏；(2)设备铁损增加，过热，降低正常出力；(3)电容器和电缆过热而损坏；(4)线路电压损失和电能损失增加；(5)感应式电能表计量不正确；(6)发生电压谐振，线路过电压，设备绝缘击穿；(7)继电保护和自动装置误动作；(8)对附近通讯设备和通讯线路产生信号干扰。高次谐波危害：

(1)系统波形畸变，电能品质变坏；高次谐波危害：二、高次谐波抑制技术

1.传统的抑制谐波电流的方法

(1)

（1）增加整流器的相数①在同一整流变压器的铁心上，采用不同接法的两个二次绕组以实现6相整流；②用两台变压器，每台变压器的二次绕组采用不同接法以实现12相整流；③整流变压器主绕组加附加绕组曲折接线形成多相整流，可实现36、48相整流。二、高次谐波抑制技术1.传统的抑制谐波电流的方法(1)（2）设置谐波滤波器电力电容器空心电抗器电阻器

滤波器宜接成星形

电抗器接在电容器后的低压侧

滤波装置与谐波源并联（2）设置谐波滤波器电力电容器空心电抗器电阻器滤波器宜接成（3）尽量设法让整流装置运行在控制角

比较小的情况下（4）利用有源滤波技术1）一台滤波装置可以抑制多种高次谐波；2）当高次谐波电流某些时候超出装置容量时，仍可保持在额定功率下继续运行；3）具有保护功能，便于维护。（3）尽量设法让整流装置运行在控制角比较小的情况下（4

2.采用场控高频自关断器件

(1)单相不可控整流电路谐波电流的抑制

(a)传统不可控整流电路(b)增加升压斩波电路和电压闭环(c)增加升压斩波电路和电流与电压双闭环

2.采用场控高频自关断器件(1)单相不可控整流电路谐波电(2)三相不可控整流电路电网谐波电流抑制自关断器件（如IGBT）

(3)整流管与电容的组合方法

(2)三相不可控整流电路电网谐波电流抑制自关断器件（如I课题3电能节约意义及措施一、电能节约的意义企业：降低成本、加速资金周转、扩大再生产国家：减少电力基建投资，节约动力资源课题3电能节约意义及措施一、电能节约的意义企业：降低成本二、电能节约的一般措施在供电方面：应充分发挥设备的潜力，提高利用率，提高负荷功率因数，使有限的设备供应更多的电能。

在设计方面：正确选择供电系统，如采用高压深入负荷中心以及采用改善和提高功率因数等。二、电能节约的一般措施在供电方面：在设计方面：1.加强企业供用电系统的科学管理(1)加强能源管理，健全管理机构和制度；(2)实行计划供用电，提高能源的利用率；(3)实行负荷调整，降低负荷高峰，提高供电能力；(4)实行经济运行方式，全面降低损耗；(5)加强运行维护，提高设备的检修质量。

1.加强企业供用电系统的科学管理2.搞好企业供用电系统的技术改造(1)更新淘汰现有低效率的供用电设备；(2)改造现有能耗大的供用电设备；(3)改造现有企业供配电系统，降低线损；(4)合理选择供用电设备的容量，或进行技术改造，提高设备的负荷率；(5)采用无功功率人工补偿设备，人工地提高功率因数。2.搞好企业供用电系统的技术改造补充：计划用电措施及电费、计划用电的必要性1.电能生产特点：发电、用电和供电平衡。

2.计划用电解决电力供需矛盾的措施。

3.计划用电是电能节约的重要保证。补充：计划用电措施及电费、计划用电的必要性1.电能生产特点：二、计划用电的一般措施1.建立健全计划用电的各级管理机构和制度。2.供用电双方签订《供用电合同》。

3.实行分时电价，包括峰谷、丰枯季节电价。

4.按用户最大量或最大装设容量收取基本电费。

5.装设电力负荷管理装置。

二、计划用电的一般措施1.建立健全计划用电的各级管理机构和制三、电价政策与电费计收电力法电价实行统一政策，统一定价原则，分级管理制定电价，应当合理补偿成本，合理确定收益，依法计入税金，坚持公平负担，促进电力建设。

三、电价政策与电费计收电力法电价实行统一政策，统一定价原则，

用电计量的一般要求1）供电企业应在用户每一个受电点内按不同电价类别，分别安装用电计量装置。2）计费电能表及附件的购置、安装、移动、更换、校验、拆除、加封、启封及表计接线等，均由供电企业负责办理。3）对10kV及以下电压供电的用户，应配置专用的电能计量柜：对35kV及以上电压供电的用户，应有专用的电流互感器二次线圈和专用的电压互感器二次连接线，并不得与保护、测量回路共用。4）用电计量装置应装在供电设施的产权分界处。5）供电企业按规定周期校验，并对电能表进行检查。

用电计量的一般要求民用电：一部电价制（电度电价制）

阶梯电价方案：

第一档是基本用电，电量按照覆盖80%居民的用电量来确定，电价保持稳定，不做调整；

第二档是正常用电，电量按照覆盖95%的居民家庭用电量来确定，电价提价幅度不低于毎度5分钱；

第三档是高质量用电，电价要提高2毛钱；

增加一个免费档，对城乡低保户和五保户各个地方根据情况设置10度或15度免费电量。

民用电：一部电价制（电度电价制）阶梯电价方案：工业用电：两部电价制（基本电价、电度电价）

按总降压变电所主变压器容量计收按企业年最大需用负荷计收

依功率因数增减电费

工业用电：两部电价制（基本电价、电度电价）按总降压变电所主表1-5

依照功率因数调整电费标准功率因数以0.85为标准功率因数以0.90为标准用户实际当月平均功率因数用户当月电费减少（%）用户实际当月平均功率因数用户当月电费增加（%）用户实际当月平均功率因数用户当月电费减少（%）用户实际当月平均功率因数用户当月电费增加（%）0.850.860.870.880.890.9000.51.01.01.51.50.840.830.820.810.800.790.51.01.52.02.53.00.900.910.920.930.940.9502.02.02.22.22.50.890.880.870.860.850.840.51.01.52.02.53.0功率因数自0.59以下每降低0.01则全部电费增加2%功率因数自0.69以下每降低0.01则全部电费增加2%表1-5依照功率因数调整电费标准功率因数以0课题4无功功率补偿一、功率因数计算1.瞬时功率因数2.平均功率因数PQS

课题4无功功率补偿一、功率因数计算1.瞬时功率因数2.平3.自然功率因数——无任何补偿手段时，通常为0.6～0.7

设计企业4.总功率因数——装设人工补偿装置后，一般0.9以上3.自然功率因数——无任何补偿手段时，通常为0.6～0.7

供电方式用户端的经济功率因数值发电厂直配供电0.8～0.85经过2～3级变压0.9～0.95经过3～4级变压0.95～0.985.经济功率因数——用户的节能效益和电能质量最佳

供电方式用户端的经济功率因数值5.经济功二、提高功率因数的意义1.改善设备的利用率

2.减少供电系统中的电压损失U、I一定，cos

越高

P

越大

cos

越高

Q

越小

二、提高功率因数的意义1.改善设备的利用率2.减少供电系统3.减少供电系统中的功率损失cos

越高

4.提高供电系统的传输能力P=Scos

P一定，cos

越高

S

越小

3.减少供电系统中的功率损失cos越高4.提高供电系统三、功率因数的人工补偿提高自然功率因数

人工补偿提高功率因数

1.无功补偿装置种类

同步发电机

同步电动机

异步电动机同步化

电力电容器

动态无功补偿装置

三、功率因数的人工补偿提高自然功率因数人工补偿提高功率因数2.电力电容器补偿容量、地点、补偿方式容量：

PQS

1

Qc

2

对于已生产企业

2.电力电容器补偿容量、地点、补偿方式容量：PQS1Q数量：

接线：

星形

三角形

整数或3的倍数数量：接线：星形三角形整数或3的倍数补偿方式：

高压集中补偿

低压成组补偿

低压分散补偿

补偿范围、初投资、维护、保护、放电回路

补偿方式：高压集中补偿低压成组补偿低压分散补偿补偿范高压集中补偿C1C2低压成组补偿MTC3低压分散补偿高压集中补偿区未补偿区低压成组补偿区未补偿区低压分散补偿区未补偿区高压集中补偿C1C2低压成组补偿MTC3低压分散补偿高压集中高压集中补偿

保护放电回路高压集中补偿保护放电回路低压成组补偿

保护放电回路低保护放电低压分散补偿

保护放电回路低保护放电回路C1C2C3补偿范围最小中间最大

投资最少中间最大

维护方便中间不便

场合大中型企业中小企业小型企业短路保护

C串FU线路FU用电设备QF放电电阻

TV一次绕组灯丝电阻设备绕组线圈C1并联电容器控制：

控制手动投切自动调节低压补偿长期无功稳定高压补偿投切次数少避免过补偿才能满足电压偏差允许值

并联电容器控制：手动自动低压补偿长期无功稳定高压补偿投切次接触器分组投切接触器分组投切断路器分组投切断路器分组投切低压自动补偿装置低压自动补偿装置并联电容器保护：

相间短路保护熔断器过电流保护低压电容器或小于450kvar的高压电容器

容量较大的高压电容器

过负荷保护过电压保护有谐波源

不得超过额定电压10%

并联电容器保护：相间短路保护熔断器过电流保护低压电容器或小并联电容器运行维护：

1）电力电容器常见的异常及处理

①过电压下运行

②过电流下运行

③渗漏油

④温度过高

2）电力电容器常见的故障

①外壳膨胀鼓肚或漏油；②套管破裂，发生闪络有火花；③内部短路、声音异常或喷油起火；④外壳温度高于55℃，示温蜡片熔化。并联电容器运行维护：1）电力电容器常见的异常及处理①过

3）电力电容器的故障处理

①当电力电容器喷油、爆炸着火时，应立即断开电源，并用砂子或干式灭火器灭火。

②电容器的断路器跳闸，而分路熔断器未断。

③当电力电容器的熔断器熔断时，应向调度汇报，待取得同意后，再拉开电力电容器的断路器。

3）电力电容器的故障处理①当电力电容器喷油、爆炸着火时课题5变压器的经济运行无功功率经济当量Kq

：是指电力系统多发1kvar的无功功率时，将在电力系统中增加的有功功率损耗的kW数，单位为kW/kvar。

课题5变压器的经济运行无功功率经济当量Kq：一、一台变压器运行的经济负荷计算

d(

P/S)／ds＝0

经济负荷率50%左右一、一台变压器运行的经济负荷计算d(P/S)／ds＝0

例8-2

试计算SL7－800/10型变压器的经济负荷及经济负荷率。

P0＝1.54kW，Pk＝9.9kW，I0%=1.7，Uk

％＝4.5

解例8-2试计算SL7－800/10型变压器的经济负荷及取Kq=0.1

Sec=0.46

800=368kVA

取Kq=0.1Sec=0.46800=368kVA二、两台变压器运行的经济负荷计算

1台运行：2台运行：二、两台变压器运行的经济负荷计算1台运行：2台运行：S<Scr时，1台运行

S>Scr时，2台运行

S<Scr时，1台运行S>Scr时，2台运行例8-3

某企业有两台SL7-800/10型变压器，试计算此变电所变压器经济运行的临界负荷。

参见例8-2，取Kq＝0.1

解S<524kVA时，1台运行

S>524kVA时，2台运行

例8-3某企业有两台SL7-800/10型变压器，试计算课题6电气装置的接地

一.接地的有关概念

（一）接地和接地装置接地：earthing电气设备的某部分与大地之间良好的电气连接接地体：earthingbody埋入地中并直接与大地接触的金属导体课题6电气装置的接地一.接地的有关概念（一）接地人工接地体：manualearthingbody专门为接地而人为装设的接地体自然接地体：naturalearthingbody

兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等人工接地体：manualearthingbody专门为接接地线：earthingwire电气设备接地部分与接地体连接用的金属导体接地装置：earthingdevice接地体和接地线总称接地网：earthingnetwork由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的整体接地线：earthingwire电气设备接地部分与接地体连电能品质变坏课件（二）接地电流对地电压（二）接地电流（三）接触电压和跨步电压（三）接触电压和跨步电压（1）工作接地workingearthing

保证电力系统和电气设备在正常情况和事故情况下能够可靠地工作，而将电力系统中的某一点进行接地。

（四）接地的种类：工作接地、保护接地电力系统中性点接地避雷针、避雷器接地（1）工作接地workingearthing（四）接地保护接地形式：设备的外壳通过各自的接地线(PE线）与大地相接；设备的外壳通过公共的PE线或PEN线接地。（2）保护接地protectionearthing

电气设备绝缘损坏时，有可能使电气设备的金属外壳带电，为防止这种电压危及人身安全而人为地将电气设备的金属外壳与大地进行金属性连接。保护接地形式：设备的外壳通过各自的接地线(PE线）与大地相接电能品质变坏课件电能品质变坏课件中性线（neutralwire,代号N)的功能：（1）用来接额定电压为相电压的单相用电设备；（2）传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；（3）减小负荷中性点的电位偏移。中性线（neutralwire,代号N)的功能：（1）用来保护线（protectivewire,代号PE)的功能：用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。保护中性线（PENwire,代号PEN)的功能：兼有中性线和保护线的功能，在我国通称为零线，俗称地线。保护线（protectivewire,代号PE)的功能：用

二.TT、IT、TN系统

(1)TT系统三相四线制系统

中性点直接接地并引出中性线（N线），设备外壳经各自接地线（PE线）单独接地。

特点二.TT、IT、TN系统(1)TT系统三相四线制系电能品质变坏课件中性点不接地或经高阻抗接地(约1000

),无中性线,设备外壳经各自PE线单独接地。

(2)IT系统三相三线制系统

特点中性点不接地或经高