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[技术应用]目前电能存在的问题及SVC高压补偿系统介绍
来源: | 作者: | 发布时间: 2021-03-04 | 272 次浏览 | 分享到:
  近年来,全世界科技界普遍关注着被称为世界性的两大问题,即能源(节能、合理开发和应用)和环境(意识、改善和环境保护)。电力工业是一个生产最佳能源产品(电力的生产、输送、分配、转换同时进行)的大系统。如何符合用电负载需求进行有效的能量转换,确已成为当今电力系统日益关注的焦点。而原有的传统的电能形态,在电能的合理、经济使用上,受到了很大的约束和限制(甚至浪费)。
  
  随着现代科学技术的发展,一方面,造成电能质量问题的因素不断增长,如以电力电子装置为代表的非线性负荷的使用、各种大型用电设备的启停等;另一方面,各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及,人们对电能质量及可靠性的要求越来越高。上述问题的矛盾越来越突出,这使得电能质量问题对电网和配电系统造成的直接危害和可能对人类生活和生产造成的损失也越来越大,电能质量直接关系到国民经济的总体效益。
  
  对供电质量及可靠性的要求日益提高是和用户的工艺过程水平的发展相联系的,近代科技进步又促进生产过程的自动化和智能化,对电能质量提出了更高更新的要求。一个计算中心失去电源2s就可能破坏几十小时的数据处理结果而造成上百万元的经济损失。在大型机器制造厂,0.1s的电压突降就可能造成异常的生产状况和质量破坏。当今自动化设备控制的连续精加工生产线,它们对配电系统中的干扰异常敏感,几分之一秒的不正常供电就可能在工厂内部造成混乱,其损失是难以估量的。这些用户对不合格电力的容许度可严格到只有1~2周波。现代化的商贸中心、银行、医院也是如此。谐波的严重危害和所造成的损失经常被人们所提及,而无人值守变电站中计算机系统突然出现的死机现象,大多属于电能质量问题。
  
  在我国,虽然总体经济和技术水平还比较落后,但在部分经济发达地区电能质量问题的影响已比较突出。而且,由于各种原因,在供电可靠性和电网电压幅度的稳定水平等指标上,我国的情况尤其落后。如何提高和保证电能质量,已成为国内外电工领域迫切需要解决的重要课题之一。
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  近段时间提出的系统化综合补偿技术是解决电能质量问题的“治本”途径。对于稳态时的电压质量问题有许多成熟的措施加以解决;但对于动态电能质量问题,依靠传统的无功补偿和常规的滤波装置则不能有效地解决,因为诸如电压跌落(sags)、浪涌(surge)、电压脉冲(impulse)与瞬时供电中断(outage)这类电能质量问题持续的时间很短、变化很快,并且有的电能质量问题还伴随着部分甚至全部的有功损失等情形。
  
  作为SVC(功率补偿系统)技术与配电系统应用的延伸-TSF(谐波治理)技术已成为改善电能质量的有力工具,该技术的核心器件--可控硅,它比GTO具有更快的开关频率,并且关断容量已达到一定规模,因此TSC装置具有更快的响应特性。目前SVC装置主要有:高低压TSC系统同步补偿器、高压TCR型SVC动态补偿器、TSF谐波抑制器、ASVG、中高压软启动等。
  
  高压TSC,克服了以往由于呈恒阻抗特性,使得在电压低时,无法提供所需的无功支持,应付突发事件的能力较弱;而且占地面积小,避免系统引发振荡的弊端。TSC的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定,在电压低时仍能提供较强的无功支撑,并且可从感性到容性全范围内连续调节,使得其无功输出得到很大的提高;因TSC的灵活调压,还可以大大减少变压器分接头的切换次数,从而减少分接头故障次数。另外,TSC还可以抑制电压闪变,提高系统暂态稳定水平,结合我国的国情和已有的技术,发展TSC应是解决我国电压稳定问题的有效手段,并且也是改善电能质量技术发展的主要方向。
  
  目前城市和农村配网存在低功率因数和谐波污染问题。大量无功电流在电网中的流动会导致线路损耗增大,变压器利用率降低,用户电压跌落严重。谐波污染则会使用电设备所处的环境恶化,也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。谐波对公用电网和其他系统的危害大致由以下几个方面:
  
  (1)谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率,大量的三次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾;
  
  (2)影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以致损坏;
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  (3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,使谐波危害大大增加,甚至引起严重事故;
  
  (4)谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不准确;
  
  (5)谐波对临近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致信息丢失,使通信系统无法正常工作。
  
  所以说改变电能质量,是我国目前大力重视的问题。
  
  参考文献
  
  1:奥地利GeorgeJ.Wakileh《PowerSystemsHarmonicsFundamentalsAnalysis
  
  AndFilterDesign》北京机械工业出版社,2007年
  
  2:罗安•电网谐波治理和无功补偿技术及装备北京中国电力出版社2007年
  
  3:姜齐荣,赵东元,陈建业•有源电力滤波器-结构、原理、控制
  
  北京科学出版社2008年
  
  4:逐鹿协力•滤波补偿产品手册,新乡今日出版社2008年