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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,電力用戶采用了大量時(shí)變控制的非線性設(shè)備,電能的使用范圍擴(kuò)大,電力用戶中涌入了大量的沖擊、非線性負(fù)載及不平衡負(fù)荷;新的發(fā)電方式與儲(chǔ)能方式的推廣使用、高壓直流輸電、新型控制方式,以及使用許多非線性元件對(duì)電能質(zhì)量的要求不斷提高。以上種種原因產(chǎn)生了電能質(zhì)量問(wèn)題,并嚴(yán)重影響著生活和工作生產(chǎn)。解決日益嚴(yán)重的電能質(zhì)量問(wèn)題已成為電力電子技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)和電力系統(tǒng)領(lǐng)域所面臨的重大課題之一,并受到越來(lái)越多的關(guān)注。
電能質(zhì)量問(wèn)題對(duì)電網(wǎng)及用戶設(shè)備造成的嚴(yán)重影響主要表現(xiàn)為:
電壓波動(dòng)
會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻,并危及電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行,影響產(chǎn)品質(zhì)量,引起照明的“閃變”,使人眼疲勞而降低工效。電壓波動(dòng)和閃變還會(huì)對(duì)數(shù)字系統(tǒng)形成干擾,造成誤動(dòng)。
電網(wǎng)諧波含量增加
導(dǎo)致電氣設(shè)備壽命縮短,甚至損壞,網(wǎng)損加大,系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振的可能性增加,同時(shí)可能引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng),儀表指示和電度計(jì)量不準(zhǔn)以及通信受干擾等一系列問(wèn)題。
三相電壓不平衡
會(huì)引起電機(jī)附加振動(dòng)力矩和發(fā)熱,變壓器漏磁增加和局部過(guò)熱,電網(wǎng)線損增大,干擾通訊以及多種保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)等。
電壓暫降
主要影響工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)電壓敏感的電氣設(shè)備的正常工作,甚至造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此,電壓暫降已成為現(xiàn)代電力用戶面臨的最嚴(yán)重的電磁干擾問(wèn)題之一。
改善與治理迫在眉睫
調(diào)查顯示,每年因電能質(zhì)量擾動(dòng)和電氣環(huán)境污染引起的經(jīng)濟(jì)損失非常驚人。美國(guó)電力科學(xué)研究院EPRI的報(bào)告指出,全美因諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題造成的損失每年達(dá)幾百億美元以上。在中國(guó),根據(jù)2005年由國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)主辦的“中國(guó)電能質(zhì)量行業(yè)現(xiàn)狀與用戶行為調(diào)研報(bào)告”,在調(diào)查的32個(gè)行業(yè)共92家企業(yè),有49家企業(yè)因電能質(zhì)量問(wèn)題造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2.5億元~3.5億元。%~56%,我國(guó)目前的電能使用效率只有35%左右,很重要的原因就是電能質(zhì)量低下所導(dǎo)
有關(guān)資料表明,日本電能的使用效率在56%左右,美國(guó)為52%,歐洲為52致。如果全國(guó)大范圍提高電能質(zhì)量,以此提高電能的使用效率,將對(duì)節(jié)能減排起到非常重要的作用。
我國(guó)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)日漸完善
“目前國(guó)內(nèi)缺乏相應(yīng)強(qiáng)制實(shí)行標(biāo)準(zhǔn),使得國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題的認(rèn)識(shí)非常淡薄,往往是電能質(zhì)量影響正常生產(chǎn)或出現(xiàn)事故后,才意識(shí)到需要進(jìn)行電能質(zhì)量的治理。”業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為。而這嚴(yán)重影響著電能質(zhì)量行業(yè)的發(fā)展。
電能質(zhì)量關(guān)系到電力系統(tǒng)及其電氣設(shè)備的安全和效率,關(guān)系到節(jié)能降耗、生產(chǎn)和生活,以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的總體效益。實(shí)施對(duì)電能質(zhì)量的科學(xué)監(jiān)管是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的重要條件之一。電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是保障電能質(zhì)量的基本技術(shù)依據(jù)。2000年以來(lái),為適應(yīng)電網(wǎng)的發(fā)展和電力市場(chǎng)的變化,國(guó)內(nèi)外均加快了對(duì)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制訂和修訂步伐。
從上世紀(jì)80年代開(kāi)始,改革開(kāi)放促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化。隨之,電能質(zhì)量問(wèn)題漸顯突出,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主管部門(mén)將制定電能質(zhì)量系列標(biāo)準(zhǔn)列為重點(diǎn)項(xiàng)目之一;同時(shí)大量引進(jìn)以IEC 61000系列為主的先進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。至今國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)及相關(guān)行業(yè)標(biāo)委會(huì)已組織了一系列電能質(zhì)量方面的標(biāo)準(zhǔn),2008年曾修訂4項(xiàng)國(guó)標(biāo),提高了標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、實(shí)用性和可操作性,做到既向國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)靠攏又符合國(guó)情。
國(guó)內(nèi)首個(gè)針對(duì)暫態(tài)電能質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布
年初,從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2013年第25號(hào)批準(zhǔn)發(fā)布公告上獲悉,由國(guó)網(wǎng)福建電科院負(fù)責(zé)編制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量電壓暫降與短時(shí)中斷》正式頒布,于2014年5月10日開(kāi)始實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)首個(gè)針對(duì)暫態(tài)電能質(zhì)量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)暫態(tài)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)空白。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電壓暫降與短時(shí)中斷的定義、事件統(tǒng)計(jì)及推薦指標(biāo)、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、評(píng)估等各方面的內(nèi)容,對(duì)規(guī)范我國(guó)電網(wǎng)電壓暫降與短時(shí)中斷的檢測(cè)和評(píng)估將起到重要作用,有利于指導(dǎo)電能質(zhì)量相關(guān)問(wèn)題治理以及敏感用戶的用電需求與生產(chǎn)活動(dòng),避免重大經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)供電企業(yè)、電力用戶、電力設(shè)備制造業(yè)均有重要的意義。
暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題的研究起步較晚,國(guó)內(nèi)剛剛有所認(rèn)識(shí),它屬于穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題的延伸,影響范圍小,但后果卻比較嚴(yán)重;暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題的實(shí)質(zhì)就是暫態(tài)電壓質(zhì)量問(wèn)題,或者電網(wǎng)遭受外來(lái)干擾侵襲及內(nèi)部故障、操作所帶來(lái)的系統(tǒng)沖擊問(wèn)題,其主要性能指標(biāo)是:電壓脈沖、浪涌、電壓跌落及瞬時(shí)電壓中斷,目前國(guó)際國(guó)內(nèi)還沒(méi)有此方面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但一般采用其指標(biāo)參數(shù)的幅值和持續(xù)時(shí)間來(lái)描述。目前,在所有暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題中,電壓跌落的影響最為普遍。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的必要補(bǔ)充和細(xì)化。近年來(lái)在電能質(zhì)量領(lǐng)域,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已受到關(guān)注并取得長(zhǎng)足進(jìn)展,隨著電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)(監(jiān)測(cè)和治理裝置等的崛起,未來(lái)這一方面必然有更快的進(jìn)展。
從目前來(lái)看,中國(guó)電能質(zhì)量治理的推動(dòng)主要由供電部門(mén)發(fā)起,全國(guó)各地的供電系統(tǒng)成為電能質(zhì)量治理的積極推動(dòng)者。而企業(yè)方面,由于對(duì)電能質(zhì)量認(rèn)識(shí)的不足以及對(duì)成本因素的考慮,對(duì)電能質(zhì)量治理表現(xiàn)出的熱情不高,這使得中國(guó)電能質(zhì)量市場(chǎng)的推動(dòng)力略顯不足。
但隨著電力電子與信息通信技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的滲透應(yīng)用,一些新型電力負(fù)荷對(duì)電能質(zhì)量的要求不斷提高,電能質(zhì)量已成為電力企業(yè)和用戶共同關(guān)心的課題。企業(yè)自身對(duì)電能質(zhì)量要求的提高,以及國(guó)家政府對(duì)電能質(zhì)量治理的推進(jìn),使得未來(lái)電能質(zhì)量治理內(nèi)在的發(fā)展動(dòng)力逐步增強(qiáng)。
國(guó)內(nèi)電能質(zhì)量設(shè)備市場(chǎng)具有巨大的發(fā)展空間和潛力,尤其作為當(dāng)前最先進(jìn)技術(shù)的靜止同步無(wú)功補(bǔ)償裝置和有源電力濾波器。隨著設(shè)備制造成本的下降,以及對(duì)電能質(zhì)量重視程度的提高,對(duì)節(jié)能減排的高度重視,國(guó)內(nèi)電能質(zhì)量設(shè)備的市場(chǎng)將具有廣闊的發(fā)展機(jī)會(huì)。