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電能質量測試和分析方法的探討
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作為大型的電能質量測試分析與評估主要包括以下五個方面的內容:1、公用電網公共供電點的電能質量監測;2、干擾負荷測試與評估;3、電能質量糾紛測試;4、電力設備電磁兼容測試;5、電能質量控制裝置對電能質量改善效果的測試和評估。對于常規的電能質量測試主要是針對前面的兩點,主要測試項目包括:頻率偏差,諧波電壓,諧波電流,電壓偏差,三相不平衡度,電壓波動與閃變等電能質量參數。明確了測試內容和項目,我們可以初步得出以下的主要測試方法和步驟:

1、取得用戶供電線路圖資料,即詳細線路接線圖(包括電源點、高壓進線和低壓配電系統);在目前的供電模式下,大量的工商業用戶普遍是10kV接入系統,但是存在變電站一條出線上接入多個用戶的現象,因此電能污染源有可能是自身引起,也有可能來自電源接入點的外界系統,因此詳細的線路結構圖有助于分析電能質量的污染源。

2、取得用戶負載信息,包括負載容量和數量、負載類型以及負載運行、投切的時變規律;包括用戶的無功補償系統的信息。根據我們的實施經驗,用戶資料的詳細程度直接影響后期的測量和分析,因此這兩項工作需要用戶的密切配合,尤其是針對一些特殊負載,要掌握其特定的用電曲線類型。我國對用戶的電能質量分析主要基于實際的測量,而日本目前的做法是基于按照實際負載進行計算分析,它們把用戶負載類型根據應用場合和電路種類分為九種類別十九種子類,每種子類負載對應各自的諧波含量,這樣根據用戶負載的類型和數量即可以得出該用戶的電能質量情況。而不需進行實際的測量,該種方法對于新建用戶尤其實用。由此可以看出,不管是基于哪種方法用戶負載信息的詳盡和準確是至關重要的。

3、獲取用戶在用電過程中遇到的供電問題匯總,這些匯總的供電問題可能是由于電能質量引起的,也可能是由于其他原因引起的;但是必須全面了解各方面可能存在的隱患,才有利于后期的綜合分析。

4、根據以上資料,確定進行電能質量測試的測點位置。測點位置的選擇首先基于電能污染源的來源方向。從諧波源來源于用電用戶考慮,測點的選擇一般按照以下原則進行,一是用戶的進線處,因為該處是用戶用電系統和外界電網的交匯處,可以將該處的電能質量作為參考點和其他處的進行比較,從而發現諧波源。二是特定負載處,這里所指的特定負載是指已確認為容量相對較大(一般取該線路總容量的20%衡量)的非線性負載。因為該類負載大多數會對整個供電系統的電能質量產生極大影響。從諧波源來源于整個外界電網來考慮,按照前面提到的國標當中,對于針對供電也即是電網的不同衡量指標,測點的選擇也有所不同,對于供電電壓允許偏差,衡量點為供用電產權分界處或電能計量點;對于電壓波動和閃變,衡量點為電網公共連接點(PPC);對于公用電網諧波,衡量點為PCC,并取實測的95%概率值很為測試結果。

5、根據以上資料,確定測試儀器和測試方法;目前主要的測試方法分為兩種:一種是利用便攜式儀器進行階段性測試,主要針對負載變化率較小,并且供電情況比較穩定的場合,短期的測試即可以捕捉到存在的供電問題,類似的測試儀器包括CA8230,CA8334,FLUKE41b,FLUKE434等;另外一種是利用在線式測量終端儀器和計算機監控系統進行長時間的(比如7*24)數據監測和分析,測點的記錄可以根據負載的特性進行,一般分為定期式記錄和觸發式記錄。定期式記錄時間間隔一般定為1秒—15分鐘,步長為一秒。觸發式記錄可以預期設定閥值,觸發技術是為了在紛雜的電能質量測試工作中記錄有效信息的解決辦法。觸發功能是指通過對某一電氣參數的取值范圍的設定,以決定該電氣參數在某一時刻的具體性質。因此通過有效的觸發設置,即可以從根本上即解決冗余信息的困擾。全面的觸發功能設定會對檢測工作起到事半功倍的效果。觸發記錄又包括兩大方面的觸發功能,如電壓,電流波形,有效值等時域參量的觸發功能,這也是很多電能質量儀器具有的觸發功能;另一種觸發功能是頻域參量的觸發,如針對單次諧波的電壓,電流觸發,總畸變率的觸發。通過這些觸發功能的有機結合,我們可以有針對性地發現存在的電能質量問題。在線式監測方法可以全面獲取用戶的電能質量信息,尤其是可以通過長期的在線監測可以獲取諸如電流沖擊波動、電壓閃變等偶然信息。

6、對獲取的測試數據和圖表進行分析,分析數據的標準主要參考兩個方面,一方面結合對于供電電能質量的強制標準,的強制標準主要用來約束供電企業在供電質量和用電企業在用電方面的污染情況;另一方面結合用戶實際的用電電能質量要求,用戶的自身電能質量要求高于標準的主要是由于所采用的生產設備、工藝流程對供電質量要求較高,這類用戶一般有改善電能質量的自發性需求,因此很有可能成為諧波治理項目的潛在用戶。分析的結果一般以報表和棒圖的形式體現,數據的內容一般包括實測結果和國標的對比或者是電能質量治理前后的數據比較。這樣便于直觀定性比較和定量分析。

7、根據分析的結果,確認存在的供電問題提出綜合治理意見。對于用戶自發提出的治理要求,需要先對用戶用電系統和設備進行深入細致的評估調查與測試,充分了解生產工藝的具體要求、敏感設備的電氣性能,將電能質量問題的范圍縮到很小,提出切實可行、以很經濟可行、成本很低的治理方案,進行專業和綜合治理。



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