簡析電能質量在線監測裝置
2022-09-16
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1、概述
對于大多數工程師來說，電能質量的概念與將電網饋送到設施中的設備的交流線路的特性有關。但“電能質量”一詞的變體現在不僅可以指交流線路，還可以指連接到交流電源的設備的屬性。因此，回顧電能質量的基礎知識及其一些較新的解釋可能會有所幫助。
2、電能質量的基礎知識
（1）頻率因素引起的電能質量問題：首先考慮一個“理想的”三相電力系統。這里電流與每相電壓同相，相電壓和電流正好相隔 120°，并且彼此相等，電壓和電流正弦波不失真，源阻抗為零，因此負載處的事件不影響源電壓，實際頻率等于標稱頻率。
當然，現實世界中沒有任何電力系統是理想的。存在可接受的偏差范圍。
（2）功率因數引起的電能質量問題：交流系統中存在的電抗使電壓和電流正弦波彼此異相。電壓以感抗超前電流，電流以容抗超前電壓。低功率因數往往出現在包含大量電機或其他感應負載的工業設施中。對于低功率因數負載，電力公司通常會向大型工業和商業客戶收取更高的費用。
（3）三相不平衡引起的電能質量問題：當單相負載（照明、辦公設備等）在每相上吸收不等量的電流時，三相電力系統會出現不平衡。這種負載會對中性線造成更大的壓力。理想情況下，負載是平衡的，這意味著電壓和電流相位彼此之間正好相差 120°，盡管電流可能與電壓不同相。平衡的三相四線 Y 形系統中性線上的電流為零。不平衡系統中中性線上的電流量隨著不平衡而增加，可能導致過熱和火災風險。
由不平衡電壓驅動的電機會產生一種稱為反扭矩的現象，其中小的電機扭矩與電機旋轉方向相反。因此，傳遞給電機的部分會對其自身產生不利影響。
（4）諧波引起的電能質量問題：諧波是包含非線性負載的電路中出現的一種波形失真，主要以開關電源為特征。這些非線性負載可能會在交流輸入上施加更高頻率的正弦波，從而以廢熱的形式導致功率損失。諧波產生的多余熱量可能對電力系統有害。變壓器特別容易受到諧波渦流造成的損壞，諧波渦流在鐵芯中循環并產生過多的熱量。
諧波是主頻率的倍數，在美國是 60 Hz 例如，60 Hz 系統中的三次諧波為 180 Hz，五次諧波為 300 Hz。電能質量計可以顯示每個諧波頻率的大小。他們還可以讀出總諧波失真 (THD) 和總需量失真 (TDD) 以提供單個諧波失真測量，而不是整個頻譜。
3、如何解決電能質量問題
（1）江陰和源電能質量在線監測裝置：電能質量在線監測裝置是收集、分析并將原始測量數據解釋為有用信息的過程，建立完善的電能質量監測系統，對整個電力系統的電能質量管理是十分重要的，是對電力系統進行治理其電能質量的前提條件。電能質量在線監測裝置產品是電網實現對電網系統有效監管的設備，只有對反映電能質量指標的參量進行準確、實時的測量，才能為實現對電能質量問題的解決提供可靠的數據依據。
（2）江陰和源電能質量治理：電能質量治理的核心是能夠對所供應的電力進行控制、變換，為用戶或負荷提供質量合格、性能穩定、符合要求的電力，其中無功補償與諧波技術是電能質量治理的關鍵支撐技術。電能質量治理設備，如無功補償裝置、諧波治理設備等，從電壓、諧波、功率因數等方面對電能質量問題進行修正和完善。
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