交流變頻調(diào)速對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濱州供電公司 山東濱州 256610

摘要：隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，電網(wǎng)電能的應(yīng)用已經(jīng)深入到各家各戶，已經(jīng)成為世界最為廣泛使用的能源之一，其應(yīng)用程度甚至可以成為一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平的主要標(biāo)志，隨著人們對(duì)電能越來(lái)越多的需求，電網(wǎng)電能的質(zhì)量也越來(lái)越受到相關(guān)部門和人民大眾的關(guān)注。交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用在一定范圍內(nèi)解決了電網(wǎng)電能頻率和電壓偏差而產(chǎn)生的的高負(fù)荷運(yùn)作，提高了電網(wǎng)電能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)性，本文通過(guò)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的描述，希望能對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的控制有一定的幫助。

關(guān)鍵詞：交流變頻調(diào)速技術(shù)；電網(wǎng)電能；影響

引言

在如今快節(jié)奏的生活當(dāng)中，電網(wǎng)電能是各個(gè)工作領(lǐng)域生產(chǎn)、發(fā)展、工作的重要基礎(chǔ)，如果電網(wǎng)電能系統(tǒng)癱瘓，必定會(huì)給不同領(lǐng)域的工作造成極大的損失。而如今電網(wǎng)電能的故障主要出現(xiàn)在電壓、電流、供電和用電質(zhì)量這四方面，其中電流質(zhì)量是影響電網(wǎng)電能運(yùn)作的基本要求，電流頻率和波形的穩(wěn)定都是影響電網(wǎng)電能的重要因素。而交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用能夠在電網(wǎng)電能在電流波形和供電電壓上提供保證，提高電網(wǎng)電能的質(zhì)量。

一、交流變頻調(diào)速設(shè)計(jì)對(duì)于電網(wǎng)電能系統(tǒng)的意義

交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)前科技發(fā)展最為迅猛的技術(shù)之一，電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史性的革命和創(chuàng)新，即交流變頻調(diào)速取代了直流調(diào)速，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)，電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)節(jié)點(diǎn)、改善工藝流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量的一種主要應(yīng)用手段，而交流變頻調(diào)速作為一種作用于電機(jī)內(nèi)部電流上的技術(shù)，它在電能領(lǐng)域中也起到了很大的影響。

近年來(lái)，隨著電能的應(yīng)用，電力的發(fā)展，電網(wǎng)電能系統(tǒng)已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的電力供應(yīng)模式，實(shí)現(xiàn)了電力的統(tǒng)一輸送管理，使電力配送工作更加便捷。但是，電網(wǎng)電能系統(tǒng)并不是沒(méi)有缺點(diǎn)，電流一直以來(lái)是影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的關(guān)鍵因素，電流在流通過(guò)程中頻率、正弦波形的數(shù)值和形狀都是影響電網(wǎng)電能質(zhì)量重要指標(biāo)，交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證電網(wǎng)電能系統(tǒng)在運(yùn)作過(guò)程的中電流質(zhì)量，避免因?yàn)殡娏鞑贿_(dá)標(biāo)而引起的電網(wǎng)電能質(zhì)量問(wèn)題。

二、電網(wǎng)電能質(zhì)量的指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)

電網(wǎng)電能質(zhì)量是當(dāng)前電力系統(tǒng)的主要影響因素，電網(wǎng)電能質(zhì)量能夠?qū)φ麄€(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)作都有著關(guān)鍵性的影響。

2.1電網(wǎng)電能質(zhì)量指標(biāo)

電網(wǎng)電能質(zhì)量指標(biāo)是電能質(zhì)量各個(gè)方面的具體描述，不同的指標(biāo)有不同的定義，參考國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，從電磁現(xiàn)象及相關(guān)作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現(xiàn)象分類如下：

（1）低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象包括諧波、簡(jiǎn)諧波、信號(hào)電壓、電壓波動(dòng)、電壓暫降與短時(shí)斷電、電壓不平衡、電網(wǎng)頻率變化、低頻感應(yīng)電壓和交流網(wǎng)絡(luò)中的直流的干擾。

（2）低頻輻射現(xiàn)象：包括磁場(chǎng)和電廠的干擾。

（3）高頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：感應(yīng)連續(xù)波電壓與電流、單向瞬態(tài)、震蕩瞬態(tài)。

（4）高頻輻射現(xiàn)象：包括磁場(chǎng)、電廠、電磁場(chǎng)中的連續(xù)波和瞬態(tài)。

（5）靜電放電現(xiàn)象

對(duì)于以上電網(wǎng)電能的質(zhì)量指標(biāo)，都是根據(jù)電網(wǎng)電能系統(tǒng)在傳導(dǎo)和輻射方面頻率和電流的不同來(lái)進(jìn)行分類的，保護(hù)電能質(zhì)量即使相關(guān)部門的工作責(zé)任，也是用戶應(yīng)盡的義務(wù)。電網(wǎng)電能相關(guān)部門應(yīng)該積極了解各種電能質(zhì)量問(wèn)題并制定有效的預(yù)防措施并加以抑制。

2.2電網(wǎng)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1頻率質(zhì)量

頻率是電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)電網(wǎng)電能系統(tǒng)的正常運(yùn)行有重要的影響，一個(gè)電力系統(tǒng)只有一個(gè)頻率。我國(guó)和世界上大多數(shù)國(guó)家電力系統(tǒng)的頻率相同，都為50Hz，大多數(shù)國(guó)家的規(guī)定頻率偏差在0.1Hz到0.3Hz之間，在我國(guó)，規(guī)定300KW以上的電力系統(tǒng)的頻率偏差不可以超過(guò)0.2Hz，而功率為300KW以下的容量較小的電力系統(tǒng)的頻率規(guī)定不可以超過(guò)0.5Hz。由于大型電力控制結(jié)構(gòu)對(duì)于頻率的要求非常嚴(yán)格，所以有的國(guó)家在對(duì)頻率進(jìn)行規(guī)定的時(shí)候一般都要求，上下差距不可以超過(guò)1Hz，一旦出現(xiàn)頻率異常現(xiàn)象，將會(huì)發(fā)生系統(tǒng)跳閘現(xiàn)象，不利用電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

在電網(wǎng)電能系統(tǒng)里，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率和設(shè)備消耗以及送電設(shè)備功能的不平衡，都可能會(huì)引起電流頻率的變化，當(dāng)電能系統(tǒng)處于高負(fù)荷工作時(shí)，系統(tǒng)頻率有可能會(huì)降低或者升高，這對(duì)電能系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)造成很多不穩(wěn)定因素，發(fā)動(dòng)機(jī)出力的情況的也會(huì)引起系統(tǒng)頻率變化。當(dāng)系統(tǒng)中有備用容量的情況下，發(fā)電機(jī)出力能通過(guò)頻率的變化來(lái)適應(yīng)負(fù)荷的變化，因此，負(fù)荷變化引起的頻率偏差值較小，如果沒(méi)有沒(méi)有容量，負(fù)荷在變化過(guò)大的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)不能根據(jù)負(fù)荷的改變而做出相應(yīng)的應(yīng)變措施，就會(huì)導(dǎo)致頻率偏差過(guò)大，引發(fā)電能系統(tǒng)故障。

當(dāng)電能系統(tǒng)長(zhǎng)期處于低頻率工作模式時(shí)，對(duì)相關(guān)電能部門和用戶都會(huì)產(chǎn)生不利影響，系統(tǒng)低頻會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)低壓級(jí)葉片將由于振動(dòng)幅度過(guò)大而產(chǎn)生裂痕，甚至發(fā)生掉落事故；電廠中所有的交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，給廠內(nèi)水泵、風(fēng)機(jī)等輔助性機(jī)械的運(yùn)行功率都會(huì)大大降低，嚴(yán)重的甚至還會(huì)引起停電事故，影響質(zhì)量。

電網(wǎng)電能相關(guān)部門應(yīng)該嚴(yán)格把控頻率因素給電能質(zhì)量帶來(lái)的內(nèi)在隱患，一定要提起責(zé)任心，利用交流變頻調(diào)速技術(shù)合理的策劃頻率上升或下降的幅度，可以有效的控制電網(wǎng)電能頻率質(zhì)量問(wèn)題。

2.2.2電壓穩(wěn)定性

電力通過(guò)變壓器和配電裝置產(chǎn)生電壓降，使受電端電壓低于輸電端電壓，一般情況下，距離電源相對(duì)較勁的用戶，電壓降是越小的，用戶消耗的功率也分為兩個(gè)方面，有功和無(wú)功，如果用戶所需要的無(wú)功經(jīng)過(guò)變壓器和配電裝置送來(lái)，就會(huì)引起過(guò)大的電壓降，使用戶電壓普遍降低，用戶吸收的無(wú)功越多，導(dǎo)致用戶端的電壓越低。所以，用戶的用電功率將會(huì)影響電壓質(zhì)量。

電壓的不對(duì)稱性和非正弦性，不但會(huì)引起電壓的不穩(wěn)定，還會(huì)對(duì)電路中配電設(shè)備造成影響，在現(xiàn)代化的用電設(shè)備中，更多的運(yùn)用了交流變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)非線性負(fù)荷進(jìn)行控制，避免因?yàn)殡妷簡(jiǎn)栴}造成的電網(wǎng)電能系統(tǒng)的質(zhì)量故障。

三、交流變頻調(diào)速對(duì)電網(wǎng)電能的影響

改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的方法有很多種，交流變頻調(diào)速是現(xiàn)在大多數(shù)電網(wǎng)電能管理組織應(yīng)用的方法，交流變頻調(diào)速技術(shù)通過(guò)對(duì)電網(wǎng)電能系統(tǒng)內(nèi)部電流和電壓進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)保證電網(wǎng)電能系統(tǒng)在安全的環(huán)境中運(yùn)行。

交流變頻調(diào)速技術(shù)靈活的通過(guò)控制電能系統(tǒng)中的基本參數(shù)來(lái)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使輸送容量更接近線路的熱穩(wěn)極限，是提高輸電系統(tǒng)輸送容量的有效措施。基于電能系統(tǒng)本身的性質(zhì)，交流變頻調(diào)速技術(shù)可以通過(guò)對(duì)電路內(nèi)部電流的穩(wěn)定性、運(yùn)作性進(jìn)行時(shí)刻的監(jiān)控，利用交變電流時(shí)刻滿足因?yàn)楣β矢淖兌鴰?lái)的系統(tǒng)頻率的跳動(dòng)。

交流變頻調(diào)速技術(shù)還可以提高電壓質(zhì)量，采用無(wú)功補(bǔ)償措施，做到無(wú)功分級(jí)，即各個(gè)電壓等級(jí)、分區(qū)平衡，每個(gè)電壓發(fā)出的無(wú)功和消耗的無(wú)功平衡，每個(gè)地區(qū)發(fā)出的無(wú)功與消耗的無(wú)功平衡，盡量的減少無(wú)功遠(yuǎn)距離的輸送。交流變頻調(diào)速技術(shù)可以應(yīng)用在電容器和靜止無(wú)功補(bǔ)償器上，在大型用電裝置的作用下，電容器的規(guī)模也會(huì)增大，大型大容器的應(yīng)用會(huì)給電網(wǎng)電能施加很大的壓力，交流變頻調(diào)速技術(shù)可以通過(guò)對(duì)電壓實(shí)施多層分級(jí)調(diào)控，減少局部電壓壓力，增強(qiáng)電容器實(shí)用性，避免因?yàn)閴毫^(guò)大造成電網(wǎng)電能系統(tǒng)的癱瘓。

四、結(jié)論

交流變頻調(diào)速技術(shù)在一定程度上會(huì)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量有保護(hù)作用，在如今電能高度廣泛應(yīng)用的時(shí)代，電能的質(zhì)量問(wèn)題一刻都不能疏忽，交流變頻技術(shù)的應(yīng)用可以擺脫傳統(tǒng)電能管理模式的弊端，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)電能系統(tǒng)內(nèi)部電流和電壓以及各方面組件的控制和監(jiān)督，來(lái)使電網(wǎng)電能質(zhì)量得到了更好的保障。

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