电能管理技术优秀PPT.ppt

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1、电能管理技术现在学习的是第1页，共25页电能质量n电电能能质质量是指公用量是指公用电电网供网供给给用用户户端的交流端的交流电电能的品能的品质质。n理想状理想状态电态电网网应应以恒定的以恒定的频频率、正弦波形和率、正弦波形和标标准准电压对电压对用用户户供供电电。n同同时时，在三相交流系，在三相交流系统统中，各相中，各相电压电压和和电电流的幅流的幅值应值应大小相等、大小相等、相位相位对对称且互差称且互差1201202现在学习的是第2页，共25页电能质量含义电电能能质质量含量含义义包括：包括：u电压质电压质量：量：实际电压实际电压与理想与理想电压电压的偏差的偏差u电电流流质质量：与量：与电压电压有密

2、切关系的有密切关系的电电流流变变化，交流化，交流电电源有恒定源有恒定频频率、正弦波形率、正弦波形的要求外，的要求外，还还要求要求电电流波形与供流波形与供电电压电电压同相位以保同相位以保证证高功率因素运行高功率因素运行u供供电质电质量：其技量：其技术术含含义义是指是指电压质电压质量和供量和供电电可靠性，非技可靠性，非技术术含含义义是是指服指服务质务质量。量。3现在学习的是第3页，共25页电能质量主要研究课题解决解决电电能能质质量主要研究量主要研究课题课题包括：包括：u谐谐波波对电对电网网电电能能质质量量污污染的影响并采取相染的影响并采取相应应的的对对策。策。由于由于钢铁钢铁等金属熔等金属熔炼炼，

3、化工行，化工行业业整流整流设备设备的增加，大功率晶的增加，大功率晶闸闸管整流装置及管整流装置及电电力力电电子器件的子器件的应应用，使公用用，使公用电电网的网的谐谐波日波日趋严趋严重，重，电电源波形源波形严严重畸重畸变变u研究研究谐谐波波对电对电力力计计量装置的影响并采取相量装置的影响并采取相应应的措施。的措施。u加加强电强电能能质质量控装置的研制。量控装置的研制。电电能能质质量控制装置的基本功能是要在极量控制装置的基本功能是要在极恶恶劣的供劣的供电电条件下改善条件下改善电电能能质质量，量，保保证证供供电电压电电压、电电流的流的稳稳定、可靠，在定、可靠，在谐谐波干波干扰产扰产生的瞬生的瞬间间能立

4、即将其抑能立即将其抑制或消除。制或消除。4现在学习的是第4页，共25页电力系统频率n电电力系力系统频统频率率指指电电力系力系统统统统一允一允许许参数，国参数，国标标 电电力系力系统频统频率允率允许许偏差偏差 以以50Hz50Hz正弦波作正弦波作为电为电力系力系统统的的标标准准频频率（工率（工频频）规规定定电电力正常的力正常的频频率率为为50Hz0.2Hz50Hz0.2Hz。当系。当系统统容量容量较较小小时时，可放，可放宽宽到到50Hz0.5Hz50Hz0.5Hz。n实际实际运行中，各跨省运行中，各跨省电电力系力系统频统频率的允率的允许许偏差都保持在偏差都保持在0.10.10.1Hz0.1Hz。

5、因此，。因此，电压频电压频率在率在电电能能质质量中最有保障。量中最有保障。5现在学习的是第5页，共25页电压允许偏差n供供电电压电电压允允许许偏差是指偏差是指电压电压偏离其偏离其额额定定值值的百分比。的百分比。n35kV35kV及以上和及以上和对电压对电压有特殊要求的用有特殊要求的用户户 额额定定电压电压的的555 5n10kV10kV及以下高及以下高压压供供电电和低和低压电压电力用力用户户 额额定定电压电压的的7%7%7 7n低低压压照明用照明用户户额额定定电压电压的的5 5 10106现在学习的是第6页，共25页三相电压不平衡度n三相不平衡度是指系三相不平衡度是指系统统中三相中三相电压电压

6、的不平衡程度，用的不平衡程度，用电压电压或或电电流流负负序序分量与正序分量的均方根百分比表示。分量与正序分量的均方根百分比表示。n三相三相电压电压不平衡（即存在不平衡（即存在负负序分量）会引起序分量）会引起继电继电保保护误动护误动、电电机附加振机附加振动动力矩和力矩和发热发热。n额额定定转转矩的矩的电动电动机，如机，如长长期在期在负负序序电压电压含量含量4 4的状的状态态下运行，下运行，由于由于发热发热，电动电动机机绝缘绝缘的寿命将会降低一半，若某相的寿命将会降低一半，若某相电压电压高于高于额额定定电压电压，其运行寿命的下降将更加，其运行寿命的下降将更加严严重。重。7现在学习的是第7页，共25

7、页三相电压不平衡度n三相三相电压电压允允许许不平衡度規定不平衡度規定电电力系力系统统公共公共连连接点正常接点正常电压电压不平衡度允不平衡度允许值为许值为2 2n同同时规时规定了短定了短时时的不平衡度不得超的不平衡度不得超过过4 4短短时时允允许值许值是指任何是指任何时时刻均不能超刻均不能超过过的限制的限制值值，以保，以保证继电证继电保保护护和自和自动动装置正确装置正确动动作。作。n对对接入公共接入公共连连接点的每个用接点的每个用户户引起引起该该点正常点正常电压电压不平衡度允不平衡度允许值许值一般一般为为1.31.3。8现在学习的是第8页，共25页电压波动和闪变n电压电压波波动动和和闪变闪变指指

8、电压电压幅幅值值在一定范在一定范围围内内有有规则变动规则变动时时，电压电压最大最大值值与最小与最小值值之差相之差相对额对额定定电压电压的百分比的百分比或或电压电压幅幅值值不超不超过过0.9p.u.1.1p.u.0.9p.u.1.1p.u.（标标幺幺值值）的一系列随即）的一系列随即变变化。化。这这种种电压变电压变化被称化被称为闪变为闪变，以表达，以表达电压电压波波动对动对照明灯的照明灯的视觉视觉影响。影响。因此，因此，闪变闪变是是说说明明对对不同不同频频率率电压电压波波动动引起灯引起灯闪闪的敏感度及引的敏感度及引起起闪变闪变刺激性程度的刺激性程度的电压电压波波动值动值，是人眼，是人眼对对灯灯闪闪

9、的一种主的一种主观观感感觉觉。9现在学习的是第9页，共25页电压谐波n电压谐电压谐波是指波是指电电力系力系统统各公共各公共连连接点的接点的电压谐电压谐波含有率允波含有率允许许值值n其目的是将其目的是将电电网的网的谐谐波波电压电压限制到限制到对对所有用所有用电设备电设备不致造成有害不致造成有害影响的水平（兼容水平），保影响的水平（兼容水平），保证对证对接入接入电电网的用网的用户户都有合适的供都有合适的供电电质质量，并提出了量，并提出了电电网网谐谐波的兼容水平、波的兼容水平、规规划水平和划水平和发发射水平三个方射水平三个方面的面的标标准准n间谐间谐波波是指不是工是指不是工频频频频率整数倍的率整数倍

10、的谐谐波。波。间谐间谐波往往由波往往由较较大的大的电压电压波波动动或冲或冲击击性非性非线线性性负负荷所引起，所有非荷所引起，所有非线线性的波性的波动负动负荷荷如如电电弧炉、弧炉、电焊电焊机，各种机，各种变频调变频调速装置，同步串速装置，同步串级调级调速装置及感速装置及感应电动应电动机等均机等均为间谐为间谐波源，波源，电电力力载载波信号也波信号也认为认为是一种是一种间谐间谐波。波。n间谐间谐波源的特点是放大波源的特点是放大电压闪变电压闪变和和对对音音频频干干扰扰，影响，影响电视电视机画机画面及增大收音机的噪声，造成感面及增大收音机的噪声，造成感应电动应电动机振机振动动及异常及异常10现在学习的是

11、第10页，共25页电能质量优化管理系统n电电能能质质量量优优化管理系化管理系统统对电对电力系力系统统供供电电压电电压、电电流及功率因数三个主要流及功率因数三个主要电电能能质质量参数的量参数的优优化控化控制與均衡制與均衡调节调节的管理的管理n电压质电压质量管理量管理 对输对输入入电压电压参数取参数取样样，并与，并与标标准准设设定定电压进电压进行比對，根据比行比對，根据比较值较值的高低的高低决定决定电压调电压调整方向与幅度整方向与幅度由串由串联联在管理系在管理系统统上主回路之极性上主回路之极性转换转换式式电压电压模模块块，改，改变输变输出出电压电压的幅的幅值值，確保，確保经过经过系系统统后的后的输

12、输出出电压稳电压稳定于定于标标准准电压电压范范围围。11现在学习的是第11页，共25页电能质量优化管理系统n电电流流质质量管理量管理电电力力负载设备负载设备常存在如可控硅常存在如可控硅设备设备、电电弧弧设备设备、电电感或感或电电容容类电类电子子设备设备等非等非线线性性负负载载。将使。将使线线路中路中电电流流谐谐波增加，波增加，电电流波形畸流波形畸变变，增加，增加线线路与路与设备损设备损耗。耗。电电能能质质量管理系量管理系统统中的中的电电流管理模流管理模块块与与谐谐波波滤滤波系波系统统可以可以对线对线路中路中电电流流谐谐波波进进行有行有效效过滤过滤，通，通过过均衡均衡电电抗与抗与滤滤波波电电容的

13、使用抑制、吸收有害的容的使用抑制、吸收有害的谐谐波波电电流流同同时时達成達成对对尖峰尖峰电电流和浪涌流和浪涌电电流抑制，流抑制，净净化供化供电电电电流，使流，使电电流品流品质质提升，提升，避免避免谐谐波造成的損失。波造成的損失。n无功无功补偿优补偿优化管理化管理 电电能能质质量量优优化管理系化管理系统对统对高高频电频电容容补偿补偿回路，具有无功回路，具有无功补偿补偿作用作用使整个供使整个供电线电线路功率因数提高，确保功率因数达到高路功率因数提高，确保功率因数达到高电电力力标标准。准。12现在学习的是第12页，共25页1.調整電壓幅調整電壓幅值值所取得的節電效應所取得的節電效應n由於採用電磁平衡

14、技術調整用電設備上電壓的平衡度和穩定性，因而有著如下的由於採用電磁平衡技術調整用電設備上電壓的平衡度和穩定性，因而有著如下的節電效應：節電效應：n從系統圖可看出用電運行電壓從從系統圖可看出用電運行電壓從U1U1調為調為U2U2時，按公式時，按公式P=U/RP=U/R可得在純電阻的照可得在純電阻的照明、電熱負荷中的節電率明、電熱負荷中的節電率為：為：n如果：如果：U2=0.94U1U2=0.94U1則則=11.6%=11.6%，U2=0.92U1U2=0.92U1則則=15.4%=15.4%13现在学习的是第13页，共25页2.三相電壓不平衡度對電動機獲得的節電效應三相電壓不平衡度對電動機獲得的

15、節電效應n在三相電壓幅在三相電壓幅值值相等時，一般三相電壓是平衡的，其各相電壓向量也相等時，一般三相電壓是平衡的，其各相電壓向量也相差相差120120，但在三相電壓不平衡時，則，但在三相電壓不平衡時，則產產生負序電壓和零序電壓生負序電壓和零序電壓分量。分量。14现在学习的是第14页，共25页3.減少了電動機的起動電流的節電效應減少了電動機的起動電流的節電效應15现在学习的是第15页，共25页5.高次諧波（特別是三次諧波）節電效應 n消減高次諧波（特別是三次諧波）的節電效應消減高次諧波（特別是三次諧波）的節電效應通常一些用通常一些用戶戶總是因為在系統網絡中出現多種高次諧波分量（特別是靠近有大型整

16、流負荷或大型總是因為在系統網絡中出現多種高次諧波分量（特別是靠近有大型整流負荷或大型多極水輪發電機附近的用多極水輪發電機附近的用戶戶最為嚴重）不但使電動機的損耗加大，亦影響了電度錶或其他計最為嚴重）不但使電動機的損耗加大，亦影響了電度錶或其他計量裝置的準確度。安裝本裝置後可消減一半數量以上的高次諧波分量，也起到一定程度的節量裝置的準確度。安裝本裝置後可消減一半數量以上的高次諧波分量，也起到一定程度的節電效果。根據一些受諧波影響比較嚴重的用電效果。根據一些受諧波影響比較嚴重的用戶戶波形圖（附某工廠用電負荷的諧波曲線圖）看出，波形圖（附某工廠用電負荷的諧波曲線圖）看出，可從原來安裝前的可從原來安裝

17、前的7.5%U17.5%U1高次諧波分量降為安裝後的高次諧波分量降為安裝後的3.5%U13.5%U1數數值值。16现在学习的是第16页，共25页6.系統的閃變現象（系統的閃變現象（Flicker）176.消減了系統出現的閃變現象（消減了系統出現的閃變現象（Flicker)上的電壓穩定，電壓擾動有時甚至長達半天以上，安裝本裝置後可基本平衡了電壓的波動，這是由於本裝置採上的電壓穩定，電壓擾動有時甚至長達半天以上，安裝本裝置後可基本平衡了電壓的波動，這是由於本裝置採用了最理想的磁性材料和特殊的結線來平衡了電流或電壓的瞬間變動。由於用了最理想的磁性材料和特殊的結線來平衡了電流或電壓的瞬間變動。由於E

18、E發生發生=-U=L=-U=L（d/dtd/dt）使工作線路）使工作線路上的電壓得到緩慢的升降，這對用電設備起到了一定程度的保護作用，使用電線設備免受了系統中的浪湧電上的電壓得到緩慢的升降，這對用電設備起到了一定程度的保護作用，使用電線設備免受了系統中的浪湧電壓的損害，並對一些工藝水平較高的工廠壓的損害，並對一些工藝水平較高的工廠產產成品的合格率得到提高從而增加了效益。成品的合格率得到提高從而增加了效益。回到最上回到最上现在学习的是第17页，共25页电能质量n电电能能质质量是指公用量是指公用电电网供网供给给用用户户端的交流端的交流电电能的品能的品质质。n理想状理想状态电态电网网应应以恒定的以恒

19、定的频频率、正弦波形和率、正弦波形和标标准准电压对电压对用用户户供供电电。n同同时时，在三相交流系，在三相交流系统统中，各相中，各相电压电压和和电电流的幅流的幅值应值应大小相等、相位大小相等、相位对对称且互差称且互差12012018现在学习的是第18页，共25页电压偏差供供电电压电电压偏差是指偏差是指电压电压偏离其偏离其额额定定值值的百分比。的百分比。u35kV35kV及以上及以上 额额定定电压电压的的555 5u10kV10kV及以下高及以下高压压供供电电和低和低压电压电力用力用户户 额额定定电压电压的的7%7%7 7u低低压压照明用照明用户户额额定定电压电压的的5 5 101019现在学习

20、的是第19页，共25页工业电能問題n电电力品力品质质低低电电能能质质量差主因量差主因1 1、瞬、瞬变电压变电压和浪涌和浪涌电电流的影响流的影响企企业业用用电设备电设备数量多、启数量多、启动频动频繁、繁、负负荷荷变变化大，容易引起瞬化大，容易引起瞬变电压变电压和浪涌和浪涌电电流流对电对电网冲网冲击击，严严重威重威胁胁其它其它设备设备的正常运行，的正常运行，导导致致电电机的温升和机的温升和电电表表转转速速加快而浪加快而浪费电费电能，系能，系统统用用电电效率下降。效率下降。2 2、谐谐波的影响波的影响工工业业使用整流器、使用整流器、变频变频器、可控硅等非器、可控硅等非线线性性设备设备，会，会产产生大

21、量的生大量的谐谐波，使系波，使系统电统电压压和和电电流的波形畸流的波形畸变变，恶恶化化电电力品力品质质，不但危害，不但危害电电网，增加网，增加电电耗，也影响用耗，也影响用电电安全安全和和设备设备使用寿命。使用寿命。20现在学习的是第20页，共25页工业电能問題3 3、供、供电电压电电压不不稳稳定定工工业输变电业输变电网系网系统负统负荷大、分布广，用荷大、分布广，用电电高峰期和低谷期分布高峰期和低谷期分布时时段非常段非常明明显显。因在用因在用电电高峰和低谷高峰和低谷时时段段电压电压波波动动很大，導致很大程度的很大，導致很大程度的电电能浪能浪费费，同同时时会会恶恶化用化用电电品品质质，影响到用，影

22、响到用电设备电设备的使用寿命和用的使用寿命和用电电安全。安全。电压电压波波动动幅幅值值範圍範圍0.9p.u.1.1p.u.0.9p.u.1.1p.u.变变化。化。21现在学习的是第21页，共25页 電壓波動n由於採用電磁平衡技術調整用電設備上電壓的平衡度和穩定性：由於採用電磁平衡技術調整用電設備上電壓的平衡度和穩定性：n從系統圖可看出用電運行電壓從從系統圖可看出用電運行電壓從U1U1調為調為U2U2時，按公式時，按公式P=U/RP=U/R可得在純電阻可得在純電阻的照明、電熱負荷中的節電率的照明、電熱負荷中的節電率為：為：n如果：如果：U2=0.94U1U2=0.94U1則則=11.6%=11.

23、6%，U2=0.92U1U2=0.92U1則則=15.4%=15.4%22现在学习的是第22页，共25页 三相電壓不平衡n在三相電壓幅在三相電壓幅值值相等時，一般三相電壓是平衡的，其各相電壓向量相等時，一般三相電壓是平衡的，其各相電壓向量也相差也相差120120，但在三相電壓不平衡時，則，但在三相電壓不平衡時，則產產生負序電壓和零生負序電壓和零序電壓分量。序電壓分量。23现在学习的是第23页，共25页高次諧波效應 n消減高次諧波（特別是三次諧波）的節電效應消減高次諧波（特別是三次諧波）的節電效應通常在系統網絡中出現多種高次諧波分量，使電動機的損耗加大，安裝電能管理系統可消減高次諧波分量，通常在

24、系統網絡中出現多種高次諧波分量，使電動機的損耗加大，安裝電能管理系統可消減高次諧波分量，達成節電效果。達成節電效果。24现在学习的是第24页，共25页供電系統閃變25系統閃變現象（系統閃變現象（FlickerFlicker)電壓擾動有時長達半天以上，平衡了電流或電壓的瞬間變動使工作線路上的電壓得到緩慢的電壓擾動有時長達半天以上，平衡了電流或電壓的瞬間變動使工作線路上的電壓得到緩慢的升降，這對用電設備起到了一定程度的保護作用，使用電線設備免受了系統中的浪湧電壓的損升降，這對用電設備起到了一定程度的保護作用，使用電線設備免受了系統中的浪湧電壓的損失，從而提升電力效益。失，從而提升電力效益。现在学习的是第25页，共25页