第七章電能質量的提高與電能節約7.1電能質量概述7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.3工業企業供電系統的電壓波動及減少措施7.4電網高次諧波及其抑制7.5工業企業供電系統中的電能節約7.6工業企業供電的無功功率補償1精選課件ppt第七章電能質量的提高與電能節約7.1電能質量概述1精7.1電能質量概述

電能質量是指電氣設備正常運行所需要的電氣特性，任何導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差都屬于電能質量問題。在三相電力系統中，理想的電能質量是：（1）系統頻率恒為額定頻率；（2）三相電壓波形是三相對稱的、幅值恒為額定電壓的正弦波形；（3）三相電流波形是三相對稱的正弦波形；供電不間斷。任何與理想電能質量的偏差都屬于電能質量擾動。2精選課件ppt7.1電能質量概述電能質量是指電氣設備正常運行所需要的7.1.1電能質量擾動類型

根據擾動的頻譜特征、持續時間和幅值變化，通常將電能質量擾動劃分為如下幾個類型：

（1）暫態擾動：通常指持續時間不超過3個周波的擾動。并聯電容器投切和雷擊都會造成暫態擾動。暫態擾動又分為脈沖型和振蕩型，脈沖型暫態擾動持續時間不超過1ms，具有陡峭的上下沿；振蕩型暫態擾動持續時間一般不超過1個周波，振蕩頻率在5kHz以上。（2）短期電壓變化：包括電壓跌落、電壓突升和短暫斷電。此類擾動的持續時間通常為半個周波到1min。（3）長期電壓變化：電壓幅值長期偏離其額定值，包括電壓偏差和持續斷電。此類擾動通常持續1min以上。

7.1電能質量概述3精選課件ppt7.1.1電能質量擾動類型根據擾動7.1.1電能質量擾動類型（4）電壓波動：電壓幅值周期性下降和上升。交流電弧爐等波動負荷是電壓波動的發生源；（5）波形畸變：包括電力諧波、電壓缺口、直流偏置和寬帶噪音。

相控型電力電子裝置（如整流、逆變等電源）是引起電力諧波和電壓缺口的主要因素。（6）三相不平衡：供電電源的三相電壓不對稱或負荷三相電流不對稱，即三相幅值不等或相角差不等于120。電力機車等單相用電設備是導致三相系統不平衡的主要因素。（7）頻率變化：基波頻率偏離其額定頻率，包括頻率偏差和頻率波動，典型的頻率波動周期為10s之內。7.1電能質量概述4精選課件ppt7.1.1電能質量擾動類型（4）電壓波動：電壓幅值周期性下降7.1.2電能質量標準

由于電能質量的各種擾動相對獨立，它們對電氣設備的影響也不同，因此，分析評價電能質量整體上尚沒有一個統一的標準，而是針對不同的擾動進行不同的處理。目前我國已經頒布的電能質量標準有：GB12325-2003《電能質量供電電壓允許偏差》；GB12326-2000《電能質量電壓波動和閃變》；GB/T14549-1993《電能質量公用電網諧波》；GB/T15543-1995《電能質量三相電壓允許不平衡度》；GB/T15945-1995《電能質量電力系統頻率允許偏差》；GB/T18481-2001《電能質量暫時過電壓和瞬態過電壓》。電能質量標準是保證電網安全經濟運行、保護電氣環境、保障電力用戶正常使用電能的基本技術規范，是實施電能質量監督管理、推廣電能質量控制技術、維護供用電雙方合法權益的法律依據。7.1電能質量概述5精選課件ppt7.1.2電能質量標準7.1.3克服電能質量擾動方法

電能質量擾動是客觀存在的，它嚴重干擾著用電設備尤其是信息處理設備的正常運行。因此，一方面應該規定電網的電能質量擾動允許值，另一方面，用電設備也應該具有一定的電能質量擾動耐受容限。以電壓為例：

（1）電壓容限曲線為了防止電壓擾動造成計算機及其控制裝置的誤動和損壞，美國信息技術工業協會（ITIC）提出了電壓容限曲線，如右圖所示。若電壓落在包絡線內陰影部分，則該電壓是合格的，否則電壓是不合格的。該曲線主要與4種典型的電壓擾動相對應，包括電壓跌落、電壓突升、尖峰脈沖和斷電。譬如，按照該曲線，允許電壓出現20ms以內的短時斷電、允許出現持續1ms但幅值不超過200％的電壓尖峰脈沖、允許長期電壓偏差為10％等。7.1電能質量概述6精選課件ppt7.1.3克服電能質量擾動方法7.1.3克服電能質量擾動方法

（1）用電設備抗擾動措施

由于發電機發出的電壓是比較理想的，所以，公用電網中的電壓擾動主要是由負荷電流擾動在電網阻抗上的壓降引起的。第四章給出了供電系統電壓損失的計算公式：對于高壓供電系統而言，系統等效電抗遠大于系統等效電阻。于是，忽略電阻，上式可簡化為：上式表明，影響電壓質量的主要因素有：①負荷無功功率或無功變化量越大，對電壓質量的影響大；②電網短路容量越大，則負荷變化對電網電壓質量的影響越小。7.1電能質量概述7精選課件ppt7.1.3克服電能質量擾動方法（1）用電設備抗擾動7.1.3克服電能質量擾動方法克服的方法：①并聯無功補償可以減小負荷無功功率或負荷無功變化量；②線路串聯補償則可以降低電網感抗，提高系統短路容量。

因此，無功功率補償既是電網節能降耗的措施，也是改善電網電能質量的措施之一。

7.1電能質量概述本節結束8精選課件ppt7.1.3克服電能質量擾動方法克服的方法：77.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節

電壓偏差是指電網實際電壓偏離電網額定電壓的程度。系統運行方式的改變，或用戶負荷的變化，都會使電網上某一點的實際電壓偏離其額定電壓。為了保證供電電壓的質量，國標GB12325-2003《電能質量供電電壓允許偏差》中對其有明確的規定。35kV及以上供電電壓：電壓正、負偏差絕對值之和為10％；10kV及以下三相供電電壓：7％；220V單相供電電壓：+7％，-10％。第七章電能質量的提高與電能節約9精選課件ppt7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法

第四章我們介紹了電壓偏差與電壓損失概念。減少電壓損失就可降低電壓偏差。減少的方法：

（1）通過導線和電纜截面的選擇，可減少R0、X0從而減少電壓損失。即限制線路的電壓損失在一定范圍內。但是，X0受導線截面的影響很小所以，當時，S增大，△U％的下降不大。（2）采用并聯補償電容器，以減少——目的提高功率因數，以減少X0——經濟上不太合適。

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節10精選課件ppt7.2.1減少電壓偏差的方法（3）提高或降低U1以保證△U％在允許范圍內

采用分接開關切換一次線圈繞組方式，實現調壓目的，降低工廠電網的電壓偏移。這就是本節所講的內容。7.2.1減少電壓偏差的方法分接開關有載分接開關：無勵磁分接開關(無載調壓開關)：

在變壓器負載回路不斷電的情況下，改變變壓器線圈有效匝數的機械裝置；7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節11精選課件ppt（3）提高或降低U1以保證△U％在允許范圍內7.2.1減少電7.2.1減少電壓偏差的方法切換開關分接選擇器7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節有載分接開關調壓變壓器組成圖12精選課件ppt7.2.1減少電壓偏差的方法切換開關分接選擇器7.2工業企CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法13精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法14精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法15精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法16精選課件ppt7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法17精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法18精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法19精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法20精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法21精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法22精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法23精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法24精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法25精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法26精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法27精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法28精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法29精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法30精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法31精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法32精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法33精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法34精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其7.2.2變壓器分接頭的選擇（1）電力變壓器的分接頭及調節規律10kV0.4kVN2N10+5％－5％圖7－2變壓器的分接頭及電壓偏差U1U27.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節一般電力變壓器一次側均設有三個分接頭如左圖所示（無勵磁分接開關），設計者根據供電系統電壓變動的情況和企業用電設備對電壓水平的要求，來選擇變壓器分接頭，以保證用電設備的正常運行。圖中+5%、0%、-5%分別表示分接頭位置及電壓偏差值。其物理意義有兩種解釋方法。

35精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇（1）電力變壓器的分接頭及調節規7.2.2變壓器分接頭的選擇

②一次側接“－5％”分接頭上，二次繞組的空載電壓就變為110％，即升高5％＋5％＝10％∴U1N2=不變＝U2↑N1↓

物理意義：因為一次線圈減少，空載損耗較少，二次電源電壓升高。負號表示一次線圈減少。7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節解釋方法1：一次電壓不變，二次電壓有變化（負載影響）假設一次側輸入電壓不變為UN1，即100％UN1的電壓①

一次側接“0”分接頭時，二次繞組的空載電壓為105％UN2（UN2線路額定電壓，如35/10.5，10/0.4KV）目的:抵償變壓器滿載時，本身的電壓損失。36精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇7.2.2變壓器分接頭的選擇

③一次側接“＋5％”分接頭上根據U1N2=不變＝U2↓N1↑

二次側空載電壓降為100％UN2(5％－5％＝0)物理意義：因為一次線圈增加，空載損耗增加，二次電源電壓降低。正號表示一次線圈增加。7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節結論：＋5％——二次空載電壓＝UN2（線路額定電壓，增加0％）（線路末端電壓比額定值高時）0——二次空載電壓＝105％UN2（增加5％）（線路末端電壓為正常額定值時）－5％——二次空載電壓＝110％UN2（增加10％）（線路末端電壓為低于額定值時）簡單規律“低了低調，高了高調”37精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇③一次側接“＋5％”分接頭上7.2.2變壓器分接頭的選擇解釋方法2：一次電壓有變化（電源問題），變壓器二次負載不變，即電壓不變。①“0”點:一次為100％*UN1，二次為105％*UN2②－5％點，相當于N1↓根據不變＝,相當一次電壓減少5％即：95%*UN1（適合于電源電壓高時）（線圈小了電壓降低）③“＋5％”點，相當于N1↑根據不變,相當一次電壓增加5％即：105%%*UN1（適合于電源電壓低時）這才是我們標為＋5％，0，－5％的含義在下面的計算中，即用到第一種說法，又用到第二種說明。7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節38精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇解釋方法2：一次電壓有變化（電源7.2.2變壓器分接頭的選擇35/6.3~10.5KV（6～10KV）

(高壓線路額定電壓)6~10KV/0.4KVK

（380V）(低壓線路額定電壓)（a點電壓，二次母線）（高壓線路電壓損失）（車間變壓器電壓損失）（低壓線路電壓損失）（K點電壓，最遠處用電設備）圖7-3系統各點參數表示圖(2)如何選擇變壓器的分接頭某企業電力系統如下圖：7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節39精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇35/6.3~10.5KV7.2.2變壓器分接頭的選擇選擇變壓器的分接頭，就是選擇合理的變壓器變比，分析如下：供電線路的等值電路：變壓器的設定變比k：等值理想變壓器7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節40精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇選擇變壓器的分接頭7.2.2變壓器分接頭的選擇（1）最大負荷時（通常為額定負荷）——由于負載大，最遠處電壓UKmax降低，但不能降低太多。

下標max表示最大負荷時，變壓器、線路等各參數值，其中kmax為最大負荷時變壓器實際變比。為了保證UKmax不變，選擇的k≤kmax(k不應大于kmax)（因為，如果k>kmax,從上式看出，其U″會更小。）

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節41精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇（1）最大負荷時（通常為額定負荷7.2.2變壓器分接頭的選擇（2）最小負荷時（一般為額定負荷25％）——由于負載小，最遠處電壓UKmin增加，但不能增加太多。下標min標示最小負荷時，變壓器、線路等各參數值，其中kmin為最小負荷時變壓器實際變比。為了保證UKmin不變，選擇的k≥kmin（k應大于等于kmin）（因為，如果k<kmin,從上式看出，其U″會更大。）

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節42精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇（2）最小負荷時（一般為額定負荷7.2.2變壓器分接頭的選擇

結論：實際設定的變壓器變比k應滿足下列條件：*

kmax≥k≥kmin

(7-3)這樣，在最大和最小負荷時，用電設備端子上的電壓偏差均滿足要求。但從上式看出：①kmax＞kmin，則可選取一恰當的變比k值，以滿足上式要求。②kmax＜kmin，則必須采取其它一些措施，例如降低線路的電壓損失和要求電力系統改變其所保持的電壓值，來滿足要求。

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節43精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇結論：實際設定的變壓器變比k應7.2.2變壓器分接頭的選擇最后說明：對于無勵磁分接開關，分接頭選好后，就固定下來，不要隨負荷變動而改變。（3）變壓器中電壓損失的計算從上面的公式看出，要計算變壓器的變比，需求出△UL和△UT。我們在電壓損失選擇導線時，已講過△UL的求取方法

（負荷距法）本節我們介紹變壓器的電壓損失△UT的求取方法。根據電壓損失選擇導線一節中推導的電壓損失計算公式公式，可知變壓器中的電壓損失也可表示為：

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節44精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇最后說明：對于7.2.2變壓器分接頭的選擇用百分比表示：S—變壓器的實際負荷（KV?A）SN—變壓器的額定負荷（KV?A）conφ—變壓器的功率因數RT％—變壓器的電阻百分數XT％—變壓器的電抗百分數7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節45精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇7.2工業企業供電系統電壓偏差及7.2.2變壓器分接頭的選擇其中：7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節46精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇其中：7.2工業企業供電系統電壓7.2.2變壓器分接頭的選擇式中：△PK—變壓器的銅損（W）uK％—變壓器的短路電壓百分數將這些值代入7-4，便得利用上式便可計算變壓器中的電壓損失7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節47精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇式中：△PK—變壓器的銅損（W7.2.2變壓器分接頭的選擇例[3－6]已知某企業供電系統如下圖：其最大負荷與最小負荷的電壓水平如下表所示。其中最小負荷可按25％確定，這時所有的電壓損失均降為最大負荷時的，其它已知條件如下表。且要求：aK選擇此變壓器的變比7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節48精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇例[3－6]已知某企業供電系統如7.2.2變壓器分接頭的選擇電壓水平表：

企業變電站二次母線上的電壓偏差負荷

(%)

（％）6KV線路上的電壓損失(％）

變壓器空載時的二次電壓升高（％）變壓器中的電壓損失

（％）低壓線路中的電壓損失

（％）用電設備端子上的電壓最大負荷100＋3（已知）－5（已知）？(選擇變壓器開關位置)

－4.5（已知）

－4.0（已知）0.95

最小負荷25－5

（已知）－1.25

?

－1.125

(4.5/4)－1.0

(4/4)1.05

由企業變電站調整電壓而保證用電設備端子上的電壓總偏差（％）?根據開關位置確定實際偏差?

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節49精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇電壓水平表：企業變電站二次母線上7.2.2變壓器分接頭的選擇試選擇車間變壓器的分接頭和計算用電設備端子上的電壓偏差。解：

(1)

選擇分接頭①計算最大負荷時?各部分電壓損失：

（線路額定電壓）（二次額定電壓）（線路額定電壓）7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節50精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇試選擇車間變壓7.2.2變壓器分接頭的選擇?變壓器變比②計算最小負荷時?各部分電壓損失及相關電壓7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節51精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇?變壓器變比7.2工業企7.2.2變壓器分接頭的選擇?變壓器變比③選擇變壓器分接頭?接變壓器不同分接頭的變化求得相應變比（利用第二種說法，即二次電壓不變）變壓器分接頭＋5％，0，－5％變壓器一次電壓6.3kV,6kV,5.7kV變壓器二次電壓0.4000.4000.400變比k15.751514.25∵kmax≥kmin（14.9≥13.8）又：kmax≥k≥kmin(7－3)14.9≥k≥13.8所以選擇－5％的分接頭，k=14.25,滿足14.9>k>13.87.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節52精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇?變壓器變比7.2工業7.2.2變壓器分接頭的選擇也就是說在變壓器投入運行前，將變壓器一次側分接頭調到－5％的位置，這樣不論該企業在最大負荷還是最小負荷，均能滿足電壓水平的要求。（2）計算在所選定的k值下，在最大負荷和最小負荷時的電壓偏差值。

方法1：利用公式計算?最大負荷時

則7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節53精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇也就是說在變壓器投7.2.2變壓器分接頭的選擇∴電壓偏差百分數為：?最小負荷時，同理∴電壓偏移百分數為：7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節54精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇∴電壓偏差百分數為：7.2工業企7.2.2變壓器分接頭的選擇方法2：填表直接計算∵變壓器分接頭接－5％點（第一種說法，即一次電壓不變）∴在變壓器一次電壓為時，二次空載電壓升高10％

將此值填入電壓水平表的“變壓器空載時的電壓升高”列中。最大負荷時（第1行各列值相加）：3％－5％＋10％－4.5％－4.0％=－0.5％最小負荷時：填入表中－5％－1.25％＋10％－1.125％－1.0％＝＋1.625％7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節55精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇方法2：填表直接計算7.2工業企7.2.2變壓器分接頭的選擇

電壓水平表：

企業變電站二次母線上的電壓偏移負荷

(%)

（％）6KV線路上的電壓損失(％）

變壓器空載時的電壓升高

（％）變壓器中的電壓損失

（％）低壓線路中的電壓損失

（％）用電設備端子上的電壓總偏移（％）最大負荷100＋3－5＋10

－4.5

－4.0

－0.5最小負荷25－5

（已知）－1.25

(5/4)

+10－1.125

(4.5/4)－1.0

(4/4)

+1.625由企業變電站調整電壓而保證7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節56精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇電壓水平表：企業變電站二7.2.2變壓器分接頭的選擇方法3。利用繪圖表示電壓水平的變化最大負荷：-0.5％二次母線二次母線線路損失變壓器升壓二次母線3％5％-2％3.54％(10％-4.5％)變壓器損失UN5.5％終端線路損失U7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節57精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇方法3。利用繪圖表示電壓水平的變7.2.2變壓器分接頭的選擇最小負荷：二次母線二次母線UN-1.25％線路損失-6.25％+1.625％

終端1％線路損失二次母線-5％2.625％8.875％(10％－1.125％)

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節本節結束作業：7-1；7-2變壓器升壓變壓器損失58精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇最小負荷：二次母線二次母線UN7.3工業企業供電系統的電壓波動及減少措施第七章電能質量的提高與電能節約59精選課件ppt7.3工業企業供電系統的電壓波動及減少措施第七章電能質量7.4電網高次諧波及其抑制第七章電能質量的提高與電能節約60精選課件ppt7.4電網高次諧波及其抑制第七章電能質量的提高與電能節約7.5工業企業供電系統中的電能節約第七章電能質量的提高與電能節約61精選課件ppt7.5工業企業供電系統中的電能節約第七章電能質量的提高與7.6工業企業供電的無功功率補償第七章電能質量的提高與電能節約62精選課件ppt7.6工業企業供電的無功功率補償第七章電能質量的提高與電能此課件下載可自行編輯修改，供參考！感謝您的支持，我們努力做得更好！63此課件下載可自行編輯修改，供參考！63第七章電能質量的提高與電能節約7.1電能質量概述7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.3工業企業供電系統的電壓波動及減少措施7.4電網高次諧波及其抑制7.5工業企業供電系統中的電能節約7.6工業企業供電的無功功率補償64精選課件ppt第七章電能質量的提高與電能節約7.1電能質量概述1精7.1電能質量概述

電能質量是指電氣設備正常運行所需要的電氣特性，任何導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差都屬于電能質量問題。在三相電力系統中，理想的電能質量是：（1）系統頻率恒為額定頻率；（2）三相電壓波形是三相對稱的、幅值恒為額定電壓的正弦波形；（3）三相電流波形是三相對稱的正弦波形；供電不間斷。任何與理想電能質量的偏差都屬于電能質量擾動。65精選課件ppt7.1電能質量概述電能質量是指電氣設備正常運行所需要的7.1.1電能質量擾動類型

根據擾動的頻譜特征、持續時間和幅值變化，通常將電能質量擾動劃分為如下幾個類型：

（1）暫態擾動：通常指持續時間不超過3個周波的擾動。并聯電容器投切和雷擊都會造成暫態擾動。暫態擾動又分為脈沖型和振蕩型，脈沖型暫態擾動持續時間不超過1ms，具有陡峭的上下沿；振蕩型暫態擾動持續時間一般不超過1個周波，振蕩頻率在5kHz以上。（2）短期電壓變化：包括電壓跌落、電壓突升和短暫斷電。此類擾動的持續時間通常為半個周波到1min。（3）長期電壓變化：電壓幅值長期偏離其額定值，包括電壓偏差和持續斷電。此類擾動通常持續1min以上。

7.1電能質量概述66精選課件ppt7.1.1電能質量擾動類型根據擾動7.1.1電能質量擾動類型（4）電壓波動：電壓幅值周期性下降和上升。交流電弧爐等波動負荷是電壓波動的發生源；（5）波形畸變：包括電力諧波、電壓缺口、直流偏置和寬帶噪音。

相控型電力電子裝置（如整流、逆變等電源）是引起電力諧波和電壓缺口的主要因素。（6）三相不平衡：供電電源的三相電壓不對稱或負荷三相電流不對稱，即三相幅值不等或相角差不等于120。電力機車等單相用電設備是導致三相系統不平衡的主要因素。（7）頻率變化：基波頻率偏離其額定頻率，包括頻率偏差和頻率波動，典型的頻率波動周期為10s之內。7.1電能質量概述67精選課件ppt7.1.1電能質量擾動類型（4）電壓波動：電壓幅值周期性下降7.1.2電能質量標準

由于電能質量的各種擾動相對獨立，它們對電氣設備的影響也不同，因此，分析評價電能質量整體上尚沒有一個統一的標準，而是針對不同的擾動進行不同的處理。目前我國已經頒布的電能質量標準有：GB12325-2003《電能質量供電電壓允許偏差》；GB12326-2000《電能質量電壓波動和閃變》；GB/T14549-1993《電能質量公用電網諧波》；GB/T15543-1995《電能質量三相電壓允許不平衡度》；GB/T15945-1995《電能質量電力系統頻率允許偏差》；GB/T18481-2001《電能質量暫時過電壓和瞬態過電壓》。電能質量標準是保證電網安全經濟運行、保護電氣環境、保障電力用戶正常使用電能的基本技術規范，是實施電能質量監督管理、推廣電能質量控制技術、維護供用電雙方合法權益的法律依據。7.1電能質量概述68精選課件ppt7.1.2電能質量標準7.1.3克服電能質量擾動方法

電能質量擾動是客觀存在的，它嚴重干擾著用電設備尤其是信息處理設備的正常運行。因此，一方面應該規定電網的電能質量擾動允許值，另一方面，用電設備也應該具有一定的電能質量擾動耐受容限。以電壓為例：

（1）電壓容限曲線為了防止電壓擾動造成計算機及其控制裝置的誤動和損壞，美國信息技術工業協會（ITIC）提出了電壓容限曲線，如右圖所示。若電壓落在包絡線內陰影部分，則該電壓是合格的，否則電壓是不合格的。該曲線主要與4種典型的電壓擾動相對應，包括電壓跌落、電壓突升、尖峰脈沖和斷電。譬如，按照該曲線，允許電壓出現20ms以內的短時斷電、允許出現持續1ms但幅值不超過200％的電壓尖峰脈沖、允許長期電壓偏差為10％等。7.1電能質量概述69精選課件ppt7.1.3克服電能質量擾動方法7.1.3克服電能質量擾動方法

（1）用電設備抗擾動措施

由于發電機發出的電壓是比較理想的，所以，公用電網中的電壓擾動主要是由負荷電流擾動在電網阻抗上的壓降引起的。第四章給出了供電系統電壓損失的計算公式：對于高壓供電系統而言，系統等效電抗遠大于系統等效電阻。于是，忽略電阻，上式可簡化為：上式表明，影響電壓質量的主要因素有：①負荷無功功率或無功變化量越大，對電壓質量的影響大；②電網短路容量越大，則負荷變化對電網電壓質量的影響越小。7.1電能質量概述70精選課件ppt7.1.3克服電能質量擾動方法（1）用電設備抗擾動7.1.3克服電能質量擾動方法克服的方法：①并聯無功補償可以減小負荷無功功率或負荷無功變化量；②線路串聯補償則可以降低電網感抗，提高系統短路容量。

因此，無功功率補償既是電網節能降耗的措施，也是改善電網電能質量的措施之一。

7.1電能質量概述本節結束71精選課件ppt7.1.3克服電能質量擾動方法克服的方法：77.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節

電壓偏差是指電網實際電壓偏離電網額定電壓的程度。系統運行方式的改變，或用戶負荷的變化，都會使電網上某一點的實際電壓偏離其額定電壓。為了保證供電電壓的質量，國標GB12325-2003《電能質量供電電壓允許偏差》中對其有明確的規定。35kV及以上供電電壓：電壓正、負偏差絕對值之和為10％；10kV及以下三相供電電壓：7％；220V單相供電電壓：+7％，-10％。第七章電能質量的提高與電能節約72精選課件ppt7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法

第四章我們介紹了電壓偏差與電壓損失概念。減少電壓損失就可降低電壓偏差。減少的方法：

（1）通過導線和電纜截面的選擇，可減少R0、X0從而減少電壓損失。即限制線路的電壓損失在一定范圍內。但是，X0受導線截面的影響很小所以，當時，S增大，△U％的下降不大。（2）采用并聯補償電容器，以減少——目的提高功率因數，以減少X0——經濟上不太合適。

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節73精選課件ppt7.2.1減少電壓偏差的方法（3）提高或降低U1以保證△U％在允許范圍內

采用分接開關切換一次線圈繞組方式，實現調壓目的，降低工廠電網的電壓偏移。這就是本節所講的內容。7.2.1減少電壓偏差的方法分接開關有載分接開關：無勵磁分接開關(無載調壓開關)：

在變壓器負載回路不斷電的情況下，改變變壓器線圈有效匝數的機械裝置；7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節74精選課件ppt（3）提高或降低U1以保證△U％在允許范圍內7.2.1減少電7.2.1減少電壓偏差的方法切換開關分接選擇器7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節有載分接開關調壓變壓器組成圖75精選課件ppt7.2.1減少電壓偏差的方法切換開關分接選擇器7.2工業企CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法76精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法77精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法78精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法79精選課件ppt7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法80精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法81精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法82精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法83精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法84精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法85精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法86精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法87精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關10193W分接變換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法88精選課件pptCM型分接開關10193W分接變換原理圖7.2工業企業供電CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法89精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法90精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法91精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法92精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法93精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法94精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法95精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法96精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其CM型分接開關切換原理圖

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節7.2.1減少電壓偏差的方法97精選課件pptCM型分接開關切換原理圖7.2工業企業供電系統電壓偏差及其7.2.2變壓器分接頭的選擇（1）電力變壓器的分接頭及調節規律10kV0.4kVN2N10+5％－5％圖7－2變壓器的分接頭及電壓偏差U1U27.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節一般電力變壓器一次側均設有三個分接頭如左圖所示（無勵磁分接開關），設計者根據供電系統電壓變動的情況和企業用電設備對電壓水平的要求，來選擇變壓器分接頭，以保證用電設備的正常運行。圖中+5%、0%、-5%分別表示分接頭位置及電壓偏差值。其物理意義有兩種解釋方法。

98精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇（1）電力變壓器的分接頭及調節規7.2.2變壓器分接頭的選擇

②一次側接“－5％”分接頭上，二次繞組的空載電壓就變為110％，即升高5％＋5％＝10％∴U1N2=不變＝U2↑N1↓

物理意義：因為一次線圈減少，空載損耗較少，二次電源電壓升高。負號表示一次線圈減少。7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節解釋方法1：一次電壓不變，二次電壓有變化（負載影響）假設一次側輸入電壓不變為UN1，即100％UN1的電壓①

一次側接“0”分接頭時，二次繞組的空載電壓為105％UN2（UN2線路額定電壓，如35/10.5，10/0.4KV）目的:抵償變壓器滿載時，本身的電壓損失。99精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇7.2.2變壓器分接頭的選擇

③一次側接“＋5％”分接頭上根據U1N2=不變＝U2↓N1↑

二次側空載電壓降為100％UN2(5％－5％＝0)物理意義：因為一次線圈增加，空載損耗增加，二次電源電壓降低。正號表示一次線圈增加。7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節結論：＋5％——二次空載電壓＝UN2（線路額定電壓，增加0％）（線路末端電壓比額定值高時）0——二次空載電壓＝105％UN2（增加5％）（線路末端電壓為正常額定值時）－5％——二次空載電壓＝110％UN2（增加10％）（線路末端電壓為低于額定值時）簡單規律“低了低調，高了高調”100精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇③一次側接“＋5％”分接頭上7.2.2變壓器分接頭的選擇解釋方法2：一次電壓有變化（電源問題），變壓器二次負載不變，即電壓不變。①“0”點:一次為100％*UN1，二次為105％*UN2②－5％點，相當于N1↓根據不變＝,相當一次電壓減少5％即：95%*UN1（適合于電源電壓高時）（線圈小了電壓降低）③“＋5％”點，相當于N1↑根據不變,相當一次電壓增加5％即：105%%*UN1（適合于電源電壓低時）這才是我們標為＋5％，0，－5％的含義在下面的計算中，即用到第一種說法，又用到第二種說明。7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節101精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇解釋方法2：一次電壓有變化（電源7.2.2變壓器分接頭的選擇35/6.3~10.5KV（6～10KV）

(高壓線路額定電壓)6~10KV/0.4KVK

（380V）(低壓線路額定電壓)（a點電壓，二次母線）（高壓線路電壓損失）（車間變壓器電壓損失）（低壓線路電壓損失）（K點電壓，最遠處用電設備）圖7-3系統各點參數表示圖(2)如何選擇變壓器的分接頭某企業電力系統如下圖：7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節102精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇35/6.3~10.5KV7.2.2變壓器分接頭的選擇選擇變壓器的分接頭，就是選擇合理的變壓器變比，分析如下：供電線路的等值電路：變壓器的設定變比k：等值理想變壓器7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節103精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇選擇變壓器的分接頭7.2.2變壓器分接頭的選擇（1）最大負荷時（通常為額定負荷）——由于負載大，最遠處電壓UKmax降低，但不能降低太多。

下標max表示最大負荷時，變壓器、線路等各參數值，其中kmax為最大負荷時變壓器實際變比。為了保證UKmax不變，選擇的k≤kmax(k不應大于kmax)（因為，如果k>kmax,從上式看出，其U″會更小。）

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節104精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇（1）最大負荷時（通常為額定負荷7.2.2變壓器分接頭的選擇（2）最小負荷時（一般為額定負荷25％）——由于負載小，最遠處電壓UKmin增加，但不能增加太多。下標min標示最小負荷時，變壓器、線路等各參數值，其中kmin為最小負荷時變壓器實際變比。為了保證UKmin不變，選擇的k≥kmin（k應大于等于kmin）（因為，如果k<kmin,從上式看出，其U″會更大。）

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節105精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇（2）最小負荷時（一般為額定負荷7.2.2變壓器分接頭的選擇

結論：實際設定的變壓器變比k應滿足下列條件：*

kmax≥k≥kmin

(7-3)這樣，在最大和最小負荷時，用電設備端子上的電壓偏差均滿足要求。但從上式看出：①kmax＞kmin，則可選取一恰當的變比k值，以滿足上式要求。②kmax＜kmin，則必須采取其它一些措施，例如降低線路的電壓損失和要求電力系統改變其所保持的電壓值，來滿足要求。

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節106精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇結論：實際設定的變壓器變比k應7.2.2變壓器分接頭的選擇最后說明：對于無勵磁分接開關，分接頭選好后，就固定下來，不要隨負荷變動而改變。（3）變壓器中電壓損失的計算從上面的公式看出，要計算變壓器的變比，需求出△UL和△UT。我們在電壓損失選擇導線時，已講過△UL的求取方法

（負荷距法）本節我們介紹變壓器的電壓損失△UT的求取方法。根據電壓損失選擇導線一節中推導的電壓損失計算公式公式，可知變壓器中的電壓損失也可表示為：

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節107精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇最后說明：對于7.2.2變壓器分接頭的選擇用百分比表示：S—變壓器的實際負荷（KV?A）SN—變壓器的額定負荷（KV?A）conφ—變壓器的功率因數RT％—變壓器的電阻百分數XT％—變壓器的電抗百分數7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節108精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇7.2工業企業供電系統電壓偏差及7.2.2變壓器分接頭的選擇其中：7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節109精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇其中：7.2工業企業供電系統電壓7.2.2變壓器分接頭的選擇式中：△PK—變壓器的銅損（W）uK％—變壓器的短路電壓百分數將這些值代入7-4，便得利用上式便可計算變壓器中的電壓損失7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節110精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇式中：△PK—變壓器的銅損（W7.2.2變壓器分接頭的選擇例[3－6]已知某企業供電系統如下圖：其最大負荷與最小負荷的電壓水平如下表所示。其中最小負荷可按25％確定，這時所有的電壓損失均降為最大負荷時的，其它已知條件如下表。且要求：aK選擇此變壓器的變比7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節111精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇例[3－6]已知某企業供電系統如7.2.2變壓器分接頭的選擇電壓水平表：

企業變電站二次母線上的電壓偏差負荷

(%)

（％）6KV線路上的電壓損失(％）

變壓器空載時的二次電壓升高（％）變壓器中的電壓損失

（％）低壓線路中的電壓損失

（％）用電設備端子上的電壓最大負荷100＋3（已知）－5（已知）？(選擇變壓器開關位置)

－4.5（已知）

－4.0（已知）0.95

最小負荷25－5

（已知）－1.25

?

－1.125

(4.5/4)－1.0

(4/4)1.05

由企業變電站調整電壓而保證用電設備端子上的電壓總偏差（％）?根據開關位置確定實際偏差?

7.2工業企業供電系統電壓偏差及其調節112精選課件ppt7.2.2變壓器分接頭的選擇電壓水平表：企業變電站二次母線上7.2.2變壓器分接頭的選擇試選擇車間變壓器的分接頭和計算用電設備端子上的電壓偏差。解：

(1)

選擇分接頭①計算最大負荷時?各部分電壓損失：

（線路額定電壓）（二次額