主要的電壓質(zhì)量問題：

1、電壓偏差及其處理措施

電壓偏差的定義為實際電壓偏離額定電壓的百分比。計算公式如下：

                        電壓偏差=f(實際電壓一額定電壓)／額定電壓]x100％ .................................... (1)

造成電壓偏差最主要的原因是無功負(fù)荷，電網(wǎng)中無功負(fù)荷的變化和電力系統(tǒng)運行方式的改變使加在設(shè)備上的電壓偏離了其額定電壓。電壓偏差的波形如下圖1所示。

    

        圖1  電壓偏差波形圖

處理措施：中低壓系統(tǒng)限制和減少電壓偏差的系統(tǒng)措施有：

1）正確選擇變壓器的電壓分接頭；

2）降低系統(tǒng)阻抗；

3）采用無功功率補償措施；

4）平衡三項負(fù)荷，或安裝三相不平衡治理設(shè)備；

5）安裝調(diào)壓器（LVR）。

2、頻率偏差

頻率偏差同電壓偏差類似。電力系統(tǒng)頻率偏差的允許值為0．2Hz，當(dāng)電力系統(tǒng)容量較大時，偏差值可以放寬到0．5Hz。

產(chǎn)生頻率偏差的主要原因是發(fā)電機(jī)的有功輸出和有功負(fù)荷的不平衡。頻率的變化對電力系統(tǒng)中的電機(jī)正常運行有很大的影響，頻率偏差嚴(yán)重時將導(dǎo)致非常嚴(yán)重的事故。頻率偏差的波形如下圖2所示。

       圖2  頻率偏差波形圖

 處理措施：

    1）降低系統(tǒng)及電氣元件的阻抗；

    2）發(fā)電系統(tǒng)保證頻率符合國家標(biāo)準(zhǔn)，供電系統(tǒng)傳輸環(huán)節(jié)和耗能環(huán)節(jié)的各種設(shè)備在運行中所能承受的頻率偏差符合國家標(biāo)準(zhǔn)，具備抗運行中頻率擾動的能力，保證供配電系統(tǒng)及電氣設(shè)備經(jīng)濟(jì)運行；

    3）電力系統(tǒng)頻率自動調(diào)整。（設(shè)備自身的硬性問題）

 

3、電壓波動與閃變

電壓波動定義為電壓均方根值相對快速變動或連續(xù)改變的程度，電壓閃變反映了電壓波動引起的燈光閃爍對人視覺產(chǎn)生影響的效應(yīng)，引起照度閃變的電壓波動現(xiàn)象叫電壓閃變。電壓波動波形圖如下圖3所示。

     圖3 電壓波動波形圖

處理措施：電壓的波動和閃變主要由沖擊性負(fù)荷產(chǎn)生。一、從根源出發(fā)，改進(jìn)用電設(shè)備性能；二、提高供電能力的措施有：

1）提高供電電壓等級。

2）架設(shè)特殊大型負(fù)荷群的專用線路。

3）在敏感負(fù)荷附近采用分散發(fā)電技術(shù)。

4）安裝的補償裝置

    晶閘管投切電容器TSC(Thyristor Switched Capacitor)：用晶閘管組成無觸點的電力電子開關(guān)快速投切電容器組，來實現(xiàn)容性無功功率的調(diào)節(jié)。其關(guān)鍵技術(shù)是在電容器電流過零時的瞬間切除。

靜止無功發(fā)生器SVG(Static Var Generator)：SVG實際上是將自換相橋式電路通過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，形成可以產(chǎn)生超前相位或者滯后相位電流的逆變器。與TCR型SVC裝置不同的是，SVG的電壓調(diào)節(jié)范圍不受電網(wǎng)參考電壓的影響，效應(yīng)速度快。進(jìn)階篇將詳細(xì)介紹SVG的工作原理。

4、電壓暫降與中斷

 IEEE標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量電壓暫降與短時中斷》（GB/T30137-2013）規(guī)定了電壓暫降定義：

 電壓暫降是指電力系統(tǒng)中某點工頻電壓有效值暫時降低至額定電壓的10%～90%（即幅值為0.1～0.9（p.u.）），并持續(xù)10ms～1min，此期間內(nèi)系統(tǒng)頻率仍為標(biāo)稱值，然后又恢復(fù)到正常水平的現(xiàn)象。電壓暫降以剩余電壓百分比為度量。短時中斷是指一相或多相電壓瞬時降低到0.1p.u.以下，且持續(xù)時間為10ms-1min。

                                              

                                圖4 電壓暫降波形圖                     圖5 電壓中斷波形圖 

處理措施：

1）飛輪：飛輪儲能，能耗高，有移動部件，定期維護(hù)費用高，長期使用存在可靠性問題。

2）UPS：不間斷電源高能耗，需要日常維護(hù)和定期更換儲能電池，產(chǎn)生諧波，不適合工業(yè)和動態(tài)負(fù)載，長期使用存在可靠性等問題。

3）SSTS：固態(tài)切換開關(guān)，安裝及定時維護(hù)條件苛刻，需要真正獨立雙回路，供電且允許瞬時切換，無任何能量儲存，不適合非常敏感的負(fù)載。

4）在線式的AVC：全天在線，效率低;不能治理深度很深的電壓暫降；補償變壓器的副邊直接接入電網(wǎng)，安裝困難；

5）RTS AVC：僅在電壓暫降時介入，高效率，免維護(hù)；深的電壓暫降才是真正危害和用戶痛點。10%～90%電壓暫降，電壓中斷，電壓暫升全治理，真正解決用戶痛點；采用注入變壓器，變壓器和主線分離，安裝簡便。