电网三相不平衡治理

电力系统是有发电、输电、配电和用电各个环节组成的统一整体。其中供电环节所涉及的三相元件有发电机、变压器和线路等。由于三相发电机、变压器等设备通常具有良好的对称性,因此供电系统的不平衡主要来自于供电线路的不平衡。

三相不平衡的原因与危害

用电环节的不平衡是指系统中三相负荷不对称所引起的系统三相不平衡。三相负荷不对称是系统三相不平衡的Z主要因素。产生三相负荷不对称的主要原因是单相大容量负荷(如电气化铁路、电弧炉和电焊机等)在三相系统中的容量和电气位置分布不合理。

之所以要保持三相平衡,原因就是:在三相四线制中,如三相负荷分布不均(相线对中性线),将产生零序电压,使零点移位,一相电压降低,另一相电压升高,增大了电压偏差。同样,线间负荷不平衡,则引起线间电压不平衡,增大了电压偏差,电压的偏差过大可能导致的常见事故就是烧毁电器设备!

电网三相不平衡治理

三相不平衡的解决方法

(1)针对配变平均负载率低于25%、电压波动过大的季节性“低电压”问题,可使用有载调容、调压配变;

(2)新增台区配变在设计时充分考虑供电半径及负载大小、平衡分配;

(3)对于出口电流不平衡度超过15%、负载率大于60%,且通过管理措施难于调整的配变台区,可加装三相不平衡自动调整装置来调整,尤其对于低电压谐波、电压闪变、无功补偿容量不足等多种因素导致“低电压”问题,可配置低压静止无功发生器(SVG);

(4)对于由于供电半径过大,负荷过重导致的供电末端“低电压”问题,且通过增加无功补偿装置不能提高的,可加装低压线路调整装置;

(5)由于三相负载不平衡导致某相电压过高,另一相末端电压低的台区,在通过管理措施难于调整的,可通过加装电网三相不平衡智能调节器来调整三相不平衡。

三相不平衡智能调节器工作原理

(1)三相不平衡补偿原理:DSP控制器实时检测负载电流,计算分析负载电流并判断系统是否处于不平衡状态,采用自主研发的云速算法分离出不平衡电流的正序分量、负序分量和零序分量,然后控制器实时驱动IGBT,STUR发出与负序分量和零序分量反向的电流,最后电网侧电流达到三相平衡状态。

(2)电网电压支撑原理:DSP控制器实时检测补偿点电压数据,并判断补偿点电压是否超过设定值;超过电压上限(Umax)时,此装置输出感性电流,补偿点电压降低;当低于电压下限(Umin)时,此装置输出容性电流,补偿点电压提升;最终使各相电压稳定在正常范围内。

(3)无功补偿原理:DSP控制器实时检测负载电流,计算分析得到负载电流的无功电流数据;无功电流作为控制器的参考值,控制器实时驱动IGBT产生满足要求的无功补偿电流(容性或感性),最终实现动态无功补偿目的。

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