什麼是電能品質?

電能品質是指電力系統中某一點的供電特性,它是根據標稱頻率和電壓下的理想正弦電壓和電流波形進行評估的。電能品質差的表現形式包括電壓驟降(由故障或電機啟動引起的短暫電壓下降)、電壓驟升(短暫的過電壓)、諧波(由非線性負載,例如變頻驅動器和電力電子設備引起的非正弦失真)、電壓不平衡(三相電壓不相等)、閃變(電壓快速波動導致可見光閃爍)、頻率偏差和瞬態(由開關操作或雷擊引起的高頻電壓尖峰)。電能品質問題會導致設備故障、效率降低、過熱,並導致敏感工業流程、資料中心和商業建築等設備過早失效。可再生能源逆變器、電動汽車充電器和工業驅動器中電力電子設備的普及正在增加配電網路中的諧波失真水準,使得電能品質管制變得越來越重要。

關於電能品質的5個關鍵問題

工業設施中最常見的電能質量問題包括:電機啟動、故障清除或公用設施擾動引起的電壓驟降——影響精密數控機床、PLC和過程控制設備; 變頻器、UPS系統和整流器產生的諧波——導致變壓器過熱、電纜發熱以及干擾通信系統; 單相負載不平衡導致的電壓不平衡——降低電機效率並導致過熱; 以及電容器組切換或雷擊引起的瞬態——損壞精密電子設備。 使用攜帶型分析儀進行電能質量調查,可以表徵電源環境並識別影響特定設施的主要問題。
諧波是電壓和電流中頻率為基頻(中國為50 Hz)整數倍的分量,由吸收非正弦電流的非線性負載產生。 變頻器、UPS系統、LED照明和電源是主要的諧波源。 諧波的影響包括:變壓器過熱(諧波會增加鐵損和銅損); 電纜過熱(趨膚效應會增加諧波頻率下的電阻); 中性線過載(三次諧波疊加到中性線中); 諧波源與功率因數校正電容器之間的諧振(導致諧波電壓放大); 以及對保護繼電器、電錶和通信系統的干擾。 IEC 61000-3-2 和 GB/T 14549 規定了連接到公共電網的設備的諧波發射限值。
可再生能源的增長正從多個方面影響電能品質:大型太陽能和風力發電場的電力電子逆變器會注入諧波和間諧波; 可變可再生能源發電會導致配電網電壓波動; 基於逆變器的資源取代同步發電機降低了系統慣性,使頻率對發電負荷不平衡更加敏感; 分散式屋頂太陽能的普及在設計為單向流動的配電網中產生了雙向電力流動,導致電壓升高和保護協調方面的挑戰。 電網規範越來越要求可再生能源發電機提供無功功率支援並克服電壓擾動,以維持電能品質。
中國的電能品質由一系列GB/T國家標準規範,包括:GB/T 12325(電壓偏差)、GB/T 12326(電壓波動和閃爍)、GB/T 14549(公共供電網路中的諧波)、GB/T 15543(電壓不平衡)和GB/T 15945(頻率偏差)。 這些標準規定了電力公司與使用者公共連接點(PCC)處的電能質量參數限值。 設備排放標準(GB/T 17625系列,與IEC 61000-3系列協調)限制了單個設備可以注入電網的諧波電流。 電力公司負責將PCC處的電能質量維持在限值範圍內,而使用者則負責確保其設備符合排
電能品質是保障工業生產穩定運行、數據中心可靠運作以及商業建築高效運行的基礎條件。 隨著可再生能源、電動汽車充電設施以及工業變頻驅動等電力電子設備的大量應用,配電網路中的電能質量問題日益凸顯。 上海國際電力展(EP Shanghai)彙聚了國內外領先供應商的電能質量測量、分析與治理全系列技術與解決方案,全面展示行業在提升供電可靠性與系統穩定性方面的最新成果。

關鍵要點

電能品質是可靠工業生產、資料中心運行和商業建築性能的基本要求。電力電子技術在可再生能源、電動汽車充電和工業驅動等領域的廣泛應用,加劇了配電網路的電能品質挑戰。上海國際電力展(EP Shanghai)將展示來自國內外領先供應商的全系列電能品質測量、分析和改善技術。
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