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电源不稳定的因素及解决办法_机电毕业论文(2)

2013-06-03 02:28
    （3）按交流和直流来分。按交流与直流来分，低压侧母线电压不稳定可分为交流电压波动和直流电压不稳定。交流电主要承担煤矿除工艺集中控制外的所有负荷；直流电主要负责供给工艺集中控制信号的电源。直流电压不稳定原因有三：一是电源；二是负载；三是接触不良。解决方法如下：一是更换电源或改善传输路径；二是提高负载供电等级；三是检查接触装置按设备负载。
    （4）按负载来分。按设备负载来分，低压侧母线电压不稳定可分为带冲击负载的电动机引起电压波动、由反复短时工作负载引起电压波动、大型电动机启动时引起电压波动和供电系统短路电流引起的电压波动。
    （5）带冲击负载的电动机引起的电压波动。由于生产工艺的需要，有些设备的电动机负载是冲击性的。如冲床、压力机和轧钢机等。其特点是在工作过程中负荷产生剧增和剧减变化，并周期性地交替。这些设备一般采用带飞轮的电，力拖动系统。由于飞轮的储能和释能作用，拉平了电动机轴上的负载，从而降低了电动机的能耗。但因其机械惯性较大冲击电流依然存在，所以伴随负荷产生周期性交替的电压波动不可避免。
    （6）由反复短时工作负载引起电压波动。这类负载的特点是呈现周期性交替的增减变化。但其交替的周期是不定值，且交替的幅值也是不定值，如吊运工件的吊车，手工交直流电焊机等。当前企业为节能降耗在交直流电焊机上都装设了自动断电装置，因此在节电的同时电动机的启动电流和焊接变压器的涌流却加剧了所在电网的电压波动。
    （7）大型电动机启动时引起电压波动。目前，企业使用的电动机功率越来越大，其启动电流（为额定电流的4~7倍）所引起的电压波动成为一个不可忽视的问题。启动电流不但数值很大，而且具有很低的滞后功率因数，故其电压波动将更大。 （科教范文网 lw.AsEac.com编辑整理）
    （8）供电系统短路电流引起的电压波动。由于各种原因，企业的许多高、低压配电线路及电气设备可能发生不同性质的短路。在这种情况下，如继电保护装置或断路器失灵就会使故障持续存在也会造成越级跳闸，轻则损坏配电装置，重则造成大面积停电，延长整个电网的电压波动时间，并扩大波动范围。解决方法如下：一是合理选择变压器的分接头，保证用电设备的电压水平。二是设置电容器进行人工补偿。三是配电变压器并列运行。四是采用电抗值最小的高低压配电线路方案。五是线路出口加装限流电抗器。六是大型感应电动机带电容器补偿。七是采用电力稳压器稳压。
 三、谐波的形成和危害
    （一）谐波的形成
    在我国，电力系统的发电机发出的电压，一般可认为是50Hz的正弦波。但是由于系统中各种非线性元件存在，因而在系统和用户处的线路都会出现谐波，导致电流或电压波形出现畸变，从而影响交流电的质量。当电网中的电压和电流波形非理想的正弦波时，即说明其中含有高于50Hz的电压和电流成分，我们将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。
    系统中产生谐波的非线性元件很多，例如荧光灯、各种气体放电灯及交流电动机、电焊机、变压器、变频器等，会产生高次谐波电流。
    谐波在电网诞生的同时就是存在的，因为发电机和变压器都会产生少量的谐波。现在由于产生大量谐波的用电设备不断增加，并且电网中大量使用的并联电容器对谐波非常敏感甚至会放大谐波，使得谐波的影响越来越严重，从而引起人们的重视。
    （二）谐波造成的危害
    1.加大电力运行成本。由于谐波的频率较高，且无法自然消除，因此当大量谐波电压、电流在电网中游荡并积累叠加会导致损耗增加、电力设备过热，从而加大了电力运行成本，增加了电费的支出。
    2.降低了供电的可靠性。谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加，所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热，从而加速绝缘老化，大大缩短了变压器、电动机的使用寿命，降低供电可靠性，极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。
    3.引发停电事故。继电保护自动装置对于保证电网的安全运行具有十分重要的作用。但是，由于谐波的大量存在，易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动，特别在广泛应用的微机保护、综合自动化装置中表现突出，引起区域电网瓦解，造成大面积停电恶性事故。
    4.对弱点系统设备产生干扰。对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱点设备，电力系统中的谐波通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中，产生干扰。其中电感应与静电感应的耦合强度与干扰频率成正比，传导通过公共接地耦合，有大量不平衡电流流入接地极，从而干扰弱点系统。
    5.对电力电缆的危害。由于谐波次数高频率上升，再加上电缆导体截面积越大趋肤效应越明显，从而导致导体的交流电阻增大，使得电缆的允许通过电流减少。另外，电缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统串联，提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联，在一定数值的电感与电容下肯能发生谐振。
    （三）消除谐波的措施
    1.改善供电系统和环境。谐波的产生不可避免，但通过加大供电系统短路容量、提高供电系统的电压等级、加大供电设备的容量、尽可能保证三相负载平衡等措施都可以提高电网抗谐波的能力。选择合理的供电电压并尽可能的保持三相平衡，可以有效的减少谐波对电网的危害。谐波源由较大容量的供电点或高一级电压的电网供电，承受谐波的能力会增大。对谐波源负荷由专门的线路供电，减少谐波对其他负荷的影响，也有助于集中抑制和消除高次谐波。 （转载自中国科教评价网www.nseac.com ）
    2.三相整流变压器采用Yd或Dy联结。这种联结可以消除3的整数倍的高次谐波。由于电力系统中的非正弦交流对横轴对称，不含直流分量和偶次谐波分量，因此系统中只有影响较小5、7、11……等次谐波分量，这是抑制整流变压器产生高次谐波干扰的最基本方法。
    3.加装无功补偿装置。在谐波源处并联装设静止无功补偿装置，可有效较少波动的谐波量，同时，可以抑制电压波动、电压闪变、三相不平衡，还可补偿功率因数。