提高電能質量的措施和技術手段

為了將電壓偏差和波動保持在符合標準的值內，需要進行電壓調節。

電壓調節是藉助於特殊的技術手段，改變供電系統特徵點電壓電平，按預定規律自動進行的過程。電源中心 (CPU) 的電壓調節法由供電組織確定，並儘可能考慮連接到該 CPU 的大多數用戶的利益。

為了確保電能接收器端子處的必要電壓狀態，使用以下電壓調節方法：在發電廠和變電站 (CPU) 的母線中、出線、聯合和附加。

當調節處理器總線上的電壓時，它們提供所謂的逆流調節。反電壓調節被理解為在最高負載時將電壓增加到標稱值的 5 - 8%，並在最低負載下將電壓降低到標稱值（或更低），並根據負載進行斜坡。

調節是通過改變供電變壓器的變壓比來完成的……為此，變壓器配備有載電壓調節裝置 (OLTC)……帶載開關的變壓器允許在 ± 10 至 ± 16% 的範圍內進行電壓調節分辨率為 1.25 — 2.5%。電源變壓器 6 — 20 / 0.4 kV 設備 關斷開關（無勵磁開關）的開關控制裝置，範圍為 ± 5%，調整步長為 ± 2.5%（表 1）。

表 1. 帶斷路器的 6-20 / 0.4 kV 變壓器的電壓裕度

正確的選擇 轉化因子 帶斷路器的變壓器（例如季節性調節）在負載變化時提供最佳電壓狀態。

使用一種或另一種電壓調節方法的適宜性取決於當地條件，取決於網絡及其電路的長度、無功功率儲備等。

電壓偏差指標取決於網絡中的電壓損失，取決於網絡和負載的電阻。實際上，在選擇電線和電纜芯的橫截面時，網絡電阻的變化與其中電壓的變化有關，同時考慮到電力接收器的電壓偏差（根據允許的電壓損失），以及在架空線路中使用串聯電容器時（縱向補償裝置 - UPK）。

串聯的電容器補償線路的一些電感電阻，從而減少線路中的無功分量並在網絡中產生一些額外的電壓，具體取決於負載。

僅當負載無功功率較大 (tgφ > 0.75-1.0) 時才建議串聯電容器。如果無功功率因數接近於零， 線路電壓損失 主要由有功電阻和有功功率決定。在這些情況下，感應電阻補償是不切實際的。

UPC的使用在負載急劇波動的情況下非常有效，因為電容器的調節作用（附加電壓的值）與負載電流成正比並且幾乎沒有慣性地自動變化。因此，電壓35kV及以下的架空線路應採用串聯電容器，為功率因數較低的突然交變負荷供電。它們還用於負載急劇波動的工業網絡。

除了上面討論的降低網絡電阻的措施外，改變網絡負載（尤其是無功負載）的措施可以降低電壓損耗，從而增加線路末端電壓。這可以通過應用橫向補償裝置（將電容器組與負載並聯）和高速無功電源 (RPS) 來完成，制定無功功率變化的實際時間表。

為了改善網絡電壓狀態，減少電壓偏差和波動，可以使用具有自動勵磁控制的強大同步電機。

為了改善這種 電能質量指標 建議在具有最高短路功率值的系統點連接使 CE​​ 失真的電子接收器。在包含特定負載的網絡中使用限制短路電流的方法應僅在確保開關設備和電氣設備可靠運行所必需的範圍內進行。

減少非正弦電壓影響的主要途徑。使用的技術手段包括：濾波器裝置：與窄帶諧振濾波器負載並聯切換、濾波器補償裝置 (FCD)、濾波器平衡裝置 (FSU)、包含 FCD 的 IRM、具有低電平特性的專用設備高次諧波的產生、“不飽和”變壓器、具有改進的能量特性的多相轉換器。

在圖。在圖1中，a顯示了具有高次諧波的橫向（並聯）無源濾波器的示意圖。濾波器連接是電感和電容串聯的電路，調諧到特定諧波的頻率。

米。 1. 高次諧波濾波器示意圖：a——無源濾波器，b——有源濾波器（AF）作為電壓源，c——AF作為電流源，VP——電子管變換器，F5、F7——分別濾波器接至5、7和7次諧波，tis——線電壓，tiAF——AF電壓，tin——負載電壓，Azc——線電流，AzAf——AF產生的電流，Azn——負載電流

濾波器連接對高次諧波電流的電阻Xfp=XLn-NS°C/n，其中XL、Xc分別為電抗器和電容器組對工頻電流的電阻，n——諧波分量的個數。

隨著頻率的增加，電抗器電感成比例增加，而電容器組與諧波數成反比減小。在其中一個諧波的頻率下，電抗器的感應電阻變得等於電容器組的電容並且 電壓諧振... 在這種情況下，諧振頻率電流中濾波器連接的電阻為零，並且它以該頻率操縱電氣系統。共振頻率的諧波數yar由下式計算

一個理想的濾波器將諧波電流完全過濾到其連接調諧到的頻率。然而，在實踐中，電抗器和電容器組上存在有源電阻以及濾波器連接的不准確調諧會導致諧波濾除不完全。並聯濾波器是一系列部分，每個部分都經過調諧以針對特定的諧波頻率產生共振。

過濾器中的鏈接數可以是任意的。在實踐中，通常使用由兩個或四個部分組成的濾波器，這些部分調諧到 5 次、7 次、11 次、13 次、23 次和 25 次諧波的頻率。橫向濾波器連接在高次諧波出現的地方和它們被放大的地方。交越濾波器既是無功功率的來源，又是補償無功負載的手段。

濾波器參數的選擇方式是，將連接調諧到與濾除諧波的頻率共振，並且它們的電容可以在工業頻率下產生必要的無功功率。在某些情況下，電容器組與濾波器並聯以補償無功功率。這種裝置稱為補償濾波器（PKU）... 濾波器補償裝置既具有濾除諧波的功能，又具有補償無功功率的功能。

目前，除了無源窄帶濾波器外，他們還使用有源濾波器（AF）......通過脈沖調制。它包括根據標準方案連接的集成電源開關。AF 連接到網絡作為電壓源如圖 1 所示。 1，b，作為電流源——在圖 1 中。 1，c。

減少低壓網絡系統失衡的方法是在相間合理分配單相負載，使這些負載的電阻彼此近似相等。如果使用電路解決方案無法減少電壓不平衡，則使用特殊設備：電容器組的不對稱開關（圖 2）或單相負載的平衡電路（圖 3）。

米。 2.電容器組平衡裝置

米。 3、專用巴倫電路

如果不對稱性按概率規律變化，則採用自動平衡裝置來減小，其中一種的示意圖如圖1所示。 4. 可調對稱裝置昂貴且複雜，它們的應用帶來了新的問題（特別是非正弦電壓）。因此，俄羅斯沒有使用巴倫的積極經驗。

米。 4.典型的巴倫電路

對於電湧保護，電湧避雷器... 針對短期電壓驟降和電壓驟降，可以使用動態電壓失真補償器（DKIN），它解決了許多電能質量問題，包括電源電壓的驟降（包括脈衝）和浪湧。

DKIN的主要優勢：

• 沒有電池以及與之相關的所有問題，

• 短時電源中斷的響應時間 2 毫秒，

• DKIN 器件的效率在 50% 負載時超過 99%，在 100% 負載時超過 98.8%，

• 低能耗和低運營成本，

• 補償諧波分量，抖動，

• 正弦輸出電壓，

• 防止所有類型的短路，

• 高可靠性。

通過將電源標準化和劃分為特定和“靜音”負載，可以降低特定負載對電力接收器網絡的負面影響（衝擊，具有非線性伏安特性，不對稱）。

除了為特定負載分配單獨的輸入外，還可以採用其他解決方案來合理構建供電方案：

• 主降壓變電站的四段方案，電壓為 6-10 kV，變壓器帶有分離式次級繞組和雙電抗器，用於分別為“靜音”和特定負載供電，

• 當短路電流允許時，通過接通 6-10 kV 分段開關將主降壓變電站 (GPP) 的變壓器轉換為並聯運行。該措施也可以臨時應用，例如在大型發動機的啟動期間，

• 在車間電網中實現照明負載，與突然的交流電源（例如，焊接設備）分開。