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电能质量技术相关常识小结一

来源:德国GMC电能质量 发布时间:24-04-13 浏览:342 次

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电能质量分析仪

1. PU是电力工程师经常使用的一个术语,并被并入IEEE 1159。

PU是实际电压除以标称电压所得的百分比。例如,480V电路上0.8pu的电压暂降为366V,120V电路上0.1pu的电压中断为12V。

“每单位”的概念是表示一个电压,而不考虑标称电压,因为通过电力系统中的各种变压器,百分比变化将相似(变压器中的损耗较小)。如果138kv输电线下垂到0.7pu,那么13kv配电线路也会出现类似的下垂,终端用户电压也会出现类似的下垂。(当然,如果中间有三角形Y形或Y形三角形变压器,这将更改值,但概念保持不变。)

2. 电力工程领域的大多数人都遇到过这样一个问题:电力谐波的流向是从电源到负载,还是从负载到电源。虽然这对一些人来说仍然是一个有争议的话题,但是确定这一点最普遍接受的做法是查看谐波瓦特相位角,或者特定谐波的电压和电流之间的关系。适用于电压和电流的纯正弦波(只有基频分量)的相同规则也适用于这里。

纯阻性负载的电压和电流之间的相位关系为零度,或功率因数为1。如果负载是一个纯电感,那么电流滞后电压90度,通常显示为+90度。如果负载是纯电容器,电流将电压引入90度,因此相位角称为-90度。这使得电感和电阻负载的功率因数为0到1之间的正数,而电容和电阻负载的功率因数为负数。

如果电压和电流之间的相位角相差超过90度,这通常意味着与功率/谐波表或电力谐波分析仪一起使用的电流探头放置在与假定功率流相反的方向。大多数电流探头都有一个箭头,箭头应该指向从电源到负载的方向,这是功率流的正常方向。当正确安装的CT上谐波电压和电流的相位角在90度到270度(270也被称为-90度)之间时,则假定该谐波功率流与基本功率流的方向相反,或从负载到电源。

在一些Dranetz电力质量分析仪产品中,这是由每个谐波瓦特打印输出旁边的单词SOURCE或LOAD表示的。在其他产品中,你必须看谐波瓦特的相位角来确定它落在哪里。必须提醒用户,在许多测量中,谐波电流和电压水平很低,谐波瓦特数很小,可能没有意义,潮流信息的方向也是如此。例如,如果在120v/30a电路中,存在0.05v的5次谐波电压和0.2a、0.01w的谐波电流,则该方向的精度非常低。

3. 电源的“刚度”是一种工程术语,指即使在大电流负载条件下,电源也能提供几乎恒定的电压水平。从技术上讲,它与等效源阻抗有关。欧姆定律和基尔霍夫定律是这里的关键。

例如,如果电源的阻抗为1欧姆,并提供100伏的电压,那么如果负载电压为1安培,那么负载电压将为99伏,在电源阻抗上下降1伏。如果负载电压为10A,那么负载电压将仅为90V,在源阻抗上下降10V。然而,如果源阻抗为0.1欧姆,10安培的负载仍然会给负载99伏的电压,因为只有1伏的电压会通过源阻抗下降。因此,源阻抗为0.1欧姆的源比1欧姆的源要硬得多。谐波源阻抗也是如此。

通常情况下,电源越硬,用户出现电能质量问题的可能性就越小,无论是谐波、均方根变化(如凹陷)等。尽管与任何规则一样,也有例外。

4. 电力谐波通常显示为谐波频谱,即电压和电流的列表或条形图,显示每个谐波的大小。震级作为谐波的来源是一个很好的线索。

如果电流谐波具有显著的第三次谐波,第五次谐波稍小,甚至第七次谐波稍小等等,这通常是由单相整流输入、开关电源(如计算机、打印机和办公环境中的其他信息技术设备)引起的。

如果主导谐波是第5和第7次,然后是第11和第13次,然后是第17和第19次,那么电源通常是一个6脉冲或极变换器,也称为三相全波整流器,它存在于可调速驱动器和其他较大的“电子”负载中。

5. 通常是谐波电流引起关注,因为它们会导致“谐波污染”扩散到其他设备上。就像电流*阻抗=基频电压一样,欧姆定律也适用于谐波电流、阻抗和电压。

以非线性方式吸取电流的负载将导致富谐波电流与谐波阻抗发生反应,并产生其他负载将看到的谐波电压。

谐波阻抗可以随着频率或谐波数的变化而变化,通常随着高次谐波的增加而显著增加。这意味着产生显著谐波电压所需的谐波电流较少。

6. 一个常用的统计数字叫做THD,即总谐波失真。这是一个数学过程,其中:电压或电流谐波的大小为平方;求和;求和的平方根;结果除以基本均方根或总均方根值;最后乘以100%。

根据除数,这个数字可能有很大的不同。(典型地,基本型在北美使用,而Total在欧洲使用)

对电流使用THD可能会产生误导,通常应避免。谐波电流的实际大小更有意义。如果谐波电流的大小很小,比如在Y形电路的中性点,那么THD可能会非常大,这仍然不是问题。例如,30 A电路中性点的0.5 A电流可以由0.25 A基波和0.25 A三次谐波构成。这将产生一个100%的THD,听起来很糟糕,但在30a电路上是微不足道的。

7. 谐波通常被定义为“基频的整数倍频率”。

对于60hz电力系统,这意味着二次谐波为120hz,三次谐波为180hz,四次谐波为240hz,…,第n次谐波为n*60。发现实际上介于这些谐波频率之间的频率称为间谐波(例如185赫兹),但通常比谐波频率本身要少得多。低于基频的频率称为次谐波(如9hz),通常导致光闪烁现象。

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