提高电能质量的措施和技术手段

为了将电压偏差和波动保持在符合标准的值内，需要进行电压调节。

电压调节是借助于特殊的技术手段，改变供电系统特征点电压电平，按预定规律自动进行的过程。电源中心 (CPU) 的电压调节法由供电组织确定，并尽可能考虑连接到该 CPU 的大多数用户的利益。

为了确保电能接收器端子处的必要电压状态，使用以下电压调节方法：在发电厂和变电站 (CPU) 的母线中、出线、联合和附加。

当调节处理器总线上的电压时，它们提供所谓的逆流调节。反电压调节被理解为在最高负载时将电压增加到标称值的 5 - 8%，并在最低负载下将电压降低到标称值（或更低），并根据负载进行斜坡。

调节是通过改变供电变压器的变压比来完成的……为此，变压器配备有载电压调节装置 (OLTC)……带载开关的变压器允许在 ± 10 至 ± 16% 的范围内进行电压调节分辨率为 1.25 — 2.5%。电源变压器 6 — 20 / 0.4 kV 设备 关断开关（无励磁开关）的开关控制装置，范围为 ± 5%，调整步长为 ± 2.5%（表 1）。

表 1. 带断路器的 6-20 / 0.4 kV 变压器的电压裕量

正确的选择 转化因子 带断路器的变压器（例如季节性调节）在负载变化时提供最佳电压状态。

使用一种或另一种电压调节方法的适宜性取决于当地条件，取决于网络及其电路的长度、无功功率储备等。

电压偏差指标取决于网络中的电压损失，取决于网络和负载的电阻。实际上，在选择电线和电缆芯的横截面时，网络电阻的变化与其中电压的变化有关，同时考虑到电力接收器的电压偏差（根据允许的电压损失），以及在架空线路中使用串联电容器时（纵向补偿装置 - UPK）。

串联的电容器补偿线路的一些电感电阻，从而减少线路中的无功分量并在网络中产生一些额外的电压，具体取决于负载。

仅当负载无功功率较大 (tgφ > 0.75-1.0) 时才建议串联电容器。如果无功功率因数接近于零， 线路电压损失 主要由有功电阻和有功功率决定。在这些情况下，感应电阻补偿是不切实际的。

UPC的使用在负载急剧波动的情况下非常有效，因为电容器的调节作用（附加电压的值）与负载电流成正比并且几乎没有惯性地自动变化。因此，电压35kV及以下的架空线路应采用串联电容器，为功率因数较低的突然交变负荷供电。它们还用于负载急剧波动的工业网络。

除了上面讨论的降低网络电阻的措施外，改变网络负载（尤其是无功负载）的措施可以降低电压损耗，从而增加线路末端电压。这可以通过应用横向补偿装置（将电容器组与负载并联）和高速无功电源 (RPS) 来实现，制定无功功率变化的实际时间表。

为了改善网络电压状态，减少电压偏差和波动，可以使用具有自动励磁控制的强大同步电机。

为了改善这种 电能质量指标 建议在具有最高短路功率值的系统点连接使 CE​​ 失真的电子接收器。在包含特定负载的网络中使用限制短路电流的方法应仅在确保开关设备和电气设备可靠运行所必需的范围内进行。

减少非正弦电压影响的主要途径。使用的技术手段包括：滤波器装置：与窄带谐振滤波器负载并联切换、滤波器补偿装置 (FCD)、滤波器平衡装置 (FSU)、包含 FCD 的 IRM、以低电平为特征的特殊设备高次谐波的产生、“不饱和”变压器、具有改进的能量特性的多相转换器。

在图。在图1中，a显示了具有高次谐波的横向（并联）无源滤波器的示意图。滤波器连接是电感和电容串联的电路，调谐到特定谐波的频率。

米。 1. 高次谐波滤波器示意图：a——无源滤波器，b——有源滤波器（AF）作为电压源，c——AF作为电流源，VP——电子管变换器，F5、F7——分别滤波器连接到5、7和7次谐波，tis——线电压，tiAF——AF电压，tin——负载电压，Azc——线电流，AzAf——AF产生的电流，Azn——负载电流

滤波器连接对高次谐波电流的电阻Xfp=XLn-NS°C/n，其中XL、Xc分别为电抗器和电容器组对工频电流的电阻，n——谐波分量的个数。

随着频率的增加，电抗器电感成比例增加，而电容器组与谐波数成反比减小。在其中一个谐波的频率下，电抗器的感应电阻变得等于电容器组的电容并且 电压谐振... 在这种情况下，谐振频率电流中滤波器连接的电阻为零，并且它以该频率操纵电气系统。共振频率的谐波数yar由下式计算

一个理想的滤波器将谐波电流完全过滤到其连接调谐到的频率。然而，在实践中，电抗器和电容器组上存在有源电阻以及滤波器连接的不准确调谐会导致谐波滤除不完全。并联滤波器是一系列部分，每个部分都经过调谐以针对特定的谐波频率产生共振。

过滤器中的链接数可以是任意的。实际上，通常使用由两个或四个部分组成的滤波器，这些部分调谐到 5 次、7 次、11 次、13 次、23 次和 25 次谐波的频率。横向滤波器连接在高次谐波出现的地方和它们被放大的地方。交越滤波器既是无功功率的来源，又是补偿无功负载的手段。

滤波器参数的选择方式是，连接被调谐为与滤除谐波的频率共振，并且它们的电容可以在工业频率下产生必要的无功功率。在某些情况下，电容器组与滤波器并联以补偿无功功率。这种装置称为补偿滤波器（PKU）... 滤波器补偿装置既有滤除谐波的功能，又有补偿无功功率的功能。

目前，除了无源窄带滤波器外，他们还使用有源滤波器（AF）......通过脉冲调制。它包括根据标准方案连接的集成电源开关。AF 连接到网络作为电压源如图 1 所示。 1，b，作为电流源——在图 1 中。 1，c。

减少低压网络系统失衡的方法是在相间合理分配单相负载，使这些负载的电阻彼此近似相等。如果使用电路解决方案无法减少电压不平衡，则使用特殊设备：电容器组的不对称开关（图 2）或单相负载的平衡电路（图 3）。

米。 2.电容器组平衡装置

米。 3、专用巴伦电路

如果不对称性按概率规律变化，则采用自动平衡装置来减小，其中一种的示意图如图1所示。 4. 可调对称装置昂贵且复杂，它们的应用带来了新的问题（特别是非正弦电压）。因此，在俄罗斯没有使用巴伦的积极经验。

米。 4.典型的巴伦电路

对于浪涌保护，浪涌避雷器... 针对短期电压骤降和电压骤降，可以使用动态电压失真补偿器（DKIN），它解决了许多电能质量问题，包括电源电压的骤降（包括脉冲）和浪涌。

DKIN的主要优势：

• 没有电池以及与之相关的所有问题，

• 短时电源中断的响应时间 2 毫秒，

• DKIN 器件的效率在 50% 负载时超过 99%，在 100% 负载时超过 98.8%，

• 低能耗和低运营成本，

• 补偿谐波分量，抖动，

• 正弦输出电压，

• 防止所有类型的短路，

• 高可靠性。

通过将电源标准化和划分为特定和“无声”负载，可以降低特定负载对电力接收器网络的负面影响（冲击，具有非线性伏安特性，不对称）。

除了为特定负载分配单独的输入外，还可以采用其他解决方案来合理构建供电方案：

• 主降压变电站的四段方案，电压为 6-10 kV，变压器带有分离式次级绕组和双电抗器，用于分别为“静音”和特定负载供电，

• 当短路电流允许时，通过接通 6-10 kV 分段开关将主降压变电站 (GPP) 的变压器转换为并联运行。该措施也可以临时应用，例如在大型发动机的启动期间，

• 在车间电网中实现照明负载，与突然的交流电源（例如，焊接设备）分开。