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电厂电能质量分析论文 篇1：
电能质量对发电厂安全运行的影响分析及解决方法
摘要：我国经济在发展过程中需要大量的电能，因此，人们对发电厂的电能质量有严格要求，同时电能质量对于发电站场的正常运行也有重要影响，由此可见，研究如何提高电能质量对于发电厂的安全运行而言是十分有必要的。文章通过研究影响电能质量的常见因素进而提出相应的解决措施，使发电厂能够安全运行。
关键词：电能质量；发电厂；安全运行；影响因素；解决方法 文献标识码：A
随着我国经济的发展以及电力技术的广泛运用，人们对于电能的要求越来越大。为了能够向人们提供足够的电能，电厂对电力系统做了较大的调整，虽然这能够向各城镇输送大量的电能，但是这却会对电厂的安全造成一定的威胁。例如，电除尘的整流变将会导致6千伏系统的电流以及电压产生畸变，这将使整个电压系统受到谐波污染，使电压做出保护动作导致城市电路瘫痪。除此之外，大型的电机及变压器都将使电路系统受到高次谐波，这对电厂的电力设备的安全运转造成巨大的威胁，由此可见，研究电能质量对发电厂安全运行而言是十分有必要的。
1 电能质量影响发电厂安全运行的主要因素
1.1 电压偏差对发电厂安全运行的威胁
电力设备只有在额定电压下才能正常工作，电力设备在运作过程中才能真正达到它的运行指标，如果电力设备在现实工作中使用的电压与额定电压相差甚远的话，这不仅将影响到电力设备的正常工作指标，而且还将大大地缩短电力设备的使用寿命。工作电压与额定电压相差越大，对电力设备造成的影响也将越大。电压偏差指的是实际运行电压与额定电压的差值与额定电压之间的比值，虽然在现实生活中，许多电力设备的工作电压无法达到它的额定电压，但由于这二者之间相差不大，因此这对电力设备不会造成太大的影响。《电能质量供电电压偏差》中对电压允许的状况有着较详细的要求。在220千伏或220千伏以上的电网中，电压的正、负之间的偏差的绝对值之和不允许超过额定电压的10%；在6千伏左右的电网中，实际运行电压与额定电压之间的偏差允许范围在±7%之间；而在400伏的电网中，实际运行电压与额定电压之间的允许偏差范围±10%之间。电厂的电压正偏差在220千伏，电压负偏差在6千伏与400伏之间。因此，电厂在运作过程中应注意电压的大小，避免因电压超过规定的偏移范围而引起电力设备故障。当电厂的电压过高时，将会大大地降低降压变压器输出功率，导致整个电力系统无法正常运转。如果没有及时处理电压过高的状况的话，发电机将会因触动保护装置而停止工作，这将导致供电区域无法获得电能。同时电压过高还将导致变压器的电流大幅度地增大，从而增加电力设备的损害，使电力设备出现不正常的发热，这将导致电力设备中的线路出现烧毁的现象，使整个电路出现瘫痪的现象。除电压过高之外，电压过低也将会对电厂的安全运行造成巨大的影响。电压过低将增大电动机的电流量，导致电动机的定子绕组因过热而出现老化的现象，这对电机的运转是很不利的，因此电厂在运行过程中应密切关注电压的变化。
1.2 谐波对发电厂安全运行的威胁
随着我国电力电子技术的快速发展，我国电厂的电力系统开始大量使用非线性负载，虽然这能够使我国电厂更好地产生电能，但是随着大量非线性负载的增加，电厂的电力设备在工作过程中将受到谐波的危害。谐波是由于施加在电力设备中的电压与产生的电流之间未形成线性关系而导致的。
电厂中的谐波主要分为铁磁饱和型以及电子开关型。铁磁饱和型主要指电子设备中的铁芯设备的铁磁饱和性呈现非线性关系，例如变压器。而电子开关型指的是交流电与直流电换流的设备在工作期间产生谐波，较为典型的是电除尘的整流变。谐波的出现将增加电力设备在工作过程中出现的损耗，对于电动机及变压器这类铁磁饱和型的设备而言，谐波不仅将增加设备的损耗而且还会带来过多的热量，当机器的热量超过设备的正常承受热量的范围时，将会导致电力设备出现老化的现象，甚至会使电力设备因热量过高而出现跳闸，导致城市的电路陷入瘫痪。除此之外，谐波还将导致电动机与变压器因震动而使设备零件出现松动的现象，这对电厂的安全运行将造成巨大的影响，还将影响到工作人员的生命安全。而对于电子开关型的设备而言，例如，电感与电容将因谐波而出现谐振的现象，这将触动设备的保护装置，导致电力设备无法正常工作。
1.3 频率偏差对发电厂安全运行的威胁
电源与负电荷之间由于功率不同将会导致电子设备出现频率偏差，如果电力设备的工作频率与额定频率相差太多的话，这将大大地提高电力设备出现故障的几率。为此，我国在《电能质量电力系统频率允许偏差》中对电力系统的频率偏差做了严格的规范。对于一般电力系统的频率偏差的允许值是0.2赫兹，当频率偏差超过（50±0.2）赫兹时，电力设备将因频率异常而出现故障。在电厂运行过程中，发电机的频率将会因为大量负电荷的存在而迅速上升，这将导致电厂的辅机因工作频率以及电压的急剧升高而出现跳闸的现象，使系统与发电机出现解列，导致电厂无法正常运转。除此之外，频率偏差过大还将会导致汽轮机叶片出现剧烈震动，而长时间的震动将导致叶片断裂，使电力设备无法正常工作。
2 促进电厂安全运行的相应解决措施
2.1 调整电压偏差
电压偏差对发电厂正常运行将造成巨大的影响，为了避免电压偏差超过允许范围，发电厂可通过调整励磁系统的励磁电流来调整发电机的电压。这种方法主要是通过提前运行励磁系统或者滞后励磁系统的运行，使发电机能够始终输出有功电流，保证电力设备能够正常运行。电厂能够手动调整励磁系统的励磁电流，也可自动调整励磁电流，目前，电厂中通常使用AVR自动电压调整装置来调整电压大小。在电厂运行中，应密切注意电压的变化情况，当电压下降到厂用电压的5%时，电厂应立刻提高电压，如果电压长时间低于厂用电压的95%时，一些大型的设备将会停止工作。除了调整励磁电流之外，还可通过调整变压器的分接头来调整设备的电压。
2.2 减少谐波产生的相应措施
为了避免谐波对电力设备造成影响，电厂可通过二次谐波制动的方式来防止变压器因受到谐波电流的影响而出现保护动作。同时，电厂应在6千伏电源处安装谐波监视装置，通过对谐波的观察来发现谐波的运行规律以及产生的原因，进而可通过调整电力设备的运行方式来减少谐波的产生。除此之外，电厂还应定期检查电机端部的线棒的频率，使电机端部的频率始终在标准范围之内，这将大大地减少谐波的产生。目前，我国大部分电厂通过使用变频器控制的高压电机来避免谐波对电机造成的影响。电厂还可使用空间矢量控制法来避免谐波对电机的影响，这种空间电压矢量控制法是通过使用三相对称正弦交流电机的理想圆磁通来控制逆变器，这将大大地降低电机在转动时产生的脉动，最终达到消除谐波的作用。
2.3 调整频率偏差
为了避免频率偏差对电力设备造成影响，我国大部分电厂都安装了一次调频装置来调整电力设备的工作频率，这种调频装置主要是通过调整机组负荷，使机组负荷的频率能够与电网频率保持一致，使机组的输出容量能够满足电网的输出要求。除此之外，发电厂还应在发电机中安装低频累加保护装置，避免发电机的汽轮机叶片因发生谐振而出现断裂。
这是由于发电机的叶轮机叶片的材料产生的疲劳是一个不可逆积累的过程，如果发电机在低频的条件下工作时间过长的话，汽轮机叶片将因持续疲劳而出现断裂，因此电厂应规定发电机在某个频率下的工作时间，当达到规定时间后，电厂应及时更换发电机，避免发电机出现故障而导致电力设备无法工作。
3 结语
随着我国经济的快速发展，人们的生活质量也随着有了巨大的提高，人们对于电能的质量的要求变得越来越高。电能质量不仅影响用户的用电质量，对于电厂的安全运行也有着重大的影响。为了使电厂能够安全运行，电厂的相关工作人员应加强对电能质量的监督，使电能质量能够达到电厂正常运行的要求，当发现电能质量存在问题时，电厂的工作人员应立刻检查问题的原因，进而提出相应的解决措施，使我国的电厂能够更好地为人们提高服务。
参考文献
[1] 周洁.电能质量及其检测分析方法[J].工业，2016，（3）.
[2] 卢凌霄.电能质量对电网的影响[J].电子制作，2016，（4）.
作者简介：宋琳（1982-），女，河南郑州人，大唐灞桥热电厂工程师，研究方向：火力发电厂运行生产管理。
（责任编辑：秦逊玉）
作者：宋琳
电厂电能质量分析论文 篇2：
励磁系统对电厂发电电能质量的影响与分析
摘 要：同步发电机的励磁控制系统在电力系统运行中起着至关重要的作用。同时，其在小型同步发电机励磁系统中的作用也不可小觑，既影响了发电机运行稳定性，又直接决定着电网电能质量。因此，发电厂长期的核心任务自然就是维持发电机励磁机的稳定运行，其中，判断和研究发电机励磁机的运行至关重要。
关键词：励磁系统；电能质量；影响
1 励磁系统的概述
1.1 励磁系统的定义
励磁系统（excitation system）是同步发电机中的重要元件，它不仅能为同步发电机提供电机磁场电流也能供给同步发电机励磁电源。它既包括调节与控制元件，又包括磁场放电装置、保护装置等。通常来说，功率输出及其相关的控制元件组成了电力工程中所使用的励磁系统。使人们在运行电力系统时能够更好地保护并控制发电设施，使之不受外界因素的干扰，从而避免出现使用故障问题。励磁系统目前在电力工程建设中处于重要的位置，并且已在实际工作中得到广泛应用，可以提高电力系统的动、静态稳定性。
1.2 励磁系统的工作原理
电力半导体材料组成了励磁系统中的励磁结构。这种材料使得励磁系统在实际运行的过程中能够保证其对发电机系统电能的转换质量。同时，转换形式呈现了较高的丰富性，例如，它可以将电路中的直流电转化成交流电，这样就使改变整个电力系统的工作状态可能性变大，进而达到提高工作性能的目的。另外，交流电和直流电的转换是双向的，发电机需要优化工作性能时，就要整体调整电力设备系统的状态，以便使其达到最好的工作状态。还要在减磁处理的同时储存发电机转子磁场的能量，以使其能够保证发电机的正常工作。
1.3 励磁机
同步电机电源系统是励磁机，而该电源系统能够提供磁场电流，也就是说，励磁机即是生活中所用的直流发电机。一般来说，励磁机在运作时，主要采用自励和它励两种励磁方式。自励励磁主要采用磁极中存在的剩磁产生励磁电流，从而更加有效地控制并管理发电机。电厂发电机的励磁控制方式大都采用自励励磁的方式，该方式能够使励磁系统工作性能的优化功能进一步强化，从而保障发电机的稳定性，并提高电能的质量。
1.4 电能质量组成部分
电能质量（Power Quality）是指进行高质量供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量四个部分。
2 励磁系统的作用
2.1 励磁系统的主要作用
①励磁系统能够随着发电机负荷的改变来调控励磁电流，从而使机端电压的稳定性得以保证；②控制无功功率的完成并控制运行的各发电机之间的分配；③在并列运行过程中提高发电机的动、静态稳定性；④能在发电机内部发生故障时，及时采取灭磁的方式对电机实施保护，达到降低故障损失的目的。
2.2 同步发电机励磁系统的作用
目前发电机励磁系统由以下几个方面组成。
①电力系统稳定性包括机电、电压和频率等多个方面。其中，机电稳定又具体包括动态、静态和暂態稳定三种。而励磁控制系统对静态、动态和暂态稳定的调节起到至关重要的作用。同时，该控制系统在改善电力系统稳定性方面是最为简单有效的方式。②性能良好的励磁控制系统能够在短路故障期间以及后来的一段时间内维持电力系统的电压。故障发生时，所需要做的就是加速电压的恢复，而同步发电机励磁系统改善了励磁系统中电动机的运行条件，从而使电力设备正常地运行。
3 励磁机与同步发电机电能质量相关关系
①励磁机输出电压不稳定促使发电机无功摆动，进而影响发动机电能质量；②发电机间无功分配是由系统电压的变化引起的，具体表现为：系统电压微小变化的发生，将引起发电机的无功发生很大的变化，进而使发电机励磁参数也发生相应的化变；③励磁系统中励磁机以及二次回路的短缺将会使发电机的输出电压发生波动，从而降低发电机电能质量。
4 控制励磁系统提高电能质量的方法
①添加磁极垫片。导入良性导磁材料在磁极的极靴下，从而缩小励磁磁场之间的缝隙，达到保证励磁机所输出电压稳定性的目的。②调节励磁回路磁场中的电阻并在两端并联一个大小适合的阻性负载电阻。合适的阻性电阻的种类很多，如可以使用白炽灯泡来当作阻性负载，考虑到白炽灯在发热后会发生非线性的变化，这样就在场阻线与励磁特性之间产生一个很大的交角，从而得到一个明显的且与空载特性曲线相交的点，恰巧就是这个交点使励磁机在较低电压时工作点的稳定性得以保证。③采用发电机自动励磁调节装置。该装置调节方式具有丰富性，如恒无功、恒功率参数等，这些调节方式帮助改善系统的稳定性以及暂态反应能力并且也增加了解决发电机的电能质量问题的可能性。但是，要达到满足用户对于电能质量的要求，应保持发电机的端电压不变的方式，并随着无功电流的变化来调节发电机的励磁电流。励磁电流可以提高发电厂电能生产的质量，因而其在发电机运转的过程中的使用具有重要作用。一般情况下，励磁电流通常会采用改进的励磁机的方式，而非直接流入到发电机组中，这有效地控制管理了励磁回路，进而使整个电力发电机组的工作性能得以保证。因此，在对整个励磁系统进行控制管理时，应对电源调节和动态结构稳定性等控制问题加以注意，从而以此来保证发电机的电能质量。现在随着科学技术的快速发展，先进的技术也在励磁系统中开始应用，来优化处理励磁系统，来保证工作状态的静态平衡。
5 控制励磁系统提高电能质量的途径
5.1 自动调节励磁电流的途径
通常情况下，在改变处理发电机励磁电流时，并不是在转子回路上进行直接处理。其主要原因是，回路环节中所表现出来的相关励磁状况的变化比较大，从而促使这些调节没有办法法得以有效实施。一般采取的措施是调节并改善励磁机运行过程中的励磁电流，进而促使发电机正常运行过程中的相关转子电流的实现。另一个常采取的措施是对回路中出现的电阻进行直接检查，确保回路电阻出现在发电机运作过程中，进而保证励磁机内部的相关励磁电流可以有效地来进行改变，从而将其变为附加励磁，尤其是可控硅导通角等。且在这个环节中，对可控硅导通角的转变是其中最为核心的一个措施。在执行该措施的实际过程中，同时包括电压、功率、电容等多方面的变化，可以看出对转换可控制硅整流器涉及的导通角进行转变将导致发电机的励磁电流也发生转变。
5.2 增加附加励磁控制通道的方法
在励磁控制系统中，增加其他控制信号是处理电压调节精确度和动态稳定性之间矛盾的比较有效措施。另外，控制信号不会对电压调节通道的电压调节功能和维持发电机端电压水平的能力产生阻碍作用，因此也不会改变其控制的重要地位。所以，这种控制方式又被称为附加励磁控制。
6 结语
人们将励磁系统应用到该运行过程中，并对其电能质量进行了有效的控制管理，从而使其不仅有利于发电机组的良好调节，并使其稳定性得以保证，同时还对发电机发电的电能质量的提高起到作用，使人们日常生活以及经济社会生产等相关的诸多要求在系统的应用中得以满足。与此同时，将新的科技应用于发电机发电的运行过程中，不仅实现了优化处理励磁系统的目的，同时也使我国电力行业得以快速发展。
参 考 文 献
[1] 姜永刚.励磁系统对电厂发电电能质量的影响[J].科技专论，2014（14）：358-359.
[2] 李剑峰.励磁系统对发电电能质量的影响[J].煤矿机械，2011（05）：171-171.
[3] 梁晓东.水电厂励磁系统改造中的问题和对策[J].企业技术开发，2016（04）.
[4] 段晓宁.励磁系统改造方法[J].中国新技术新产品，2015（10）.
[5] 丰德强.水电厂励磁系统改造中的问题和对策[J].通讯世界，2015（13）.
[6] 梁海芳.自并激励磁系统在300MW汽轮机组的应用分析[J].电子世界，2014（09）.
[7] 刘毅，苏楷.分析励磁系统产生的几种故障的原因[J].内蒙古石油化工，2012（21）.
作者：董小亮
电厂电能质量分析论文 篇3：
电能质量监督在发电厂安全运行中的重要性
摘 要：随着我国经济的不断发展，现代化建设的进程也在不断加快，社会生产生活对于电能的需求量越来越大，发电厂的作用更加突出。因此，只有保障发电厂的安全运行，才能够满足社会生产生活的电能需求，保障我国社会的正常运转。发电厂涉及的工作非常复杂，其中电能质量监督是一项非常重要的工作，是保障发电厂安全运行的关键。应该不断加强电压稳定的控制，提升发电厂的工作效率。本文将通过分析电能质量标准，研究电压稳定在水电厂中的应用，探索电能质量监督措施。
关键词：电能质量监督；发电厂；安全运行
在社会生产对于电能需求增长的当下，发电厂的建设力度不断增加，尤其是水电厂的建设规模也在逐渐扩大。在电网中，水电装机容量的重要性越来越突出，水电厂的经济效益与电能质量直接相关。当水电厂的电能质量出现不足时，就会影响整个电网的运行状况，降低了电网运行的安全性和稳定性。在丰水期和枯水期，电源具有一定的不可控性，这就导致了在电能质量监督方面存在一定的困难。渗透率的提升，也会导致电压不稳状况的发生，影响水电站的安全稳定运行，对社会生产生活用电造成困扰。为了能够实现电压的稳定，可以通过有载调压装置来解决电能质量问题。加强电能质量监督，是保障水电站安全运行的重要基础，也是保障水电站经济效益的关键工作。
一、电能质量的概念及标准
导致设备故障的电流、电压和频率偏差，这就是电能质量，主要包括了电压偏差、电压暂降、中断、暂升、电压波动与闪变、波形畸变等。电力系统中非线性、冲击性负荷，比如变频装置等会对电能质量造成污染，严重影响电力系统的正常运转。[1]电能质量是在水电厂生产中非常重要的一项内容，只有保障电能质量监督的有效性，才能够保障水电厂的安全稳定运行。
频率偏差、电压幅值、电压不平衡、电压波形和信号电压，是中低压电能质量标准的五个类型。其中频率偏差又分为孤立电网和互联电网；电压幅值包括了慢速电压变化、电压暂降、短时断电、瞬时过电压、暂时工频过电压、长时断电；电压波形包括了间谐波电压和谐波电压。
二、电能质量监督措施
（一）使用有载调压变压器
发电机的功率因数值，会随着发电机端电压的升高而增大，就会对无功电量的输出造成一定的影响，水电电能质量就会因此而受到影响。为了解决水电厂上网距离远、条件差等问题，需要对变压器变压比和调压范围进行调整。有载调压变压器或者智能有载调压变压器，是一种非常有效的改善装置，能够实现电压稳定的目的，增大无功上网电量。应该对电网电压的变化幅度进行计算和分析，加工技术数据的提供有助于设备的合理选择。一般水电厂在电网中所占比重较小，并入电网运行后，对于电网电压不会产生太大影响。
（二）优化励磁条件
自动励磁调节装置，是完善电能质量监督工作的重要设备装置。并入大电网运行的发电设备，发电机端电压和频率就能够通过励磁系统的控制，使其在稳定范围内运行。[2]当发电机电压升高时，励磁电流就会减小，使得发电机端电压降低；当发电机端电压降低时，励磁电流就会增大，使得发电机端电压上升。励磁调节装置的使用，能够对发电机端电压进行有效稳定，保障电能质量。
此外，还应该对励磁容量进行扩增。并网机组的负荷增加时，就会导致发电机端电压上升，定子铁芯在电压达到1.05Ue时饱和，励磁电流也会相应增加，就会出现一定的发热状况。励磁调节的限制会造成无功输出的限制，也会造成电能质量的破坏。因此，应该保障励磁容量的充足性，改善励磁设备，保障电压稳定，促进水电站的安全稳定运行。
（三）改变变压器的匝数比
为了保障电压稳定，满足无功上网电量，需要对变压器的匝数比进行调节。为了改变高低压侧电压有效值，需要保持发电机端电压10.5kV+5%不变，增大主变压器高压侧电压值，变压器的电压调整范围，也能够通过变压器分接开关来实现。上网电网的增加，能够有效满足无功上网电量。发电机端电压的稳定性，能够通过上述方法得到有效改善，电网电压过高对于发电机造成的影响减小，有利于水电站的安全稳定运行，改善电能质量。[3]
（四）AVC控制
AVC能够通过对于电厂母线电压或者全电厂无功功率进行有效控制，增强电网电压的稳定性，保障水电厂的电能质量。能够实现对无功功率的有效利用，降低水电厂能耗。在进行AVC分配时，分配原则包括了按实发有功比例原则；按无功容量成比例原则；母线电压与给定电压值在电压死区内，AVC分配值跟踪实发值；不参加AVC机组，AVC分配值跟踪实发值。在进行AVC设计的过程中，应该注重对约束条件、控制目标的确定以及无功分配原则的选择。当AVC出现系统故障时，可能会导致电压的波动加剧，比如同步、异步振荡的出现等，此时应该及时退出AVC系统，实现系统电压的提升。机组实发无功和无功给定之间的偏差，会因为励磁调节器的调差特性而出现，因此在使用AVC并且处于励磁无功闭环模式时，应该对机组无功调节死区进行设置，提升电能质量。
三、结语
电能质量监督是发电厂运行过程中的一项重要工作，提升电能质量是保障发电厂安全稳定运行的重要基础和前提。在此过程中，实现电压稳定是一种非常有效的途径，能够提升整个电网的可靠性。本文重点讨论了有载调压变压器、优化励磁条件、改变变压器的匝数比以及AVC控制的应用等电能质量监督措施，分析了上述措施在保障發电厂安全稳定运行中的原理以及重要作用，尤其是有载调压变压器及AVC的应用，能够有效保障电压的稳定性和水电厂的电能质量，从而保障社会生产生活用电的稳定性和正常运转。
参考文献：
[1]张洋，李卫华，李晓征，郭林鹏.小水电电压稳定问题研究[J].科技信息，2013（25）：59-60.
[2]李养俊，何子春，张强，等.火力发电厂电能质量测试与评估分析[J].发电与空调，2018，（2）：135-139.
[3]毕小龙，王洪跃，司风琪，等.电站电能质量考核系统及其应用[J].电站系统工程，2006，（2）：14-16.
作者简介：戴哲（1974-），男，安徽太湖人，助理工程师，研究方向：安全生产技术。
作者：戴哲