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什么是冲击性负载它的分类与特点是怎样的

作者:千亿手机版 发布时间:2020-12-24 18:47 点击:

  冲击性负载通常指额定容量较大(大于系统供电变压器容量30%),且有频繁投入、切出需求的用电设备。冲击性负载在电网中所占的比重较大,引起快速变化的电能质量问题难以治理对电网的影响很大,已经成为了人们关注与研究的热点问题。

  冲击性负载在多个行业的用电设备中都有涉及,种类繁多。按照冲击性负载的波动频率及其可能产生的电能质量问题划分,大致分为以下三种类型:第一类是冲击性谐波负载,典型代表是逆变电焊设备。逆变电焊机具有优良的特性,在实践中应用非常普遍,有可移动式独立焊机也有固定式焊接生产线、焊接机器人等。由于逆变焊机中二极管整流电路的存在,因此其输入电流中含有大量谐波成分。电焊机起弧时输入电流瞬间加大至满负荷,电弧熄灭后输入电流降低至接近于零,并且负载在零至满负载之间快速、反复变化。二极管整流冲击性负载虽然输入电流幅值快速变化,但是谐波电流总畸变率基本不变。如果采用晶闸管可控整流作为输入电路的冲击性负载,不但输入电流幅值是变化的,谐波电流总畸变率也是变化的,情况更加复杂。

  第二类是频繁启停的电机,比如冲床、切纸机、纹车等设备中的电机。电机在启动阶段会产生数倍于额定电流的冲击性电流,频繁的启停电机会造成电网负载快速变化。这类冲击性负载输入电流中,一般不包含谐波,对电网的影响主要体现在是在功率的快速、反复变化。在电机功率的快速变化中,有功功率的变化相对较小,大部分波动都是体现在无功功率的快速变化上。油田抽油机、电梯等负载存在电动—发电两种工作状态,并且在两种状态间高频度切换,电机的有功功率和无功功率不但幅值变化,方向也变化。

  第三类负载是电弧炉类负载。电弧炉的负载变化是完全随机的,并且每一相的负载变化互不相关,负载变化无任何规律可言。电弧炉一般是三相三线负载,因此不存在中性线电流,但是三相相电流的变化可能导致无功功率、三相不平衡、波形畸变等。这三种现象的出现完全随机、并且变化范围非常大,几乎在零到满负载之间波动。因此对电力系统的危害Z大,也Z难处理。另外电弧炉的有功功率也是冲击性的,对系统电压的影响也引发了很多关注。

  电能质量问题主要有无功功率、谐波、电压波动与闪变、三相负载不平衡等,这些问题在稳态或者变化速度较慢的情况下,都有完善的解决方案。冲击性负载主要有电焊设备、高频度启停的电机、电弧炉等。油田使用的抽油机电机存在电动—发电两个状态,也是一类特殊的冲击性负载。对于冲击性产生的电能质量问题来说,由于其变化速度快、幅度大,有的甚至出现反相位情况,因此非常难以处理。

  冲击性负载产生的电能质量问题之所以难以解决,根本原因在于其快速变化的特点。在实践中Z突出的电能质量问题有:有功功率和无功功率冲击、谐波、三相不平衡。对电网和用点负载的影响都很大。冲击性的无功功率功率变化首先会引起电压波动,电弧炉类冲击性负载还存在严重的有功功率变化同样会造成电网电压波动甚至是电网稳定性问题。

  冲击性负载还会引起发电机端部结构损坏和计量误差。无功功率和三相负载不平衡会使电网损耗增加,提高电网运行成本。尤其是对于小容量电网来说,冲击性负载的无功功率很难通过传统手段补偿,造成电力用户的电价较高,损耗变大。

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