[发明专利]整车厂低压配电网电能质量干扰允许值计算方法

说明书

本发明提出一种整车厂低压配电网电能质量干扰允许值计算方法，步骤为：根据变压器谐波电压传递系数计算低压侧母线背景谐波电压含有率HRU_h,bac,L，然后根据HRU_h,bac,L和国标规定的谐波电压含有率限值HRU_h,lim,L按谐波合成方式计算出低压侧母线处计及背景谐波电压影响的谐波电压含有率限值HRU_h,lim，接着根据HRU_h,lim计算出PCC点处谐波电流发射允许值I_h,lim和负序谐波电流发射允许值I_‑,h,lim，最后根据负荷的协议容量S_i、变压器容量S_t和相位叠加系数α计算出该负荷在PCC点的谐波电流发射允许值I_m,h,lim和负序谐波电流发射允许值I_‑,m,h,lim。本发明能为整车厂车间负荷参数的设计以及治理设备的选型提供一定的理论参考。

技术领域

本发明属于电能质量技术领域，具体是涉及整车厂多主变并列运行低压配电网电能质量干扰允许值计算方法。

背景技术

电能质量是电力工业产品的重要指标，涉及发、供、用各方面的权益。随着科技的进步与发展，冲击性、非线性的负载越来越多，尤其是电力电子器件的应用，使得谐波、电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题尤为严重。整车厂汽车制造过程主要涉及冲压、焊接、涂装、总装等生产工艺，整个汽车制造流程紧密衔接，具有高度集成的特点，对电能质量的要求相对较高。而任何一个制造工艺的供电故障、电气事故都会影响到上一个工艺或下一个工艺的正常运作。

汽车车身冲压成形是汽车制造技术的重要组成部分，其中大量使用数控冲床、等离子切割机床、多工位冲压机床等大型设备。这些设备使用直流电动机，是典型的谐波源及冲击性负荷，产生的谐波不仅造成母线电压波动，使设备无法运行，还会使系统功率因数降低，电压、电流波形严重畸变，增加系统的无功功率损耗，影响整个供电系统。谐波会使电压和电流畸变、计量仪出错、保护装置误动，引起自动跳闸将导致生产中断。谐波导致过压、过流、欠压等电能质量问题，会使冲压设备因过压、过流而出现过负荷的冲压，或因欠压而导致压力不够、冲压不到位，出现产品报废等现象。谐波使系统损耗增加，增加系统的发热量和噪声污染。长时间工作在不良电能环境中，会降低设备寿命，损坏电容补偿装置。冲击性负荷会使供电系统不稳定，造成严重的电压闪变、瞬时电压降低等现象，使某些设备停止运行。

汽车焊接主要用于车身的制造，有点焊、凸焊、二氧化碳保护焊和氩弧焊等多种方式。点焊机是典型的单相冲击性负载，也是典型的谐波源。谐波电流使得系统的电压电流发生畸变，出现过压、欠压、过流，甚至引起保护装置误动，影响正常生产。还会造成焊件质量不到位、虚焊、漏焊、误焊等隐患，导致产品不合格。点焊产生的谐波使得系统三相电压严重不平衡、中性线电流过大、动力电缆肌肤效应严重、平均功率因数低，电气故障频发、电压、电流不稳定。

涂装工艺主要是通过机械手对焊接成形的车身及零部件进行喷涂和烘烤，其主要负载是电力电子器件和大容量的加热设备，这些设备应用整流及变频原理制造，在此过程中会产生谐波，而加热设备则使用电阻较大的器件。涂装车间的电能质量表现为感性无功较大、整体功率因数低、谐波电流大而复杂，系统母线端电压降低严重，设备发热量大以及利用率低。

总装工艺过程主要是利用机器代替人工进行自动组装，其程序控制是利用二极管、三极管、放大电路、整流桥、开关电源等电子元件，这些器件单个产生的谐波虽小，但大量集成使用会对供电系统造成严重影响，产生大量谐波。

因此，在对整车厂进行设计时必须对整车厂低压配电网电能质量干扰允许值进行计算，从而限制接入整车厂配电网的负荷类型，明确负荷电能质量的发射限值，为整车厂设计过程参数计算提供理论参考，具有重要的意义。

发明内容