论剧场、演艺中心电能质量改善 的意义

　　坚强智能电网主要是通过对骨干网架和各级电网系统之间进行调整，将特高压电网作为其主要的网架基础。在建设过程中主要是利用强大的通讯平台，对其信息进行自动化和互动化处理。坚强智能电网中主要包括对电力系统的发电、输电、配电等一些列店里运输和操作系统的各个环节进行统筹规划。从而最终可以实现我国电网‘‘电力流、信息流、业务流”一体化的发展模式。

　　随着我国智能电网的逐渐发展，其智能操控的理念逐渐深入到智能系统中。智能电站的发展思想与智能电网的发展思想向接近。其智能变电站主要是通过采用先进的操作方式，对其内部操作及运行进行改进，从而建立出集成、环保、低碳的智能发电站。智能电站在进行性智能化改变过程中需要对信息的采集、调控、计量、保密等工作做进行一步智能化的完善，从而从根本上实现我国智能电站的建立，完成电站自动控制、智能调节和在线分析的理论实践，促进我国智能电站的发展。

　　2变电站区别

　　结构上的差异性。根据我国传统变电站的结构进行分析，发现其中主要包括站控层和间隔层，智能变电在传统变电站的基础上增加了过程层，过程层的作用就是合并单元，智能终端。

　　3传统变电站智能变电站的组网方式的区别

　　由图1可知，智能变电站由SV和GOOSE共网。在智能变电站应用中，SV可以简单理解为：通过对电站内部的信息进行实时的采集，从而对电机内部机制等进行调控，将采集到的样本信息和相关系统内部的信息模型之间进行对比分析，最终确定其服务的主要对象及主要内容。通过以上信息采集、传递和交换的方式利用模型服务对象与IS0/IEC8802-3帧之间进行映射。根据目前我国智能变电站中对继电的保护标准的相关规定，对其组网间的信息等进行处理。

　　传统变电站的组网方式主要是铜鼓对监控系统等及西宁保护，从而根据样本采集值和开关设定的相互定量之间进行电网的保护。在整个常规电网中闸口的每一个环节中均与电缆连接段进行连接，分为不同的连接端子。常规电网中通过各个连接端子之间的连接，完成整个电网信息中采集和呼唤，从而形成一种联合的管理和操作功能。而相较于智能电站中相关对数值的采集和开关的连接，通过SV和GOOSE之间实现不同的端口之间建立良好的数字信息的传递量，通过对不同的相对端子形象的将智能电站中的连接进行逻辑关系连接，实现整个智能电网系统的完成。

　　4智能变电站过程层的合并单元和智能终端

　　4.1智能变电站合并单元

　　合并单元就地安装，包括：1)GOOSE端口(收发GOOSE信息);2)SV端口(发送SV信息);3)开入插件(接入检修压板或刀闸位置)。

　　间隔层设备之间的合并方式主要是通过将不同的单元格之间的样本信息采集进行同步处理。其中主要包括时标同步和插值再采样同步。时标同步主要是指对于需要进行延时稳定的电网系统，适用电网对网络系统的支持;插值再采样同步主要是指对于对点光纤的应用同步。

　　时标同步工作机制主要是通过对不同电网中的相关单元内部信息进行采样，在进行输出信息采样时，将其时标值进行建立。时标同步主要具有方便相互之间报文的传送和运输，而且时标同步能够有效的将信息接收的延时时间进行缩短。但是时标同步也具备相应的缺点，其中主要为，在进行时标同步过程中需要采用人工时间同步，存在一定的系统误差和系统故障。

　　4.2智能变电站智能终端

　　智能终端(操作箱)就地安装，包括：GOOSE插件(收发GOOSE信息);开入、开出插件接入就地电缆;直流插件完成温度、湿度测量。

　　根据研究发现智能变电站的终端系统具有以下几点功能。1)能够对设备跳闸命令进行保护，从而保护整个设备的运行。2)对系统温度数据进行上传。

　　5结论

　　智能变电站的基本功能包括以下几点。1)顺序控制。2)站内状态估计。3)与主站系统通信。4)同步对时。5)通信系统。6)电能质量评估与决策。7)区域集控功能。8)防误操作。9)配置工具。10)源端维护。11)网络记录分析。

　　文中通过对智能变电站进行研究，分析其高级功能为：促使设备在使用过程中的状态为可视化、对设备中存在的故障信息等进行综合性分析，从而为维修决策提供有力的依据，将设备的运行流程简化，对其站域能够进行良好的控制，并且可以通过内外系统的改变，将信息进行内外交换，完成设备的终端运行。

　　这些功能的实现都是建立在信息化正常传递的基础上，因此信息化在智能变电站的建立和发展上起着支撑作用。

　　备配件。电力企业在准备足够后备配件的过程中首先应当根据电网运行情况来制定各供电所配电设备的后备品与备件的配置定额标准。其次，电力企业在准备足够后备配件的过程中还应当针对配网故障抢修情况来制定出相应的定额管理方法。与此同时，电力企业在准备足够后备配件的过程中可以选择进行全面的调研来对于仓库所实际需要的定额进行判定，从而能够为长期的修订工作奠定更为坚实的基础。

　　2.3遵循故障维修原则

　　基于精益思想的供电故障抢修模式的关键在于遵循故障维修原则。工作人员在遵循故障维修原则的过程中首先应当秉持着维修工具的统一配置、合理储备、等原则。既工作人员在进行故障维修的过程中应当确保维修工具的科学合理、经济节省的使用，从而能够在确保满足电网运行中设备检修、事故抢修和缺陷处理的实际需求的前提下更好地提升电力企业的综合经济效益。其次，工作人员在遵循故障维修原则的过程中应当遵循企业制定合理的领用流程。在这一过程中配网能否正常运营，直接关系到工业经济生产及人们生活水平，关乎整个电网供电的可靠性，因此故障维修原则的贯彻有着极高的重要性。

　　2.4提升故障抢修效率

　　基于精益思想的供电故障抢修模式需要提升故障抢修效率。工作人员在提升故障抢修效率的过程中首先需要着眼于对抢修车内的布局进行优化。例如工作人员可以对其进行5S优化并且针对抢修车的功能来合理布置各个区域，从而能够方便各种抢修工具的便捷使用。其次，工作人员在提升故障抢修效率的过程中还应当在抢修车管理上丢你抢修车上的各类工器具、备品件配置定额进行规范，从而能够在此基础上确保维修工具的定量定位管理。与此同时，工作人员在提升故障抢修效率的过程中还应当对于进行完毕的抢修业务等进行分析，找出故障发生的原因，并且在此基础上制定相应的改进措施，从而能够为今后的抢修工作奠定良好的基础。

　　3结论

　　基于精益思想的供电故障抢修模式的研究和分析工作能够为电力系统稳定性的提升奠定良好的基础。因此电力系统故障维修人员应当把握住供电故障抢修模式的关键，以更多的维修实践来切实的提升电力系统整体的运行水平。

　　随着现代电力电子技术的迅速发展，非线性元件被广泛应用在整流设备、交直流转换设备、变频设备、电子电压调整设备、家用电器、照明灯具、调光设备、办公自动化(OA)设备及各类非线性负荷上。这些设备容量越来越大，数量越来越多，产生的谐波电流对电力系统危害也越来越大。剧场、演艺中心由于大量采用非线性设备进行调光、调音等，对系统造成了很大的谐波干扰，引起设备发热、误动作等问题，故需进行谐波治理，保证系统的安全运行。

　　剧场配电系统的典型谐波源

　　1)剧场灯光系统、调光设备：一般的灯光系统都采用晶闸管调光原理，通过导通角的控制来实现灯光的调节，这类设备会产生大量的髙次谐波，且变化很大，当导通角小的时候，谐波电流畸变率甚至可以达到基波电流的100%以上，对系统影响很大。

　　2)舞台机械设备：主要包括电影银幕架、舞台控制柜、舞台机械各型控制台、活动天花、电动吊杆机和伸缩舞台等设备，而舞台机械的各类产品由于自身特点，带有大量的变频系统、传动装置、牵引式机构、计算机综合控制系统和位置及速度检测系统等，会产生谐波，尤其是大量的变频装置的应用，成为严重的谐波污染的主要来源。

　　3)电视转播：可产生3、5、7、11、13与髙次谐波，由于谐波随设备变动而有较大变化，谐波引起的电磁干扰造成音箱设备声音失真或者噪音较大;并严重影响设备工作，也是不可忽视的谐波源之一。

　　4)带有UPS电源、开关电源的大型电子设备：分布于各类数据机房、控制室。单相供电的UPS电源以3次谐波为主;三相供电有六脉冲桥式可控硅整流器的UPS电源，其谐波频谱特征为&V±1，#=1、2、3……。

　　5)运用LED技术的大型设备：在剧场内需配置大面积室内、室外LED显示屏等。LED显示屏由发光二极管点阵组成，每个LED前端恒流驱动电源采用不可控单相整流电源。为了降低低压直流电流在各种输送坏节耗损，显示屏配电一般采用大量上述小功率开关电源模块。开关电源为典型的谐波源，产生3、5、7、9、11次谐波，其谐波含量较髙，且由于显示画面的变化，带来瞬时三相不平衡，故给系统带来不稳定因素。

　　谐波对剧场设备的危害与干扰

　　1)对舞台灯光晶闸管调光系统的影响：电能谐波超限将干扰晶闸管组件触发控制的同步，甚至导致同步失败，大大影响灯光系统的效果。

　　2)对电声学系统的影响：电能髙次谐波将严重干扰电声学系统的正常功能，特别是人体听力对17次以上髙次谐波具有髙敏感度，电声系统设备必须考虑对髙次谐波干扰的消除，否则音响效果也会受到干扰。

　　3)对电力电子、控制设备的影响：舞台机械电子控制设备、电视转播与通信设备等极易受到电能谐波的干扰，导致失灵、死机、声音与严重失真等故障。

　　4)对配电设备的影响：谐波易导致谐波谐振，引起相关设备损害，比如电容器组等;谐波易造成电机、变压器等铜损过大、发热抖动等，降低设备寿命。

　　5)对电力电缆的影响：产生的3次及3^7欠谐波叠加在零线上引起零线电流较大(通常为相线电流的1.5〜2.5倍，最大可达到相线电流的3倍)，造成零线发热，甚至引起零序保护动作，变压器跳闸，造成停电随设备变动电源质量严重影响设备工作。由于谐波引起的电磁干扰造成音箱设备声音失真或者噪声较大剧场谐波分布情况演播大厅用电设备的主要特征谐波分别是3次、5次、7次、9次谐波，上述几类谐波占总谐波含量的90%~95%，总的谐波含量由于负载的变化也有较大的变化，一般在百分之几十至百分之一百多的范围内变化，特别是产生的3次及3A欠谐波叠加在零线上引起零线电流较大，这种较大的谐波会引起零序保护动作，变压器跳闸。

　　由于剧场内大量的现代化媒体设备都是非线性设备，在其配电系统中所占比重非常大，对系统的稳定性、安全性造成了很大的影响。近年来，通过有源滤波设备来进行谐波治理，已经得到了剧场建设的业内专家们的认可，在很多大型的项目中，得到很好的应用。

　　谐波评估标准

　　为了限制谐波污染，保障公用电网的安全运行，世界各国和国际权威电气机构都推出了相应的谐波标准。我国早于1993年7月31日颁布了GB/T14549—1993《电能质量——公用电网谐波》国家标准，把电网中的电流、电压总谐波畸变率及各次谐波含有率控制在允许的范围内，保证供电质量，使接入电网中用户的各种用电器具免受谐波的危害，保持正常工作。

　　评估谐波电压是以电压总谐波畸变率是否超过上述标准为依据，谐波电压治理目标就是要小由于谐波治理在发达国家已经有了相当成熟的规范要求和评价体系，因此目前国际上被广泛接受的标准是美国电气及电子工程师协会发布的IEEE519/1992(电力系统谐波标准)，其对各种场所的谐波限值都有了很详细的规定，如针对诸如数据中心、机场和医院等重要负荷，规定奇次谐波电流畸变率不大于1〇%、谐波电压畸变率不大于3%等。

　　剧场谐波治理实例

　　某大剧院的灯光系统、调光设备和舞台机械设备等产生大量的谐波，同时该大剧院内布置有大量髙级电子设备，需要在配电系统相关节点采取针对相应电能谐波的滤波措施，以减少电能谐波对电声学系统设备的干扰并改善有关电子设备运行的电磁环境。

　　1.治理情况简述

　　该大剧院舞台灯光供电系统由1台10/0.4kV箱式变压器作为电源，并配置4台额定电流为630A的塑壳开关作为配电输出回路。舞台灯光系统采用晶闸管调压调光(调光柜)。

　　根据现场测试情况：该调光柜谐波分布以3、5、7次谐波为主，其他各奇次谐波(从9~31次)含量相对较小，总体表现为谐波频谱较宽的现象;

　　对该回路又进行了晶闸管导通角在10%、20%、40%等不同情况时的测试：随着导通角的增大，电流有效值一直增大，但谐波电压畸变率和电流畸变率一直变小。当晶闸管导通为10%时，谐波电流畸变率最大，达到81.8%;当晶闸管导通角为40%时，谐波电流最大，谐波电流畸变率为60.2%;测试时谐波电压畸变率最大可达到7.6%。严重超过了国家标准(《电能质量公用电网谐波》GB/T14549—1993)的要求。

　　测试过程中，功率因数始终偏低：导通角为40%时，功率因数是最大，为0.65左右;导通角为10%时，功率因数仅为0.2左右。

　　2.综合分析与结论

　　系统谐波含量较髙，会产生如下影响和危害。

　　谐波畸变超过国家标准规定，将给供电系统带来严重的干扰，影响到其他设备正常运行。

　　严重谐波畸变将影响剧院的声学系统、弱电设施等的正常使用，特别是人体听力对17次以上的髙次谐波具有髙敏感度，声学系统设备必须考虑对髙次谐波干扰的消除。

　　舞台机械的电子控制设备、电视转播与通信设备等极易受到谐波的干扰，导致设备失效、死机、声音与图像严重失真等情况。

　　系统中的谐波易导致谐波谐振，引起相关设备的损害(如电容器组)。

　　系统中产生的奇次谐波，叠加在低压系统零线上使得零线电流过大(通常为相线电流的1.5~2.5倍，最大可达到相线电流的3倍)，造成零线过热，引起零序保护动作，配电回路跳闸。

　　严重谐波畸变将影响电能利用效率(如功率因数低)，增大能源消耗。

　　综上所述，系统谐波含量较髙时，可采用有源滤波器进行谐波抑制，保证系统稳定。