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電能質(zhì)量

人氣：1648次發(fā)表時間：2013-07-26

中文名稱：電能質(zhì)量英文名稱：power quality定義：關(guān)系到供電、用電系統(tǒng)及其設(shè)備正常工作(或運(yùn)行)的電壓、電流的各種指標(biāo)偏離規(guī)定范圍的程度。應(yīng)用學(xué)科：

電力（一級學(xué)科）；電力系統(tǒng)（二級學(xué)科）

百科名片

電能質(zhì)量即電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量。理想的電能應(yīng)該是完美對稱的正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦，由此便產(chǎn)生了電能質(zhì)量問題。一方面我們研究存在哪些影響因素會導(dǎo)致電能質(zhì)量問題，一方面我們研究這些因素會導(dǎo)致哪些方面的問題，最后，我們要研究如何消除這些因素，從而最大程度上使電能接近正弦波。

定義

電能質(zhì)量[1](Power Quality)，從嚴(yán)格意思上講，衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指優(yōu)質(zhì)供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。其可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、瞬時或暫態(tài)過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。[2]

影響因素

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降，暫升和短時中斷，諧波產(chǎn)生的電壓波形畸變；已成為最重要的電能質(zhì)量問題。

具體指標(biāo)

電網(wǎng)頻率

我國電力系統(tǒng)的標(biāo)稱頻率為50Hz ，GB/T15945-2008《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差》中規(guī)定：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時，偏差限值可放寬到±0.5Hz，標(biāo)準(zhǔn)中沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限。在《全國供用電規(guī)則》中規(guī)定"供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬千瓦以下者，為±0.5HZ。實際運(yùn)行中，從全國各大電力系統(tǒng)運(yùn)行看都保持在不大于±0.1HZ范圍內(nèi)。

電壓偏差

GB/T 12325-2008《電能質(zhì)量供電電壓偏差》中規(guī)定：35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對值之和不超過標(biāo)稱電壓的10%；20kV及以下三相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的土7%；220V單相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的+7%，-10%。

三相電壓不平衡

GB/T15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》中規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點電壓不平衡度限值為：電網(wǎng)正常運(yùn)行時，負(fù)序電壓不平衡度不超過2%，短時不得超過4%；低壓系統(tǒng)零序電壓限值暫不做規(guī)定，但各相電壓必須滿足GB/T 12325的要求。接于公共連接點的每個用戶引起該點負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時不超過2.6%。

公用電網(wǎng)諧波

GB/T14549--93 《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》中規(guī)定：6～220kV各級公用電網(wǎng)電壓(相電壓)總諧波畸變率是0.38kV為5.0%，6～10kV為4.0%，35～66kV為 3.0%，110kV為2.0%；用戶注入電網(wǎng)的諧波電流允許值應(yīng)保證各級電網(wǎng)諧波電壓在限值范圍內(nèi)，所以國標(biāo)規(guī)定各級電網(wǎng)諧波源產(chǎn)生的電壓總諧波畸變率是：0.38kV為2.6% ， 6～10kV為2.2%，35~66kV為1.9%，110kV為1.5%。對220kV電網(wǎng)及其供電的電力用戶參照本標(biāo)準(zhǔn)110kV執(zhí)行。

公用電網(wǎng)間諧波

GB/T 24337-2009《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波》中規(guī)定：間諧波電壓含有率是1000V及以下<100Hz為0.2%，100~800Hz為0.5%，1000V以上<100Hz為0.16%，100~800Hz為0.4%，800Hz以上處于研究中。單一用戶間諧波含有率是1000V及以下<100Hz為0.16%，100~800Hz為0.4%，1000V以上<100Hz為0.13%，100~800Hz為0.32%。

波動和閃變

GB/T 12326-2008《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點，在系統(tǒng)運(yùn)行的較小方式下，以一周（168h）為測量周期，所有長時間閃變值Plt滿足：≤110kV，Plt=1；>110kV，Plt=0.8。以及單個用戶的相關(guān)規(guī)定。

指標(biāo)含義

電壓不平衡是指三相電壓的幅值或相位不對稱。不平衡的程度用不平衡度（電壓負(fù)序分量和正序分量的均方根值百分比）來表示，典型的三相不平衡是指不平衡度超過2%，短時超過4%。在電力系統(tǒng)中，各種不平衡工業(yè)負(fù)荷以及各種接地短路故障都會導(dǎo)致三相電壓的不平衡。

過電壓是指持續(xù)時間大于1分鐘，幅值大于標(biāo)稱值的電壓。典型的過電壓值為1.1~1.2倍標(biāo)稱值。過電壓主要是由于負(fù)載的切除和無功補(bǔ)償電容器組的投入等過程引起，另外，變壓器分接頭的不正確設(shè)置也是產(chǎn)生過電壓的原因。

欠電壓是指持續(xù)時間大于1分鐘，幅值小于標(biāo)稱值的電壓。典型的欠電壓值為0.8~0.9倍標(biāo)稱值。其產(chǎn)生的原因一般是由于負(fù)載的投入和無功補(bǔ)償電容器組的切除等過程。另外，變壓器分接頭的錯誤設(shè)置也是欠電壓產(chǎn)生的原因。

電壓驟降是指在工頻下，電壓的有效值短時間內(nèi)下降。典型的電壓驟降值為0.1~0.9倍標(biāo)稱值，持續(xù)時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟降產(chǎn)生的原因主要有電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障；大容量電機(jī)的啟動和負(fù)載突增也會導(dǎo)致電壓驟降。

電壓驟升是指在工頻下，電壓的有效值短時間內(nèi)上升。典型的電壓驟升值為1.1~1.8倍標(biāo)稱值，持續(xù)時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟升產(chǎn)生的原因主要有電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如系統(tǒng)發(fā)生單相接地等故障；大容量電機(jī)的停止和負(fù)載突降也是電壓驟升的重要原因。

供電中斷是指在一段時間內(nèi)，系統(tǒng)的一相或多相電壓低于0.1倍標(biāo)稱值。瞬時中斷定義為持續(xù)時間在0.5個周期到3秒之間的供電中斷，短時中斷的持續(xù)時間在3~60 秒之間，而持久停電的持續(xù)時間大于60秒。

電壓瞬變又稱為瞬時脈沖或突波，是指兩個連續(xù)的穩(wěn)態(tài)之間的電壓值發(fā)生快速的變化，其持續(xù)時間很短。電壓瞬變按照電壓波形的不同分為兩類：一是電壓瞬時脈沖，是指疊加在穩(wěn)態(tài)電壓上的任一單方向變動的電壓非工頻分量；二是電壓瞬時振蕩，是指疊加在穩(wěn)態(tài)電壓的同時包括兩個方向變動的電壓非工頻分量。電壓瞬變可能是由閃電引起的，也可能是由于投切電容器組等操作產(chǎn)生的開關(guān)瞬變。

電壓切痕是一種持續(xù)時間小于10ms的周期性電壓擾動。它是由于電力電子裝置換相造成的，它使電壓波形在一個周期內(nèi)有超過兩個的過零點。由于其頻率非常高，用常規(guī)的諧波分析設(shè)備無法測出，因此以前一直末把此項作為電壓質(zhì)量的一個指標(biāo)。

改善措施

（1）改善用電功率因數(shù)，使無功就地平衡。

（2）合理選擇供電半徑.

（3）合理選擇供電系統(tǒng)線路的導(dǎo)線截面。

（4）合理配置變、配電設(shè)備，防止其過負(fù)荷運(yùn)行。

（5）適當(dāng)選用調(diào)壓措施，如串聯(lián)補(bǔ)償、變壓器加裝有載調(diào)壓裝置、安裝同期調(diào)相機(jī)或靜電電容器等。

供電電壓超過允許偏差的原因有哪些？

（1）供電距離超過合理的供電半徑。

（2）供電導(dǎo)線截面選擇不當(dāng)，電壓損失過大。

（3）線路過負(fù)荷運(yùn)行。

（4）用電功率因數(shù)過低，無功電流大，加大了電壓損失。

（5）沖擊性負(fù)荷、非對稱性負(fù)荷的影響。

（6）調(diào)壓措施缺乏或使用不當(dāng)，如變壓器分頭擺放位置不當(dāng)?shù)取?/span>

（7）用電單位裝用的靜電電容器補(bǔ)償功率因數(shù)沒采用自動補(bǔ)償。

總之，無功電能的余、缺狀況是影響供電電壓偏差的重要因素。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量測試手段存在著局限性。海億達(dá)能源科技研發(fā)EPDS?智能配電系統(tǒng)即電能質(zhì)量監(jiān)測改善系統(tǒng), 建立了遍及全網(wǎng)的電能質(zhì)量在線監(jiān)測網(wǎng),以及一套統(tǒng)一開放的監(jiān)控和管理平臺,動態(tài)監(jiān)測電網(wǎng)電能質(zhì)量水平,進(jìn)而針對嚴(yán)重影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的干擾性負(fù)荷進(jìn)行改造,有效地提高了電能質(zhì)量管理水平。也是利用現(xiàn)代測量控制技術(shù)和數(shù)據(jù)處理與通訊技術(shù)，在經(jīng)濟(jì)合理的成本下實現(xiàn)對用戶端包括電源進(jìn)線到終端用電設(shè)備在內(nèi)的全部配電用電系統(tǒng)設(shè)施的管理控制，大幅提高配電用電系統(tǒng)與設(shè)施的運(yùn)行與管理效率，降低運(yùn)營成本。[2]

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