電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)的主要參數(shù)

1、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)的主要參數(shù)社會(huì)發(fā)展到今天， 電力無(wú)所不能。 但由于電網(wǎng)中日益增多的 非線性、 波動(dòng)性和沖擊性負(fù)荷， 導(dǎo)致了電能質(zhì)量問(wèn)題成為人們時(shí) 下廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)話題之一， 受到了供用電雙方的極為重視。 為 保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，很有必要對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。圖 1 所示為電力系統(tǒng)在理想狀態(tài)下按額定頻率和額定電壓 的正弦波形進(jìn)行供電的波形圖和向量圖。 其三相電壓和電流的幅 值均相等，相位差互差 120 度。圖 1 理想對(duì)稱三相系統(tǒng)的電壓波形圖和向量圖但在現(xiàn)實(shí)中， 由于各種各樣的原因， 這樣理想的供電系統(tǒng)實(shí) 際上是不可能存在的。 從對(duì)理想的三相交流電力系統(tǒng)的分析可以 得知，對(duì)電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)可

2、以從以下的因素進(jìn)行分析研究。（1）對(duì)三相交流電來(lái)講， Ua，Ub，Uc 是否達(dá)到基本平衡； （2），頻率偏差與其動(dòng)態(tài)屬性；（ 3）電壓是否存在偏差以及偏 差的大小，是否發(fā)生了波動(dòng)與閃變等；（ 4）電壓和電流的波形 是否發(fā)生突變?，F(xiàn)如今，國(guó)家已經(jīng)頒布了供電電壓允許偏差、 暫時(shí)過(guò) 電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓、頻率允許偏差、公共電網(wǎng)諧波等 以及有關(guān)電壓的波動(dòng)、閃變、間斷、三相不平衡等方面的電能質(zhì) 量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 本論文就是遵循以上的電能質(zhì)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。1. 電壓允許偏差。 在正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)中， 某一處的供電 電壓的實(shí)際值與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的差值對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的百分比 稱為該

3、處的電壓偏差，其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：其中，電壓的實(shí)際值在電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置中可由得到。2. 頻率偏差。所謂頻率是指電力系統(tǒng)中的正弦交流電在1s內(nèi)交變的次數(shù)， 單位是赫茲。 所謂頻率偏差是指在正常運(yùn)行條件 下，電力系統(tǒng)頻率的實(shí)際值與標(biāo)稱值（也稱額定值）之差，它的 數(shù)學(xué)表達(dá)式是：。在我們國(guó)家，電力系統(tǒng)的額定頻率是50HZ，而國(guó)外采用的是60HZ頻率。我國(guó)對(duì)頻率偏差的規(guī)定是，其偏差 允許值范圍為-0.2HZ+0.2HZ,對(duì)于容量較小的系統(tǒng)，其允許值 范圍可以擴(kuò)大到-0.5HZ+0.5HZ。頻率偏差產(chǎn)生的根本原因是電 力系統(tǒng)中存在不平衡的有功功率。3. 高次諧波。 所謂高次諧波， 是指頻率為基波頻率整數(shù)倍的

4、 波形。在供電系統(tǒng)中， 產(chǎn)生電壓諧波的根本原因是具有非線性特 性的某些元件和負(fù)荷的存在， 例如電力系統(tǒng)中的波形突變就是電 壓與電流因?yàn)椴怀删€性關(guān)系而導(dǎo)致的。 理想情況下電路中的波形 是一個(gè)很標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形， 但是當(dāng)諧波出現(xiàn)時(shí)， 正弦波形會(huì)產(chǎn)生 明顯的失真。干擾源能夠產(chǎn)生高次諧波， 有三種方式對(duì)電源及鄰近設(shè)備產(chǎn) 生諧波污染，即傳導(dǎo)、電磁輻射和感應(yīng)耦合。所謂傳導(dǎo)就是高次 諧波根據(jù)阻抗大小不同分流到電源和負(fù)載上。 而電磁輻射是指干 擾源產(chǎn)生的高次諧波能夠產(chǎn)生輻射作用， 對(duì)周圍的無(wú)線電等電子 設(shè)備產(chǎn)生污染。 而感應(yīng)耦合則是在傳導(dǎo)中， 相互平行敷設(shè)的導(dǎo)線 形成電磁耦合而產(chǎn)生的感應(yīng)干擾。4. 電力系統(tǒng)的三

5、相不平衡度。 所謂三相平衡系統(tǒng)是指三相交 流電力系統(tǒng)中的三相交流電都具有相同的頻率和幅值， 且在相位 上三相按順序互差 120 度的角度。但是在實(shí)際的電力系統(tǒng)中由于 有各種各樣的原因存在，實(shí)際電力系統(tǒng)不能達(dá)到理想中的平衡。 三相不平衡是指在電力系統(tǒng)中三相電流（或電壓）幅值不一致， 且幅值差超過(guò)規(guī)定范圍。 在電力系統(tǒng)中， 由于三相不平衡的存在， 會(huì)使系統(tǒng)或用戶受到一系列的影響，具體有如下五個(gè)方面的影 響。5. 電壓暫降。電壓暫降（也稱電壓驟降或稱電壓跌落，還有 的稱為電壓凹陷），是指在 50HZ頻率條件下電壓均方根值迅速 減小到額定電壓的0.10.9倍之間、其持續(xù)時(shí)間約為10毫秒至 1 分鐘的短

6、時(shí)間的電壓變動(dòng)現(xiàn)象。標(biāo)稱電壓暫降的三個(gè)最重要的 特征量， 第一個(gè)是電壓暫降的幅值， 第二個(gè)是電壓暫降的持續(xù)時(shí) 間，第三個(gè)是電壓暫降的相位跳變。產(chǎn)生的原因一般是由電網(wǎng)、 變電設(shè)施的故障或負(fù)荷突然出現(xiàn)大的變化（如大功率設(shè)備啟動(dòng) 時(shí)）所引起的。 在某些情況下會(huì)出現(xiàn)兩次或更多次連續(xù)的跌落或 中斷。6. 電壓的波動(dòng)與閃變。 電網(wǎng)中的一系列的電壓均方根值的連 續(xù)變化或相對(duì)快速變動(dòng)稱為電力系統(tǒng)的電壓波動(dòng)。 電壓波動(dòng)值是 電壓均方根值的兩個(gè)極限值 Umax和Umin之差 U,通常用與其 標(biāo)稱電壓UN的百分值來(lái)表示。在對(duì)諧波進(jìn)行測(cè)量， 以及對(duì)電壓偏差和三相不平衡度等電能 質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算過(guò)程中， FFT（Fast Fourier Transformation 即快速傅里葉變換）算法有著，所以選用FFT算法作為三相電能