淺談電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測與防治.doc

1、淺談電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測與防治內(nèi)容摘要本文介紹了電能質(zhì)量的相關(guān)概念和術(shù)語，并對其指標(biāo)進(jìn)行了分類，對電網(wǎng)電能質(zhì)量超標(biāo)帶來的影響作了分析；對建立各種在線監(jiān)測機(jī)制進(jìn)行綜合分析，并結(jié)合實(shí)際闡述電能質(zhì)量的幾種改善方法與措施,介紹了它們的基本組成和原理；強(qiáng)調(diào)對電能質(zhì)量的管理，研究電能質(zhì)量治理的技術(shù)，著重考慮諧波、電壓波動(dòng)和閃變問題的防治，以解決動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問題,并提出了系統(tǒng)化綜合補(bǔ)償治理是解決電能質(zhì)量問題的根本措施.關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；電能質(zhì)量監(jiān)測；補(bǔ)償裝置；綜合治理介紹了監(jiān)測電能質(zhì)量的一種新技術(shù),全過程監(jiān)測及其工作原理,該新技術(shù)為計(jì)算機(jī)技術(shù)和測量儀器的結(jié)合，通過連續(xù)跟蹤監(jiān)測、收集、記錄、存儲(chǔ)電能質(zhì)量的信息，

2、建立起系統(tǒng)電能質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫，輔以相應(yīng)的通信軟件和分析軟件，在供配電系統(tǒng)和用電設(shè)備運(yùn)行失效之前，捕獲到早期的故障信息，以便于安排預(yù)防檢修。摘 要：高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對電能質(zhì)量提出了新的要求。電能質(zhì)量的研究與控制問題由此引起了人們的關(guān)注.文章概括介紹了與之有關(guān)的電能質(zhì)量的定義及其等級劃分的問題，并簡要分析了干擾電能質(zhì)量的原因，提出了在電能質(zhì)量檢測與控制中需要深入研究的問題。關(guān)鍵詞 : 電能質(zhì)量；補(bǔ)償裝置；檢測；控制策略 摘要：隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電能的需求量也極大增長，同時(shí)電能質(zhì)量越來越顯示其重要性，電力部門和用戶對電能質(zhì)量的關(guān)注也日益增加。文章概述了現(xiàn)代電能質(zhì)量的基本問題,首先論述

3、電能質(zhì)量的各種概念，然后綜述電能質(zhì)量受到關(guān)注的主要原因，最后總括了相關(guān)的幾個(gè)問題，包括電能質(zhì)量指標(biāo)、電能質(zhì)量惡化的危害、電能質(zhì)量的檢測、分析計(jì)算和改善的方法,以及標(biāo)準(zhǔn)和管理等。    關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量電力供應(yīng) 電力系統(tǒng)目 錄內(nèi)容摘要I引 言11 電能質(zhì)量概念11。1 電能質(zhì)量指標(biāo)11.2 電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)21。3 電能質(zhì)量及其等級劃分22 電能質(zhì)量的影響42.1 電能質(zhì)量超標(biāo)的危害42。2 電能質(zhì)量問題的原因52.2.1 電力系統(tǒng)元件存在的非線性問題52。2.2 非線性負(fù)荷52.2。3 電力系統(tǒng)故障52。2。4 電網(wǎng)系統(tǒng)干擾63 電能質(zhì)量的監(jiān)測技術(shù)73。1 電能質(zhì)量的

4、分析73。1。1 基礎(chǔ)理論的研究73.1。2 新型算法的開發(fā)73.1.3 電能質(zhì)量監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)化、智能化73.2 電能質(zhì)量的監(jiān)測83。2。1 建立電能質(zhì)量綜合監(jiān)測網(wǎng)83。2.2 設(shè)置電能質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)94 電能質(zhì)量的綜合治理104。1 基礎(chǔ)性工作104。1.1 諧波治理104.1。2 電壓波動(dòng)與閃變的治理104.2 電能質(zhì)量問題的防治114.2。1 電壓質(zhì)量的管理114.2.2 大力宣傳維護(hù)電網(wǎng)電能質(zhì)量的重要性114.2.3 加強(qiáng)對各種干擾電能質(zhì)量的電氣設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)督114.2。4 防止無治理措施的大污染源接入電網(wǎng)114.2.5 把好設(shè)備訂貨關(guān)，防止新的污染源接入電網(wǎng)124。3 電能治理應(yīng)用設(shè)備12

5、4.3。1 單調(diào)諧濾波器124。3。2 高通(寬頻帶)濾波器124.3.3 綜合功能補(bǔ)償裝置124。3。4 單一功能補(bǔ)償裝置125 結(jié)論與展望14參考文獻(xiàn)15引 言隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一方面，造成電能質(zhì)量問題的因素不斷增長，如以電力電子裝置為代表的非線性負(fù)荷的使用、各種大型用電設(shè)備的啟停等;另一方面,各種復(fù)雜的、精密的、對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備不斷普及，人們對電能質(zhì)量及可靠性的要求越來越高。上述問題的矛盾越來越突出，這使得電能質(zhì)量問題對電網(wǎng)和配電系統(tǒng)造成的直接危害和可能對人類生活和生產(chǎn)造成的損失也越來越大,電能質(zhì)量直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的總體效益。對供電質(zhì)量及可靠性的要求日益提高是和用戶的工藝

6、過程水平的發(fā)展相聯(lián)系的，近代科技進(jìn)步又促進(jìn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和智能化，對電能質(zhì)量提出了更高更新的要求.一個(gè)計(jì)算中心失去電源2s就可能破壞幾十小時(shí)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果而造成上百萬元的經(jīng)濟(jì)損失。在大型機(jī)器制造廠，0.1s的電壓突降就可能造成異常的生產(chǎn)狀況和質(zhì)量破壞。當(dāng)今自動(dòng)化設(shè)備控制的連續(xù)精加工生產(chǎn)線，它們對配電系統(tǒng)中的干擾異常敏感，幾分之一秒的不正常供電就可能在工廠內(nèi)部造成混亂,其損失是難以估量的.這些用戶對不合格電力的容許度可嚴(yán)格到只有12周波?，F(xiàn)代化的商貿(mào)中心、銀行、醫(yī)院也是如此。諧波的嚴(yán)重危害和所造成的損失經(jīng)常被人們所提及,而無人值守變電站中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)突然出現(xiàn)的死機(jī)現(xiàn)象，大多屬于電能質(zhì)量問題。在我

7、國，雖然總體經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平還比較落后，但在部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)電能質(zhì)量問題的影響已比較突出。而且，由于各種原因，在供電可靠性和電網(wǎng)電壓幅度的穩(wěn)定水平等指標(biāo)上，我國的情況尤其落后。如何提高和保證電能質(zhì)量,已成為國內(nèi)外電工領(lǐng)域迫切需要解決的重要課題之一。電能質(zhì)量與國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門和人民日常生活有著密切的關(guān)系和重要意義。電能作為一種商品，具有它本身的特殊性，電能的生產(chǎn)和消費(fèi)必須同時(shí)進(jìn)行，且電能的生產(chǎn)、傳輸和使用設(shè)備必須緊密地連接在同一電網(wǎng)上.因此,作為電力部門的產(chǎn)品-電能的質(zhì)量，不僅與電力部門有關(guān)，而且與成千上萬的電力用戶有關(guān).連續(xù)收集、記錄、存儲(chǔ)電能質(zhì)量的信息，可以幫助供電公司在規(guī)劃中正確地改善供用

8、電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及合理地?cái)U(kuò)大系統(tǒng)的容量和確定投資水平。供電公司和工業(yè)用戶都已建立起相當(dāng)規(guī)模的供用電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和設(shè)施，當(dāng)供用電系統(tǒng)發(fā)生故障或被損壞,需要更換的情況下，無論供電公司或工業(yè)用戶都要承擔(dān)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電能質(zhì)量監(jiān)測的新技術(shù)-全過程監(jiān)測的出現(xiàn)，使電能質(zhì)量監(jiān)測的意義賦予了新的內(nèi)容。通過全部時(shí)間內(nèi)連續(xù)的跟蹤監(jiān)測，建立起表征電能質(zhì)量的，真正有用的數(shù)據(jù)庫，在供配電系統(tǒng)和用電設(shè)備運(yùn)行失效之前，捕獲到其早期的故障信息，以便在毀滅性打擊之前，提醒人們對供、用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整和預(yù)防檢修.隨著科學(xué)技術(shù)和國發(fā)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電能的需求量也極大的增長，同時(shí)電能

9、質(zhì)量也越來越顯示它的重要性,電力部門和用戶也對電能質(zhì)量的要求越來越高。電能質(zhì)量涉及從供電到用電的整個(gè)過程，要全面保障電網(wǎng)電能質(zhì)量需要各方面的共同努力。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)過程的高度自動(dòng)化，各種復(fù)雜的、精密的，對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備越來越多.冶金、化學(xué)工業(yè)及電氣化鐵路的發(fā)展，大型電弧爐、電力機(jī)車、整流設(shè)備、變頻裝置等非線性用電設(shè)備越來越多。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益普及,大量基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備和電子裝置不僅對供電電能質(zhì)量異常敏感，同時(shí)也加劇了電能質(zhì)量的進(jìn)一步惡化.這些非線性負(fù)荷及沖擊性負(fù)荷,對電力系統(tǒng)的“污染”日趨嚴(yán)重，造成系統(tǒng)電壓、電流波形的嚴(yán)重畸變，三相電壓、電流的不平

10、衡度加大，電能質(zhì)量下降，給發(fā)、供電設(shè)備及用戶用電設(shè)備帶來嚴(yán)重危害，并使國民經(jīng)濟(jì)遭受損害.由此而產(chǎn)生的供電電能質(zhì)量嚴(yán)重下降，表現(xiàn)得越來越突出。電能質(zhì)量嚴(yán)重超標(biāo)正在大范圍的污染供電環(huán)境，危及電網(wǎng)及其供電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,嚴(yán)重的影響電力企業(yè)及廣大用戶的經(jīng)濟(jì)效益，因此對電能質(zhì)量進(jìn)行治理十分重要。事實(shí)證明，電能質(zhì)量問題會(huì)嚴(yán)重破壞電力系統(tǒng)運(yùn)行和工業(yè)生產(chǎn),導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。我國正在不斷完善和陸續(xù)頒發(fā)有關(guān)電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn),目前為止我國已對頻率允許偏差、供電電壓允許偏差、電壓波動(dòng)和閃變、公用電網(wǎng)諧波、三相電壓允許不平衡度、暫態(tài)過電壓和瞬態(tài)過電壓等指標(biāo)制定了六個(gè)限制標(biāo)準(zhǔn)。為了向電力客戶提供符合國家標(biāo)準(zhǔn)的電能和滿

11、足部分電力客戶特殊需要的電能，我們供電企業(yè)應(yīng)當(dāng)研究解決電能質(zhì)量問題以及建立各種在線監(jiān)測機(jī)制。本文就此進(jìn)行綜合分析。1 電能質(zhì)量的定義與指標(biāo)定義電能質(zhì)量(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(dòng)與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(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。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/T159452008電能質(zhì)量

12、 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(shí)，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(shí)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

13、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(diǎn)電壓不平衡度限值為：電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)序電壓不平衡度不超過2，短時(shí)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(diǎn)的每個(gè)用戶引起該點(diǎn)負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時(shí)不超過2.6%。 公用電網(wǎng)諧波GB/T1454993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波中規(guī)定：6220kV各級公用電網(wǎng)電壓（相電壓)總諧波畸變率是0。38kV為5。0,610kV為4.0，3566kV為3。0,110kV為2。

14、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% , 610kV為2。2，3566kV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0.2，100800Hz為0。5，1000V以上100Hz為0.16，100800Hz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%，1

15、00800Hz為0。4，1000V以上<100Hz為0。13%,100800Hz為0.32。 波動(dòng)和閃變GB/T 123262008電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn),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(shí)間閃變值Plt滿足：110kV，Plt=1；110kV，Plt=0。8。以及單個(gè)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(shí)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(huì)導(dǎo)致三相電壓的不平衡。 過

16、電壓是指持續(xù)時(shí)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。11。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(shí)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。80.9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(cuò)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(shí)間內(nèi)下降。典型的電壓驟降值為0.10。9倍標(biāo)稱值，持續(xù)時(shí)間為0.5個(gè)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

17、容量電機(jī)的啟動(dòng)和負(fù)載突增也會(huì)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(shí)間內(nèi)上升.典型的電壓驟升值為1.11.8倍標(biāo)稱值，持續(xù)時(shí)間為0.5個(gè)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(shí)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(shí)中斷定義為持續(xù)時(shí)間在0.5個(gè)周期到3秒之間的供電中斷，短時(shí)中斷的持續(xù)時(shí)間在360 秒之間，而持久停電的持續(xù)時(shí)間大于60秒。 電壓瞬變又稱為瞬時(shí)脈沖或突波,是指兩個(gè)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(shí)間很短。電壓瞬變按照電壓波形的不同分為

18、兩類:一是電壓瞬時(shí)脈沖，是指疊加在穩(wěn)態(tài)電壓上的任一單方向變動(dòng)的電壓非工頻分量；二是電壓瞬時(shí)振蕩，是指疊加在穩(wěn)態(tài)電壓的同時(shí)包括兩個(gè)方向變動(dòng)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(shí)間小于10ms的周期性電壓擾動(dòng)。它是由于電力電子裝置換相造成的，它使電壓波形在一個(gè)周期內(nèi)有超過兩個(gè)的過零點(diǎn).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(xiàng)作為電壓質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。 電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系指標(biāo)目前我國組織制定電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的單位是:全國電壓電流等級和頻率標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC1)和全國電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC246

19、)。 TCI制定的標(biāo)準(zhǔn)及其主要指標(biāo)（1)GB12325-1990供電電壓允許偏差 35KV及以上正、負(fù)偏差的絕對值之和小于10 10KV及以下小于±7 220V小于+7、-10 (2)GB/T15945-1995電力系統(tǒng)頻率允許偏差 允許偏差±0。2?HZ 系統(tǒng)較小±0.5?HZ (3)GB/T15543-1995三相電壓允許不平衡度 三相電壓允許不平衡度為2%、短時(shí)不超過4 用戶引起不平衡度為1。3 （4)GB123261990電壓允許波動(dòng)和閃變 電壓允許波動(dòng):10KV2。5 35110KV2% 220KV1.6% 閃變:要求較高0。4【FS：PAGE】 一般0

20、.6% （5）GB/T14549-1993公用電網(wǎng)諧波 電網(wǎng)諧波電壓限值 電網(wǎng)電壓/KV0.386、1035、66110 畸變率/5。04.03.02.0 該標(biāo)準(zhǔn)就用戶向電網(wǎng)注入諧波電流限值也作了規(guī)定。 (6）GB/T18481-2001暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了交流電力系統(tǒng)中作用于電氣設(shè)備的暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓要求、電氣設(shè)備的絕緣水平,以及過電壓保護(hù)方法。 暫時(shí)過電壓：包括工頻過電壓和諧振過電壓。 瞬態(tài)過電壓：包括操作過電壓和雷電過電壓。電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3.1農(nóng)網(wǎng)電力系統(tǒng)各級電壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)額定電壓值為： 110kV、66kV、35kV、10kV、6kV、380V、220V。3.2電壓允許

21、偏差值3.2。1變電站的母線電壓允許偏差值：3。2。1。1變電站的35110kV母線：正常運(yùn)行方式時(shí)，電壓允許偏差為相應(yīng)系統(tǒng)額定電壓的3%+7%；事故運(yùn)行方式時(shí)為系統(tǒng)額定電壓的-10%+10.3。2.1.2變電站的10(6)kV母線電壓允許偏差值差為相應(yīng)系統(tǒng)額定電壓的0+7%。3。2。2用戶受電端的電壓允許偏差值:3。2.2.1 35110kV kV高壓用戶供電電壓正負(fù)偏差絕對值之和不超過額定電壓的10。3。2。2.2 10（6）kV高壓用戶受電端電壓允許偏差值為額定電壓的-7+7.3。2。2。3 380V電力用戶電壓允許偏差值為額定電壓的-7%+7（353407V）。220V電力用戶的電壓允

22、許偏差值為系統(tǒng)額定電壓的-10%+7%（198236V）。3。2。2。4 對電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶，供電電壓允許偏差值由供用電協(xié)議確定.電能質(zhì)量是指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的質(zhì)量。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)以恒定的頻率、標(biāo)準(zhǔn)正弦波和額定電壓對用戶供電。同時(shí),在三相交流系統(tǒng)中，各相電壓和電流的幅值大小應(yīng)相等、相位對稱且相差120度。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等設(shè)備非線性或不對稱、負(fù)荷性質(zhì)多變,加之調(diào)控手段不完善及運(yùn)行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想狀態(tài)并不存在。因此，產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問題，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。電能質(zhì)量包括四個(gè)方面的相關(guān)術(shù)語和概念

23、:電壓質(zhì)量(Voltagequality)即用實(shí)際電壓與額定電壓間的偏差(偏差含電壓幅值,波形和相位的偏差)，反映供電企業(yè)向用戶供給的電力是否合格；電流質(zhì)量（Current quality）即對用戶取用電流提出恒定頻率、正弦波形要求，并使電流波形與供電電壓同相位，以保證系統(tǒng)以高功率因數(shù)運(yùn)行，這個(gè)定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善，并降低網(wǎng)損；供電質(zhì)量 (qualityofsupply)包含技術(shù)含義和非技術(shù)含義兩個(gè)方面：技術(shù)含義有電壓質(zhì)量和供電可靠性；非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量（qualityofservice)包括供電企業(yè)對用戶投訴的反應(yīng)速度和電力價(jià)格等;用電質(zhì)量(qualityofconsumptio

24、n)包括電流質(zhì)量和非技術(shù)含義，如用戶是否按時(shí)、如數(shù)繳納電費(fèi)等，它反映供用雙方相互作用與影響用電方的責(zé)任和義務(wù)。文檔為個(gè)人收集整理,來源于網(wǎng)絡(luò)個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途1.1 電能質(zhì)量指標(biāo)由于所處立場不同，關(guān)注電能質(zhì)量的角度不同,人們對電能質(zhì)量的定義還未能達(dá)成完全的共識(shí)，但是對其主要技術(shù)指標(biāo)都有較為一致的認(rèn)識(shí)。主要指標(biāo)為國家技術(shù)監(jiān)督局相繼頒布的涉及電能質(zhì)量五個(gè)方面的國家標(biāo)準(zhǔn)，即:供電電壓允許偏差，供電電壓允許波動(dòng)和閃變，供電三相電壓允許不平衡度，公用電網(wǎng)諧波，以及供電頻率允許偏差等的指標(biāo)限制。電能質(zhì)量問題不僅僅關(guān)系到用電設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性，而且還關(guān)系到供用電市場的規(guī)范化。它的產(chǎn)生可能來源于

25、供電方的輸配電系統(tǒng),也可能來源于用戶端的不合理用電,還可能來源于雷電等自然現(xiàn)象。只有對電能質(zhì)量進(jìn)行有效地監(jiān)測才會(huì)對問題的產(chǎn)生和影響有清楚的認(rèn)識(shí)，這樣才能為電能質(zhì)量的改善供用電雙方的協(xié)調(diào)和供用電市場的規(guī)范提供真實(shí)依據(jù)，以便采取有效的解決措施。電能質(zhì)量指標(biāo)是電能質(zhì)量各個(gè)方面的具體描述,不同的指標(biāo)有不同的定義,參考IEC標(biāo)準(zhǔn)、從電磁現(xiàn)象及相互作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現(xiàn)象分類如下:1）低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：諧波、間諧波、電壓波動(dòng)、電壓與電流不平衡，電壓暫降與短時(shí)斷電,電網(wǎng)頻率變化，低頻感應(yīng)電壓，交流網(wǎng)絡(luò)中的直流；2）低頻輻射現(xiàn)象：磁場、電場；3)高頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：感應(yīng)連續(xù)波電壓與電流，單向瞬態(tài)、振蕩

26、瞬態(tài)；4）高頻輻射現(xiàn)象：磁場、電場、電磁場(連續(xù)波、瞬態(tài)）;5）靜電放電現(xiàn)象.對于以上電力系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象，穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可以利用幅值、頻率、頻譜、調(diào)制、缺口深度和面積來描述,非穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可利用上升率、幅值、相位移、持續(xù)時(shí)間、頻譜、頻率、發(fā)生率、能量強(qiáng)度等描述。1。2 電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)綜合新頒布的電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)達(dá)國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),中低壓電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分5大類13個(gè)指標(biāo)。1）頻率偏差：對頻率質(zhì)量的要求全網(wǎng)相同，不因用戶而異，各國對于該項(xiàng)偏差標(biāo)準(zhǔn)都有相關(guān)規(guī)定,包括在互聯(lián)電網(wǎng)和孤立電網(wǎng)中兩種.2)電壓幅值:慢速電壓變化(即電壓偏差）;快速電壓變化(電壓波動(dòng)和閃變）；電壓暫降(是由于系統(tǒng)故障或干擾造成用戶電壓短

27、時(shí)間(10mslmin）內(nèi)下降到90的額定值以下，然后又恢復(fù)到正常水平，會(huì)使用戶的次品率增大或生產(chǎn)停頓）；短時(shí)斷電(又稱電壓中斷,是由于系統(tǒng)故障跳閘后造成用戶電壓完全喪失（3min,電壓中斷使用戶生產(chǎn)停頓，甚至混亂）；長時(shí)斷電；暫時(shí)工頻過電壓；瞬態(tài)過電壓。3）電壓不平衡：表現(xiàn)為電壓的最大偏移與三相電壓的平均值超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。4）電壓波形：諧波電壓；間諧波電壓；含有基波整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流稱為諧波。含有基波非整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流稱為間諧波，小于基波頻率的分?jǐn)?shù)次諧波也屬于間諧波(由較大的波動(dòng)或沖擊性非線性負(fù)荷引起,如大功率的交一交變頻,間諧波的頻率不是工頻的整數(shù)倍，但其危害等同于整數(shù)次

28、諧波）.5）信號(hào)電壓(在電力傳輸線上的高頻信號(hào)，用于通信和控制）.1。3 電能質(zhì)量及其等級劃分電能質(zhì)量等級的劃分是以電能質(zhì)量的定義為基礎(chǔ)，以用戶的要求為根據(jù),以變電站的承受能力為條件所制訂的。每個(gè)變電站所連接的負(fù)荷類型是各不相同的，而不同的負(fù)荷必然會(huì)對電能質(zhì)量提出不同的要求.在這些要求高于電站所能達(dá)到的水平時(shí)，電站就要進(jìn)行代價(jià)利益分析：或者低于用戶提出的標(biāo)準(zhǔn)，或者采取措施，提高本身的供電質(zhì)量,滿足用戶的要求。權(quán)衡折衷之后，對上面提到的各個(gè)方面規(guī)定出不同的補(bǔ)償目標(biāo)，制定出合適的電能質(zhì)量等級.一般而言，常將電能質(zhì)量分為常質(zhì)（ normal quality ）、優(yōu)質(zhì)（ premium quality

29、 )、高質(zhì)( high quality ）電力三個(gè)級別1。雖然人們不斷地提及“電能質(zhì)量"這個(gè)術(shù)語，但是對電能質(zhì)量的定義仍未能 達(dá)成共識(shí).文獻(xiàn)認(rèn)為“電能質(zhì)量”是“任何明顯引起電壓、電流或頻率偏移并由此導(dǎo)致用戶裝置故障或誤動(dòng)作的電能問題".IEC ( 10002-2/4 ）標(biāo)準(zhǔn)將“電能質(zhì)量”定義為“供電裝置正常工作情況下不中斷和干擾用戶使用電力的物理特性”。 IEEE Std。11001999將“電能質(zhì)量”定義為“滿足電子裝置的運(yùn)行條件，并能夠以一種與主布線系統(tǒng)及其它相關(guān)裝置相協(xié)調(diào)的方式驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電子裝置”。 不論如何表達(dá)，“電能質(zhì)量”的概念中應(yīng)包括電能供應(yīng)中所要考慮的一切方面

30、，這些方面可以分成如下三類： 1）電壓和頻率的偏差:過電壓、欠電壓、頻率偏差。 2）電壓和電流的 波形：電壓跌落、電壓突升、電壓波動(dòng)和閃變、諧波、三相不對稱。 3)供電連續(xù)性：瞬時(shí)斷電,暫時(shí)斷電，持續(xù)斷電.2 電能質(zhì)量的影響隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)過程的高度自動(dòng)化,電網(wǎng)中各種非線性負(fù)荷不斷增長；各種復(fù)雜的、精密的，對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備越來越多.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益普及，大量基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備和電子裝置不僅對供電電能質(zhì)量異常敏感,同時(shí)也加劇了電能質(zhì)量的進(jìn)一步惡化.導(dǎo)致用戶電力設(shè)備故障或誤操作的電壓電流或頻率的靜態(tài)偏差和動(dòng)態(tài)擾動(dòng)都統(tǒng)稱為電能質(zhì)量問題.其表現(xiàn)為：電壓、頻率有

31、效值的變化；電壓波動(dòng)和閃變、電壓暫降、短時(shí)中斷和三相電壓不平衡、諧波；暫態(tài)和瞬態(tài)過電壓以及這些參數(shù)變化的幅度。電能和其他產(chǎn)品有所不同，發(fā)、輸、變、配和用是同時(shí)完成的，發(fā)、輸、變、配和用電設(shè)備是連接在一個(gè)系統(tǒng).因此，電能質(zhì)量不但取決于發(fā)、輸、變和配這些環(huán)節(jié)，而且還取決于用電這個(gè)環(huán)節(jié)；電能質(zhì)量不但取決于發(fā)、輸、變和配的勘測、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行這些環(huán)節(jié)，而且取決于用電的勘測、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行這些環(huán)節(jié)。如果說電能質(zhì)量是一個(gè)環(huán)境，那么這個(gè)環(huán)境需要上述各方特別是電力部門和各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合，共同努力來創(chuàng)造。目前城市和農(nóng)村配網(wǎng)存在低功率因數(shù)和諧波污染問題.大量無功電流在電網(wǎng)中的流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致線路損耗增大，變壓器利

32、用率降低，用戶電壓跌落嚴(yán)重。諧波污染則會(huì)使用電設(shè)備所處的環(huán)境惡化，也對周圍的通信系統(tǒng)和公用電網(wǎng)以外的設(shè)備帶來危害。諧波對公用電網(wǎng)和其他系統(tǒng)的危害大致由以下幾個(gè)方面:1。諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率，大量的三次諧波流過中性線時(shí)會(huì)使線路過熱甚至發(fā)生火災(zāi).2.影響各種電氣設(shè)備的正常工作.諧波對電機(jī)的影響除引起附加損耗外，還會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過電壓，使變壓器局部嚴(yán)重過熱。諧波使電容器、電纜等設(shè)備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞。3.諧波會(huì)引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振,從而使諧波放大，使諧波危害大大增加，甚至引起嚴(yán)重事故。4.諧波會(huì)導(dǎo)致繼電

33、保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作,并會(huì)使電氣測量儀表計(jì)量不準(zhǔn)確.5.諧波對臨近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量；重者導(dǎo)致信息丟失，使通信系統(tǒng)無法正常工作。電能質(zhì)量指標(biāo)包括頻率波動(dòng)、電壓正弦波畸變和電壓偏差等項(xiàng)。對農(nóng)村電力網(wǎng)來說，主要是電壓質(zhì)量問題。保證電壓質(zhì)量，使用戶端電壓波動(dòng)范圍在允許電壓偏差范圍之內(nèi)，是農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)、改造和運(yùn)行中的主要任務(wù)之一。從1998年開始的農(nóng)網(wǎng)改造工程，使農(nóng)村高低壓配電網(wǎng)得到了根本性改善，基本解決了線路老化、線損大、電壓偏低等問題。 1電壓偏低問題 部分地區(qū)電壓偏低,主要原因有: (1）線路導(dǎo)線截面小。由于農(nóng)網(wǎng)改造過程中有些地區(qū)對負(fù)荷預(yù)測不準(zhǔn)，導(dǎo)致導(dǎo)線截面選擇過小

34、，經(jīng)過兩年的運(yùn)行,負(fù)荷發(fā)展較快,線路截面已不能滿足載流量的要求. （2）無功補(bǔ)償容量不足。由于農(nóng)村低壓電力網(wǎng)中有大量異步電動(dòng)機(jī)和配電變壓器，而且負(fù)載率不高，無功負(fù)荷相對比較高，所以自然功率因數(shù)偏低。當(dāng)補(bǔ)償并聯(lián)電容器容量不足時(shí),導(dǎo)致線路輸送大量無功功率，而產(chǎn)生電壓損耗，引起電壓偏低。 (3)10kV或低壓配電線路供電半徑長。當(dāng)供電半徑超過合理的長度時(shí),線路末端電壓損耗太大，導(dǎo)致電壓偏低。 (4)每逢春季農(nóng)業(yè)負(fù)荷特別集中，造成各級電網(wǎng)電壓偏低。 (5）電網(wǎng)中現(xiàn)有主變壓器,有載調(diào)壓裝置投運(yùn)率低或調(diào)壓操作不及時(shí)。 (6)有的農(nóng)村用戶所用配變?nèi)萘啃?，?fù)荷高峰時(shí)出現(xiàn)了超負(fù)荷情況，影響了電壓質(zhì)量。 (7)由

35、于配電變壓器三相負(fù)載不平衡，引起中性點(diǎn)電壓位移，造成負(fù)載輕的一相電壓偏高，而負(fù)載重的一相電壓偏低。電壓偏高問題 農(nóng)網(wǎng)改造使線路結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，即配電線路導(dǎo)線截面增大、供電半徑相對縮短、無功補(bǔ)償容量增加，而伴隨著產(chǎn)生新的問題，一部分低壓用戶電壓偏高。以我縣為例，最近兩個(gè)月，10個(gè)D類電壓監(jiān)測點(diǎn)記錄的數(shù)據(jù)顯示：電壓超高時(shí)間50.5、超低時(shí)間1.4、合格時(shí)間48。1，且二次側(cè)最高電壓高達(dá)269V.為什么會(huì)發(fā)生以上情況呢？分析其中原因，總結(jié)如下： FS:Page （1）變壓器分接頭位置不合理。配變出廠時(shí)分接頭在額定分頭，即II分頭,但用戶為了保證配變二次電壓較高，將分頭調(diào)到III分頭的位置，造成用戶電

36、壓偏高.當(dāng)變電所10kV出口電壓在規(guī)定范圍的上限時(shí),配變二次出口最高電壓可到258。4V;當(dāng)變電所少數(shù)情況下瞬時(shí)電壓高于允許值,二次最高電壓可高達(dá)269V。 (2)由于有些10kV配電線路負(fù)荷波動(dòng)很大，而線路中又安裝了大量的無功補(bǔ)償電容，當(dāng)負(fù)荷較小時(shí)，在線路上形成過補(bǔ)償，導(dǎo)致10kV線路電壓升高。問題的由來    改善電能質(zhì)量對于電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保障產(chǎn)品質(zhì)量和科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及人民生活和生產(chǎn)的正常等均有重要意義。電能質(zhì)量直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的總體效益。因此人們對電能質(zhì)量問題的重視并非近幾年的事，只不過早期對此認(rèn)識(shí)比較簡單，主要局限在保持電網(wǎng)頻率和電壓水平（

37、即靜態(tài)或平均偏差不過大)上。自20世紀(jì)80年代以來，隨著新型電力負(fù)荷迅速FS：Page發(fā)展以及它們對電能質(zhì)量的要求不斷提高，電能質(zhì)量才逐漸成為電力企業(yè)和用戶共同關(guān)心的問題。目前電能質(zhì)量中某些問題已成為電工領(lǐng)域的前沿性課題,吸引了許多高等院校、科研院所和一大批電力科技工作者投入其中從事開拓性或開發(fā)性工作。歸納起來，電能質(zhì)量成為熱門課題的主要原因有以下幾方面：    （1) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平，大量基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備和電子裝置投入使用，這些裝置對電能質(zhì)量非常敏感。一個(gè)計(jì)算中心失去電壓2s就可能破壞幾十個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果或者損失幾十萬美元的產(chǎn)值。當(dāng)今

38、自動(dòng)化設(shè)備的連續(xù)精加工生產(chǎn)，不論是變速拖動(dòng)還是機(jī)器人,工作母機(jī)還是自動(dòng)化生產(chǎn)線，例如柔性制造系統(tǒng)(FMS）或計(jì)算機(jī)綜合制造系統(tǒng)（CIMS），它們對配電系統(tǒng)中的干擾和異常非常敏感，甚至幾分之一秒的不正常就可能在工廠內(nèi)部造成混亂，這些用戶對不合格電力的容許度可嚴(yán)格到12個(gè)周波。    （2) 現(xiàn)代電力系統(tǒng)中用電負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，諸如半導(dǎo)體整流器、晶閘管調(diào)壓及變頻調(diào)整裝置、煉鋼電弧爐、電氣化鐵路和家用電器等負(fù)荷迅速發(fā)展，由于其非線性、沖擊性以及不平衡的用電特性，使電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生畸變或引起電壓波動(dòng)和閃變以及三相不平衡，甚至引起系統(tǒng)頻率波動(dòng)等，對供電電能質(zhì)量造成嚴(yán)

39、重的干擾或“污染”。    （3) 電能作為商品在電力市場運(yùn)行機(jī)制下不同的發(fā)電公司包括獨(dú)立電能生產(chǎn)者在發(fā)電側(cè)實(shí)行競爭,輸配電系統(tǒng)（即電力公司）與發(fā)電分離獨(dú)立經(jīng)營管理，為發(fā)電公司和用戶提供轉(zhuǎn)送電能服務(wù),用戶側(cè)也可以作為獨(dú)立實(shí)體參加價(jià)格控制。這樣一個(gè)開放和鼓勵(lì)競爭的運(yùn)行環(huán)境必然對電能質(zhì)量提出越來越高的要求，并促使電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展和不斷完善。影響電能質(zhì)量的電力污染電能從生產(chǎn)到消耗是一個(gè)整體，發(fā)供用始終處于動(dòng)態(tài)平衡中，因此，發(fā)、輸、供、用各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對電能質(zhì)量產(chǎn)生影響.相對而言，電壓偏差和頻率偏差主要決定于電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)無功補(bǔ)償設(shè)備和調(diào)壓、調(diào)頻手段以及電網(wǎng)調(diào)度的合理

40、性。而電力污染（包括電力諧波、電壓波動(dòng)和閃變、三相電壓不平衡)主要由各種非線性負(fù)荷、沖擊性負(fù)荷和不對稱負(fù)荷引起的.傳統(tǒng)上,對電能質(zhì)量關(guān)注的指標(biāo)是頻率偏差和電壓偏差，而對電力污染的重視不夠，致使這些指標(biāo)不斷惡化，嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。近年，已有多起電力污染引起的事故，逐漸引起重視。但是，應(yīng)該看到電力污染在很多方面類似于環(huán)境污染，需要全社會(huì)共同努力，從治理污染源入手,才能取得較好的效果。以下介紹幾種主要的污染源。2.1整流裝置整流裝置是典型的諧波源，電力負(fù)荷中的整流設(shè)備很多,如電解槽、電池充電器、直流電動(dòng)機(jī)等。應(yīng)用最廣的三相六脈動(dòng)整流裝置的主要諧波發(fā)生量如表1所列。 表1整流裝置各次諧

41、波含量諧波次數(shù)571113含量237532.2煉鋼電弧爐煉鋼電弧爐既是電壓波動(dòng)、閃變的肇事者，也是諧波源，同時(shí)是不對稱負(fù)荷。在電弧爐的熔化期,由于電弧燃燒極不穩(wěn)定，電極經(jīng)常短路和斷路，因而它的基波電流和諧波電流變化都很大，三相不平衡很嚴(yán)重。電弧爐產(chǎn)生的電壓波動(dòng)可用下式估算：式中Sk電弧爐最大短路容量;SC-公共供電點(diǎn)上系統(tǒng)最小短路容量。電壓閃變估算式為：電弧爐通常是33 kV用電負(fù)荷,我國鋼廠50 t以上電弧爐的33 kV母線電壓的電壓波動(dòng)在治理前為6%12%，電壓閃變?yōu)?3%，嚴(yán)重超標(biāo).FS：Page電弧爐產(chǎn)生的諧波統(tǒng)計(jì)平均值見表2。表2電弧爐產(chǎn)生的各次諧波含量諧波次數(shù)23456789含量5

42、。05。83.04.21.21。11.10。8由于在電弧爐的熔化期，經(jīng)常出現(xiàn)短路和斷路,所以電弧爐電流的不平衡度最大可達(dá)100。 2.3電力機(jī)車電力機(jī)車采用單相整流供電，所以它既是諧波源，又產(chǎn)生不平衡電流。由于電氣化鐵道的容量很大,目前大約占總負(fù)荷的10%以上，而且分布很廣，因此，電力機(jī)車是影響面較大的污染源.國產(chǎn)的韶山系列型機(jī)車產(chǎn)生的諧波統(tǒng)計(jì)值如表3所示。電力機(jī)車電流不平衡度最大達(dá)60。表3電力機(jī)車產(chǎn)生的各次諧波含量諧波次數(shù)3579111315含量20。110.16.53.73。31。51。22.4家用電器現(xiàn)代化的家用電器（包括電子計(jì)算機(jī))電源多采用二極管整流,會(huì)產(chǎn)生很大的諧波。有些家用電器

43、如洗衣機(jī)、電視機(jī)、電冰箱等工作時(shí)的電流變化很大,也影響電壓的穩(wěn)定。家用電器大都是單相負(fù)荷,同樣產(chǎn)生不平衡電流. 2.1 電能質(zhì)量超標(biāo)的危害1）供電電壓偏差照明設(shè)備的發(fā)光和壽命;電動(dòng)機(jī)的力矩、轉(zhuǎn)速、發(fā)熱、工效以及產(chǎn)品質(zhì)量；變壓器的發(fā)熱、溫升、損耗；并聯(lián)電容器無功出力、壽命;家用電器如電視機(jī)的視感、壽命；電子計(jì)算機(jī)和控制設(shè)備不正常。2）電力系統(tǒng)頻率偏差電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，影響紡織、造紙等產(chǎn)品質(zhì)量；傳動(dòng)機(jī)械出力變化，影響生產(chǎn)效率；對測量、控制和計(jì)時(shí)等電子設(shè)備精度和性能影響；使感應(yīng)式電能表計(jì)量誤差加大;影響發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)安全;沖擊負(fù)荷對近區(qū)電網(wǎng)的危害。3）諧波降低電力設(shè)備的利用率，使電氣設(shè)備(如旋轉(zhuǎn)電機(jī)

44、、電容器、變壓器)以及導(dǎo)線（如低壓中性線、電纜、母排等）過載運(yùn)行（發(fā)熱、振動(dòng)、異常聲響等），縮短使用壽命、增加線損;降低斷路器遮斷容量.例如，饋供給整流負(fù)荷的普通電力變壓器，其出力應(yīng)相應(yīng)的降低.降低值和變壓器的雜損比（即附加損耗與基本損耗之比)有關(guān)，干擾繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；使電子設(shè)備工作不正常；使測量和計(jì)量儀器（感應(yīng)式電度表)、儀表誤差加大；降低信號(hào)傳輸質(zhì)量，干擾通信系統(tǒng)；增加電力網(wǎng)中諧振可能性，誘發(fā)過電壓或過電流的危害;減少白熾燈使用壽命.4）電壓波動(dòng)和閃變照明燈光閃爍，引起人的視覺疲勞；電視機(jī)屏幕圖像失真、擺動(dòng)翻滾和亮度變化；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻、振動(dòng)、異響，影響產(chǎn)品質(zhì)量；電子計(jì)算

45、機(jī)、監(jiān)測和控制設(shè)備等工作不正常。5）三相電壓不平衡電機(jī)附加發(fā)熱，并引起二倍頻的附加振動(dòng)力矩使電機(jī)負(fù)載能力降低,引起以負(fù)序分量為啟動(dòng)元件的多種保護(hù)誤動(dòng)作;換流設(shè)備產(chǎn)生附加的諧波電流(非特征諧波）；變壓器負(fù)載能力下降；在低壓配電線路中,引起照明燈的壽命縮短或燒損、電視機(jī)損壞、中性線過負(fù)荷等；引起線損及線路電壓損失增大；影響正常通信質(zhì)量.6）電壓暫降(包括短時(shí)中斷)引起變速驅(qū)動(dòng)裝置（ASD）跳閘、程序邏輯控制器(PLC)損壞、各種數(shù)字式自動(dòng)控制裝置誤動(dòng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)失常，數(shù)據(jù)丟失;導(dǎo)致相關(guān)加工生產(chǎn)線（例如塑料、玻璃、石化、紡織、造紙、半導(dǎo)體以及橡膠等）停頓，大型場所照明失電（例如鏑燈，燈滅后需冷卻好幾

46、分鐘后才能啟動(dòng)）等等。7)電壓波形缺口由變流裝置換相過程造成的電壓波形缺口可能影響交流裝置的同步或以電壓過零進(jìn)行控制的電子裝置正常工作.注意，電壓缺口雖然屬于波形畸變，但不能用諧波分析來說明它的影響。一般用缺口的深度和面積描述。2.2 電能質(zhì)量問題的原因2。2.1 電力系統(tǒng)元件存在的非線性問題電力系統(tǒng)元件的非線性問題主要包括：發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的諧波；變壓器產(chǎn)生的諧波；直流輸電產(chǎn)生的諧波。此外，還有變電站并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置等因素對諧波的影響。其中，直流輸電是目前電力系統(tǒng)最大的諧波源。 2.2.2 非線性負(fù)荷在工業(yè)和生活用電負(fù)載中，非線性負(fù)載占很大比例，這是電力系統(tǒng)諧波問題的主要來源。電弧爐（

47、包括交流電弧爐和直流電弧爐）是主要的非線性負(fù)載，它的諧波主要是由起弧的時(shí)延和電弧的嚴(yán)重非線性引起的。居民生活負(fù)荷中,熒光燈的伏安特性是嚴(yán)重非線性的，會(huì)引起較為嚴(yán)重的諧波電流，其中3次諧波的含量最高。大功率整流或變頻裝置也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流，對電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染，同時(shí)也使功率因數(shù)降低。2.2。3 電力系統(tǒng)故障電力系統(tǒng)運(yùn)行的各種故障也會(huì)造成電能質(zhì)量問題,如各種短路故障、自然災(zāi)害、人為誤操作、電網(wǎng)故障時(shí)發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)的改變、故障保護(hù)裝置中的電力電子設(shè)備的啟動(dòng)等都將造成各種電能質(zhì)量問題.電能質(zhì)量問題不僅僅關(guān)系到用電設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性，而且還關(guān)系到供用電市場的規(guī)范化。它的產(chǎn)生可能來源于

48、供電方的輸配電系統(tǒng)，也可能來源于用戶端的不合理用電，還可能來源于雷電等自然現(xiàn)象。只有對電能質(zhì)量進(jìn)行有效地監(jiān)測才會(huì)對問題的產(chǎn)生和影響有清楚的認(rèn)識(shí)，這樣才能為電能質(zhì)量的改善供用電雙方的協(xié)調(diào)和供用電市場的規(guī)范提供真實(shí)依據(jù)，以便采取有效的解決措施。在這樣的環(huán)境下，探討電能質(zhì)量領(lǐng)域的相關(guān)理論及其控制技術(shù),分析我國電能質(zhì)量管理和控制的發(fā)展趨勢,具有現(xiàn)實(shí)意義.2.2。4 電網(wǎng)系統(tǒng)干擾雷電、外力破壞、樹枝影響、配電設(shè)備故障、電容器投切、線路切換等都可能干擾系統(tǒng),造成斷電或電壓變動(dòng)，甚至影響到相鄰線路，導(dǎo)致有害影響蔓延?，F(xiàn)在采取的措施，一是減少故障發(fā)生的次數(shù)和改變排除故障的方式，目前配電系統(tǒng)中的線路主保護(hù)是電流

49、保護(hù)，該保護(hù)最大的缺陷是線路中相當(dāng)大部分區(qū)域上的故障不能無時(shí)延地予以切除,此外即使無時(shí)延保護(hù)，從檢測出故障到斷路器開斷故障，最快也需要36 個(gè)周波 。若是永久性故障,多次重合閘則導(dǎo)致電壓的不斷波動(dòng)。二是降低裝置對電能質(zhì)量問題的敏感性，主要是用戶側(cè)在敏感負(fù)荷或關(guān)鍵負(fù)荷處安裝補(bǔ)償裝置，這種方法對單個(gè)負(fù)荷可有直接和明顯的效果，但是受限于補(bǔ)償裝置的容量,應(yīng)用范圍也受到限制。3 電能質(zhì)量的監(jiān)測技術(shù)3.1 電能質(zhì)量的分析 電能質(zhì)量的分析和監(jiān)測是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。它設(shè)計(jì)到電力系統(tǒng)、自動(dòng)控制、現(xiàn)代通信等多個(gè)方面.目前乃至今后一段時(shí)間內(nèi)，它在發(fā)展中要解決以下幾方面的問題:電壓監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)4.1電壓監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置原則

50、4。1.1農(nóng)村電網(wǎng)所屬的110kV（66kV）變電站的10（6）kV母線,35kV變電站的10kV母線及35kV用戶受電端，都應(yīng)設(shè)定電壓監(jiān)測點(diǎn)。對兩臺(tái)主變并列運(yùn)行的只選其中一臺(tái)主變的二次側(cè)母線為電壓監(jiān)測點(diǎn)。對雙母線的只選主母線為電壓監(jiān)測點(diǎn)。4。1.2每一座110kV（66kV）、35kV變電站供電區(qū)至少設(shè)一個(gè)高壓用戶監(jiān)測點(diǎn)。該監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)設(shè)在具有代表性的高壓用戶分界點(diǎn).小火(水）電廠與農(nóng)網(wǎng)并網(wǎng)的聯(lián)結(jié)處應(yīng)設(shè)一個(gè)電壓監(jiān)測點(diǎn)，以監(jiān)測小火（水)電廠的電壓質(zhì)量。4.1。3每座變電站供電區(qū)至少設(shè)低壓監(jiān)測點(diǎn)兩個(gè)，其中一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)設(shè)在配電變壓器二次出口，另一個(gè)設(shè)在具有代表性的低壓干線末端。FS:Page4.1。4

51、35（66)kV非專線用戶千伏和10（6）kV用戶要求每一萬千瓦負(fù)荷至少設(shè)一個(gè)監(jiān)測點(diǎn),這類監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)包括對電壓有較高要求的重要用戶和每個(gè)變電站10（6）kV母線所帶有代表性線路的首末端用戶。4.1.5低壓用戶電壓監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置數(shù)量按每百臺(tái)配電變壓器至少設(shè)一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)來確定,但要確保每個(gè)供電所至少設(shè)一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。當(dāng)縣級供電企業(yè)配電變壓器總數(shù)超過2000臺(tái)時(shí),超過部分按每兩百臺(tái)設(shè)一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)來確定。縣城和城鎮(zhèn)低壓用戶電壓監(jiān)測點(diǎn)不得少于3個(gè)，設(shè)在負(fù)荷性質(zhì)不同的低壓干線末端。4.1.6可以另行設(shè)置移動(dòng)式統(tǒng)計(jì)型電壓監(jiān)測點(diǎn)，用以抽測典型時(shí)間段居民用戶電壓質(zhì)量狀況，作為調(diào)查分析的補(bǔ)充。4。1.7 電壓監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置分類A

52、類:農(nóng)村電網(wǎng)所屬變電站的10（6) kV母線；B類：農(nóng)村電網(wǎng)110kV和35 kV專線用戶；C類：農(nóng)村電網(wǎng)35kV非專線用戶及10 kV用戶;D類：農(nóng)村電網(wǎng)380/220 V低壓用戶。4。2電壓監(jiān)測裝置4。2。1按要求確定的電壓監(jiān)測點(diǎn),都必須裝設(shè)自動(dòng)記錄型電壓監(jiān)測儀。變電站如已裝設(shè)自動(dòng)化裝置，并滿足電壓監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)功能要求，可以不裝設(shè)電壓監(jiān)測裝置。本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途4。2.2電壓監(jiān)測裝置必須能連續(xù)不斷地對電壓進(jìn)行監(jiān)測,其測量精度不應(yīng)低于0.5級，并至少保證停電24小時(shí)不丟失已監(jiān)測到的數(shù)據(jù)。4。2。3 縣級供電企業(yè)應(yīng)制訂并實(shí)施電壓監(jiān)測裝置定期檢查和校驗(yàn)制度

53、。電壓和無功專職人員應(yīng)掌握電壓監(jiān)測裝置的正確操作方法,并應(yīng)加強(qiáng)對電壓監(jiān)測裝置的運(yùn)行巡視檢查,對不合格的裝置及時(shí)進(jìn)行更換，提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性。4.2.4 各類具有連續(xù)監(jiān)測統(tǒng)計(jì)功能的電壓監(jiān)測儀表均應(yīng)得到省電力試驗(yàn)研究所電測室的質(zhì)量認(rèn)可，取得入網(wǎng)證后，方可投入電網(wǎng)運(yùn)行。4.3電壓的監(jiān)測統(tǒng)計(jì)要求每月至少選定2個(gè)典型日作為電網(wǎng)電壓監(jiān)測代表日。代表日期間各監(jiān)測點(diǎn)都要全天24小時(shí)整點(diǎn)記錄。月底最后一天的24時(shí)，匯總打印出全月的電壓數(shù)據(jù)。4.4電壓合格率的計(jì)算和考核4.4.1電壓合格率是指實(shí)際運(yùn)行電壓在允許電壓偏差范圍內(nèi)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間與對應(yīng)的總運(yùn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)間之比的百分值.4.4。2電壓質(zhì)量的監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算實(shí)行分級

54、統(tǒng)計(jì)和考核的管理辦法。4。4。3縣級供電企業(yè)供電綜合電壓合格率V=0。5A +0。5（B+C+D)/N其中：A： 為A類電壓監(jiān)測點(diǎn)電壓合格率。A=1-電壓監(jiān)測點(diǎn)電壓超出偏差時(shí)間(分)/電壓監(jiān)測點(diǎn)運(yùn)行時(shí)間(分）*100B：為B類電壓監(jiān)測點(diǎn)電壓合格率。計(jì)算方法同A 。C：為C類電壓監(jiān)測點(diǎn)電壓合格率。計(jì)算方法同A .D：為D類電壓監(jiān)測點(diǎn)電壓合格率.計(jì)算方法同A 。n:為監(jiān)測點(diǎn)的個(gè)數(shù)。N：指B、C、D類別數(shù).4.4。4縣級供電企業(yè)供電綜合電壓合格率應(yīng)達(dá)到96及以上?？h級供電企業(yè)農(nóng)村居民客戶端電壓合格率考核指標(biāo)根據(jù)各地對外承諾的電壓合格率指標(biāo)而定。FS:Page 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途個(gè)人收集整理，

55、勿做商業(yè)用途全過程監(jiān)測 1.1全過程監(jiān)測的必要性已有的電能質(zhì)量監(jiān)測儀品種雖然較多，但所記錄的數(shù)據(jù)只能是局部和片面的,真正有用的信息往往難于捕獲到。例如,1997年7月2日夜，天津某公司大型電弧爐配套用的靜態(tài)無功補(bǔ)償裝置（下稱靜補(bǔ))發(fā)生TCR電抗器閃絡(luò)和三次濾波器燒毀個(gè)別電容器的故障.7月20日晨，該套靜補(bǔ)裝置又發(fā)生了更大的故障，該公司被迫停產(chǎn),停產(chǎn)期間產(chǎn)值損失達(dá)4億5百萬元。事故后華北電力科學(xué)研究院迅速派員參與研究分析,提出了靜補(bǔ)裝置在修復(fù)期間保證電弧爐能迅速恢復(fù)生產(chǎn)的具體措施。經(jīng)過3個(gè)月的運(yùn)行，證明所采取的措施正確有效。靜補(bǔ)裝置雖已恢復(fù)正常運(yùn)行，但在事故中毀壞嚴(yán)重，事故原因至今不明。如果進(jìn)行

56、電能質(zhì)量全過程監(jiān)測,把有用的信息記錄下來,經(jīng)過綜合、對比和分析，在這些配用電設(shè)備運(yùn)行失效之前,捕獲到其早期的故障信息，及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和提前檢修，有可能避免這兩次事故的發(fā)生。FS：Page要把監(jiān)測電能質(zhì)量的各種儀器同時(shí)安裝在一起使用，不僅費(fèi)用昂貴，而且在時(shí)間和空間上也是有困難的。本文提出的全過程監(jiān)測新技術(shù)，可以解決這一問題。全過程監(jiān)測儀能夠提供電能質(zhì)量全方位各種參數(shù)的綜合測量，與以往各種形式的監(jiān)測儀相比,所需費(fèi)用較低.另外，全過程監(jiān)測儀能不斷自行調(diào)節(jié)門檻閾值電平,以便使記錄事件的捕獲速率與存儲(chǔ)器容量相匹配，實(shí)現(xiàn)全過程監(jiān)測和記錄.個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途文檔為個(gè)人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò)電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量包含頻率、電壓和可靠性三個(gè)方面。 1確定電壓中樞點(diǎn)、選好電壓監(jiān)測點(diǎn) 對于縣級電網(wǎng)，電壓質(zhì)量調(diào)控工作的最終目的,就是保證用戶受電端的電壓在規(guī)定允許的偏差范圍以內(nèi)。在實(shí)際工作中，我們不可能對每一用戶的電壓質(zhì)量都進(jìn)行監(jiān)視,所以有必要選擇一些有代表性的發(fā)電廠、變電所作為電壓監(jiān)視的中樞點(diǎn)，如果這些點(diǎn)的電壓質(zhì)量符合要求，電網(wǎng)中其他各點(diǎn)的質(zhì)量也能基本滿足要求。 縣級電網(wǎng)電壓中樞點(diǎn)的選擇原則是: (1) 骨干水電廠、火電廠的高壓母線； (2） 樞紐變電所及主要的110kV變電所母線; （3） 有重