第一章電能質(zhì)量概論現(xiàn)象分類與基本描述_第1頁
第一章電能質(zhì)量概論現(xiàn)象分類與基本描述_第2頁
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第一章電能質(zhì)量概論現(xiàn)象分類與基本描述第一頁,共51頁。IEEE第22標準協(xié)調(diào)委員會推薦采用的11種

動態(tài)電能質(zhì)量專用術語包括:斷電(Interruptions)電壓和頻率偏差(Voltage,FrequencyDeviations)電壓暫降(Sags)、電壓暫升(Swells)瞬態(tài)脈沖與振蕩(TransientsSurges)電壓波動(VoltageFluctuations)電壓陷波(Notches)諧波(Harmonics)、間諧波(Inter-harmonics)過電壓(Over-voltages)和欠電壓(Under-voltages)。第二頁,共51頁。瞬變現(xiàn)象、電壓及頻率偏差、不平衡凹陷(凸起)與間斷、波動與閃變、電壓諧波、陷波、欠電壓過電壓等電流諧波、間諧波、次諧波、相位超前與滯后、通訊干擾等

電流質(zhì)量服務質(zhì)量2服務質(zhì)量1電壓質(zhì)量用電質(zhì)量電能質(zhì)量供電質(zhì)量電能質(zhì)量體系構成與分類示意圖第三頁,共51頁。

電能質(zhì)量的兩種分類方法◆

一般分類△

IEC分類——頻率特性△

IEEE分類——屬性特征(如頻譜、幅值、持續(xù)時間等)◆

特殊分類△

變化型:連續(xù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。電壓或/和電流的幅值、頻率、相位差等在時間軸上的任一時刻總是在發(fā)生著小的變化?!魇录停和蝗话l(fā)生的現(xiàn)象。電壓或/和電流短時間嚴重偏離其額定值或理想波形。第四頁,共51頁。IEC電能質(zhì)量干擾(電磁兼容)分類現(xiàn)象分類現(xiàn)象分類傳導型低頻現(xiàn)象諧波,間諧波輻射型低頻現(xiàn)象工頻電磁場信號系統(tǒng)(電力線載波)幅射型高頻現(xiàn)象磁場電壓波動電場電壓暫降(凹陷)和間斷電磁場電壓不平衡連續(xù)波工頻變化瞬變感應低頻電壓靜電放電現(xiàn)象(ESD)交流電網(wǎng)中的直流成分核電磁脈沖(NEMP)傳導型高頻現(xiàn)象感應連續(xù)波電壓或電流單方向瞬變振蕩性瞬變第五頁,共51頁。IEEE制定的電力系統(tǒng)電能質(zhì)量特性參數(shù)及其分類類別典型頻譜典型持續(xù)時間典型電壓幅值瞬變現(xiàn)象沖擊脈沖納秒級5ns上升<50ns微秒級1s上升50ns~1ms毫秒級0.1ms上升>1ms振蕩低頻<5kHz0.3~50ms0~4pu中頻5~500kHz20s0~8pu高頻0.5~5MHz5s0~4pu第六頁,共51頁。IEEE制定的電力系統(tǒng)電能質(zhì)量特性參數(shù)及其分類短時間變動瞬時暫降(凹陷)0.5~30周波0.1~0.9pu暫升(凸起)0.5~30周波1.1~1.8pu暫時間斷0.5周波~3s<0.1pu暫降30周波~3s0.1~0.9pu暫升30周波~3s1.1~1.4pu短時間斷3s~1min<0.1pu暫降3s~1min0.1~0.9pu暫升3s~1min1.1~1.2pu第七頁,共51頁。IEEE制定的電力系統(tǒng)電能質(zhì)量特性參數(shù)及其分類長時間變動持續(xù)間斷>1min0.0pu欠電壓>1min0.8~0.9pu過電壓>1min1.1~1.2pu電壓不平衡穩(wěn)態(tài)0.5~2%第八頁,共51頁。IEEE制定的電力系統(tǒng)電能質(zhì)量特性參數(shù)及其分類波形畸變直流偏置穩(wěn)態(tài)0~0.1%諧波0~100thH穩(wěn)態(tài)0~20%間諧波0~6kHz穩(wěn)態(tài)0~2%陷波穩(wěn)態(tài)噪聲寬帶穩(wěn)態(tài)0~1%電壓波動<25Hz間歇0.1~7%工頻變化<10s第九頁,共51頁?!麟妷嘿|(zhì)量包括的內(nèi)容:電壓偏差、電壓頻率偏差、電壓不平衡、瞬變現(xiàn)象、波動與閃變、暫降(暫升)與間斷、電壓諧波、電壓陷波、欠電壓、過電壓等?!麟娏髻|(zhì)量包括的內(nèi)容:電流諧波、間諧波、次諧波、相位超前與滯后、噪聲等?!鞑ㄐ钨|(zhì)量包括的內(nèi)容:畸變波形或非正弦波形。主要有諧波電壓、諧波電流、陷波等。電能質(zhì)量分類小結第十頁,共51頁?!?/p>

一些錯誤認識△

“質(zhì)量越高越好”忽略了技術經(jīng)濟關系,應當量體裁衣,質(zhì)量分等級△

“高技術產(chǎn)品質(zhì)量本來就高”忘記了供用雙方的共同責任△

“凡是電力供應問題都是電能質(zhì)量問題”和工程建設質(zhì)量的區(qū)別與聯(lián)系△……◆名詞與術語△PowerQualityofElectricEnergySupply

△VoltageQuality,

CurrentQuality△

QualityofElectricPowerSystem△

QualityofService,QualityofConsumption△

POWERQUALITY△

電力質(zhì)量,供電質(zhì)量,電力品質(zhì),電能質(zhì)量△

用詞與術語不規(guī)范與責任不清(如以上用語,Dips,Sags等)若干其它問題第十一頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述◆瞬變現(xiàn)象(典型持續(xù)時間:50ns-5us)(1).沖擊性瞬變現(xiàn)象:穩(wěn)態(tài)條件下,電壓、電流非工頻、單極性的突然變化現(xiàn)象?!鳟a(chǎn)生的原因:雷電(如圖所示為雷電引起的典型沖擊電流)?!魈卣髅枋觯和ǔ樯仙?衰減時間。例如,1.2/50us/2000V的沖擊脈沖,是指其電壓經(jīng)過1.2us后上升到2000V峰值,然后經(jīng)50us衰減為峰值的1/2。

△沖擊脈沖可能在電力網(wǎng)絡的自然頻率點發(fā)生激勵而出現(xiàn)振蕩瞬變現(xiàn)象。第十二頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述(2).振蕩瞬變現(xiàn)象

振蕩瞬變是一種在穩(wěn)態(tài)條件下,電壓、電流非工頻、有正負極性的突然變化現(xiàn)象。常用其頻譜成分(主頻率)、持續(xù)時間和幅值大小來描述。主頻率大于500kHz,以數(shù)微秒來量度其持續(xù)時間的暫態(tài)現(xiàn)象稱為高頻振蕩現(xiàn)象。主頻率在5-500kHz范圍、以數(shù)十微秒來量度其持續(xù)時間的暫態(tài)現(xiàn)象稱為中頻振蕩現(xiàn)象。主頻率低于5kHz,持續(xù)時間在0.3-50ms的暫態(tài)現(xiàn)象稱為低頻振蕩。

第十三頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述◆產(chǎn)生的原因:高頻振蕩:局部系統(tǒng)對沖擊脈沖響應。中頻振蕩:同上。電纜投切。低頻振蕩:電容器組投入沖能。另外,主頻低于300Hz的振蕩在配電系統(tǒng)也有發(fā)生,原因是鐵磁諧振和變壓器空載增能引起。對帶有單獨接地線的三相系統(tǒng)發(fā)生的暫態(tài)現(xiàn)象按其模式分類,又可分為出現(xiàn)在線對地或中性線對地之間共模諧振和線對中性線之間簡正諧振模式。第十四頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述◆短時間電壓變動(典型持續(xù)時間:0.5cycles-1min)△電壓暫降(0.5cycles-1min,0.1-0.9pu)△電壓暫升(0.5cycles-1min,1.1-1.8pu)△短時間電壓中斷(0.5cycles-1min,<0.1pu)△產(chǎn)生的原因:電網(wǎng)故障、用電設備故障、大容量負荷啟動\甩負荷或弱系統(tǒng)間歇性負荷運行等?!鞴收吓c電壓暫降和間斷之間的聯(lián)系:保護裝置動作跳閘,重合閘動作,以及故障相與非故障相(電壓暫升)的區(qū)別。

第十五頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述(1)短時間電壓中斷

供電電壓降低到0.1pu以下,且持續(xù)時間不超過1分鐘(各標委會規(guī)定不僅相同),為電壓短時間中斷。起因:系統(tǒng)發(fā)生故障,用電設備故障或控制失靈等。由系統(tǒng)故障造成的間斷持續(xù)時間是由保護裝置的動作時間決定的,通常對于非永久性故障,瞬時重合閘將會使電壓間斷時間限定在工頻下的30個周期以內(nèi)。帶有延時的重合閘可能導致暫時的或短時的電壓間斷。由設備故障等造成的電壓間斷持續(xù)時間一般是無規(guī)律的。

第十六頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述(2)電壓暫降(凹陷)‘暫降’是指工頻條件下電壓有效值減小到0.1-0.9pu之間、持續(xù)時間為0.5個周期至1分鐘的短時電壓變動現(xiàn)象。除由于重負荷或大型電機啟動汲取大電流造成的電壓暫降外,多數(shù)情況下電壓暫降是與系統(tǒng)或設備故障相聯(lián)系的。圖中所示為在某一變電站的饋電線上發(fā)生單相對地故障引起的母線電壓凹陷的變化圖形。在斷路器切斷故障電流之前,電壓80%暫降,并持續(xù)了3個周期。

典型的故障切除時間為3-30個周期,這取決于故障電流的大小和過流保護的類型。第十七頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述(3)電壓暫升(凸起)

‘暫升’含義是指在工頻條件下,電壓有效值上升到1.1-1.8pu之間、持續(xù)時間為0.5個周期到1分鐘的電壓變動現(xiàn)象。與暫降的起因一樣,暫升現(xiàn)象是同系統(tǒng)與設備故障相聯(lián)系的。例如,當單相對地發(fā)生故障,非故障相的電壓可能會短時上升。但電壓暫升不象電壓暫降那樣常見。另外當大容量負荷甩開或大容量電容器組增能時也會引起電壓凸起。當電壓暫升是在故障情況下出現(xiàn)時,電壓上升的強度將隨故障發(fā)生點、系統(tǒng)阻抗和接地狀況而變化。在不接地系統(tǒng),零序阻抗無窮大,當發(fā)生單相對地故障時,非接地相對地電壓將達到1.73pu。

第十八頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述◆長時間電壓變動(典型持續(xù)時間:>1min)長時間電壓變動是指,在工頻條件下電壓均方根值偏離額定值,并且持續(xù)時間超過1分鐘的電壓變動現(xiàn)象(即廣義電壓偏差問題)?!鞒掷m(xù)電壓中斷(>1min,0.0pu)△過電壓和欠電壓(>1min,0.8-1.2pu,即小于額定值的90%或超過額定值的10%。電壓允許偏移的極限值)?!鳟a(chǎn)生的原因:永久性故障,負荷變動或系統(tǒng)的開關操作等?!黜氉⒁?,電壓間斷與供電中斷(Outage)的用法不同。前者是指一種特定的系統(tǒng)現(xiàn)象,后者是指電力系統(tǒng)中的元件未能正常工作帶來的問題,或?qū)iT用于長時間電壓短缺問題。第十九頁,共51頁。

電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述△電壓不平衡△電壓波形畸變(諧波、間諧波、次諧波)△電壓陷波△電壓波動(特征:典型頻譜〈25Hz)△工頻變化第二十頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述(1)過電壓

過電壓是指工頻下交流電壓有效值升高,超過額定值的10%,并且持續(xù)時間大于1分鐘。過電壓的出現(xiàn)通常是負荷投切的結果(例如,切斷某一大容量負荷或向電容器組增能時)。由于系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)能力比較弱,或者難以進行電壓控制,系統(tǒng)的正常運行操作就可能造成過電壓問題。變壓器分接頭的不正確調(diào)整也可能導致系統(tǒng)過電壓。(2)欠電壓

欠電壓是指工頻下交流電壓有效值降低,小于額定值的90%,并且持續(xù)時間大于1分鐘??梢哉f引起欠電壓的事件與過電壓時正好相反。某一負荷的投入或某一電容器組的斷開都可能引起欠電壓,直到系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)裝置再把電壓拉回到容限范圍之內(nèi)。過負荷時也會出現(xiàn)欠電壓現(xiàn)象。

第二十一頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述◆節(jié)電降壓(Brownout)是指由電力部門進行的為減小電力需求而采取的特有的迅速調(diào)度策略,由此也出現(xiàn)持續(xù)欠電壓。但是它不象電能質(zhì)量所說的欠電壓概念清楚,至今沒有規(guī)范定義。因此應避免名詞和概念上的混淆。(3)持續(xù)間斷當供電電壓下降為0,持續(xù)時間超過1分鐘,這一長時間的電壓變動現(xiàn)象稱為持續(xù)間斷。若電壓間斷超過1分鐘,往往是永久性的,這要求人為介入對系統(tǒng)進行檢修以恢復正常供電。第二十二頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述◆電壓不平衡

電壓不平衡,時常被定義為與三相電壓(或電流)的平均值的最大偏差。并且用該偏差與平均值之比的百分數(shù)表示。電壓不平衡(小于2%)的起因主要是負荷不平衡(如單相運行)所致,或者是三相電容器組的某一相熔斷器熔斷造成的。電壓嚴重不平衡(大于5%)很有可能是由于單相負荷過重引起的。

圖中所示為民用饋電一周電壓不平衡變化記錄,實際應用時常采用負序分量和零序分量與正序分量之比的百分數(shù)表示。第二十三頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述◆波形畸變

波形畸變,是指電壓或電流波形偏離穩(wěn)態(tài)工頻正弦波形的現(xiàn)象,用偏移頻譜表示。波形畸變有五種主要類型,即,直流偏置、諧波、間諧波、陷波、噪聲。

(1)直流偏置在交流系統(tǒng)中出現(xiàn)直流電壓或電流稱為直流偏置。這可能是由于地磁干擾或半波整流產(chǎn)生的。例如,為延長燈管的壽命在照明系統(tǒng)中采用的半波整流器電流,會使交流變壓器偏磁,以至于發(fā)生磁飽和,引起變壓器鐵芯附加發(fā)熱,縮短使用壽命。直流分量還會引起接地極和其他電氣連接設備的電解腐蝕。第二十四頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述(2)諧波(HARMONICS)

把含有供電系統(tǒng)設計運行頻率(即簡稱工頻,通常為50Hz或60Hz)整數(shù)倍頻率的電壓或電流定義為諧波??梢园鸦儾ㄐ畏纸獬苫l分量與諧波分量的總和。電力系統(tǒng)中的非線性負荷是造成波形畸變的源頭。波形畸變水平的描述方法,通常用具有各次諧波分量幅值和相位角的頻譜表示。此外,在實際應用中也常用單項數(shù)據(jù)來表示,如,諧波含有率等。多用總諧波畸變率(THD)作為量度標準。第二十五頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述(3)間諧波(INTER-HAR.)把含有供電系統(tǒng)設計運行頻率非整數(shù)倍頻率的電壓或電流定義為間諧波。其表現(xiàn)為離散頻譜或?qū)拵ьl譜。在各種電壓等級供電網(wǎng)中都可能出現(xiàn)間諧波。間諧波源主要有靜止頻率變換器、循環(huán)換流器、感應電機和電弧設備等。電力線載波信號也可視為間諧波。第二十六頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述(4)陷波(NOTCH)

陷波是電力電子裝置在正常工作情況下,交流輸入電流從一相切換到另一相時產(chǎn)生的周期電壓擾動。由于陷波連續(xù)出現(xiàn),可以通過受影響電壓的波形頻譜來表征。但由于陷波的相關頻率相當高,很難用諧波分析中習慣采用的測量手段來反映它的特征量,通常把它作為特殊問題處理。

第二十七頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述(5)噪聲噪聲,是指帶有低于200kHz寬帶頻譜,混迭在電力系統(tǒng)的相線、中性線或信號線中的有害干擾信號(從普遍意義講,是指任何不希望存在的電氣信號)。電力系統(tǒng)中的電力電子裝置、控制器、電弧設備、整流負荷以及供電電源投切等都可能產(chǎn)生噪聲。由于接地線配置不當,未能把噪聲傳導至遠離電力系統(tǒng),常常會加重對系統(tǒng)的噪聲干擾和影響。對電子設備如微機、可編程控制器等的正常安全工作造成危害??刹捎脼V波器、隔離變壓器和電力線調(diào)節(jié)器等減緩噪聲的影響。第二十八頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述◆電壓波動廣義講,電壓波動是指電壓有效值不再保持恒定而不斷發(fā)生變化的隨機現(xiàn)象。通常,其幅值并未超過ANSIc84.1-1982規(guī)定的0.9-1.1pu范圍。IEC1000-3-3則定義了多種類型的電壓波動。在電能質(zhì)量分類中把電壓波動名詞限定在IEC-3-3(d)類型上。即一系列隨機或連續(xù)的電壓變動現(xiàn)象。負荷電流的大小呈現(xiàn)快速變化時,可能引起電壓的波動,也常簡稱為閃變。閃變術語來自電壓波動對照明的視覺影響。從嚴格的技術角度講,電壓波動是一種電磁現(xiàn)象,而閃變是電壓波動對某些用電負荷造成的有害結果。但是,在技術標準中常把這兩個術語合為一體討論。因此我們也將使用電壓閃變術語來替代說明電壓波動問題。第二十九頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象的基本描述

頻率變化電力系統(tǒng)基波頻率偏離規(guī)定正常值的現(xiàn)象定義為頻率變化。工頻頻率直接與向系統(tǒng)供應電能的發(fā)電機轉子速度有關。當負荷與發(fā)電機間出現(xiàn)動態(tài)平衡變化時,系統(tǒng)頻率就有小的變動。頻率偏差及其持續(xù)時間取決于負荷特性和發(fā)電控制系統(tǒng)對負荷變化的響應。

第三十頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象圖示描述(1)

類別圖示描述瞬變現(xiàn)象沖擊性瞬變現(xiàn)象沖擊性瞬變是一種在穩(wěn)態(tài)條件下,電壓、電流非工頻、單極性(即主要為正極性或負極性)的突然變化現(xiàn)象。通常用上升和衰減時間來表現(xiàn)沖擊性瞬變的特性,也可以通過其頻譜成分表示。起因:雷電沖擊。振蕩瞬變現(xiàn)象

振蕩瞬變是一種在穩(wěn)態(tài)條件下,電壓、電流的非工頻、有正負極性的突然變化現(xiàn)象。對于迅速改變瞬時值極性的電壓和電流振蕩問題,常用其頻譜成分(主頻率)、持續(xù)時間和幅值大小來描述其特性。起因:電容器沖能,鐵磁諧振和變壓器增能。第三十一頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象圖示描述(2)

短時間變動電壓中斷

當供電電壓降低到0.1p.u.以下,且持續(xù)時間不超過1分鐘時,我們認為出現(xiàn)了電壓中斷現(xiàn)象。起因:系統(tǒng)故障、用電設備故障或控制失靈等。電壓暫降

“暫降”是指工頻條件下電壓均方根值減小到0.1~0.9p.u.之間、持續(xù)時間為0.5個周期至1分鐘的短時間電壓變動現(xiàn)象。起因:重負荷或大型電機啟動、系統(tǒng)故障。

電壓暫升“暫升”的含義是指在工頻條件下,電壓均方根值上升到1.1~1.8p.u.之間、持續(xù)時間為0.5個周期到1分鐘的電壓變動現(xiàn)象。起因:與暫降伴隨出現(xiàn),是同系統(tǒng)故障相聯(lián)系的。第三十二頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象圖示描述(3)

長時間變動過電壓過電壓是指工頻下交流電壓均方根值升高,超過額定值的10%,并且持續(xù)時間大于1分鐘。起因:負荷投切,變壓器分接頭的不正確調(diào)整。欠電壓欠電壓是指工頻下交流電壓均方根值降低,小于額定值的90%,并且持續(xù)時間大于1分鐘。起因:某一負荷的投入或某一電容器組的斷開,過負荷。持續(xù)中斷當供電電壓下降為0,且持續(xù)時間超過1分鐘,這一長時間的電壓變動現(xiàn)象稱為持續(xù)中斷。起因:系統(tǒng)檢修,線路或設備永久性故障,以及供需不平衡。電壓不平衡電壓不平衡,時常被定義為與三相電壓(或電流)的平均值的最大偏差。并且用該偏差與平均值的百分比表示。起因:主要是負荷不平衡(如單相運行)所致,或者是三相電容器組的某一相熔斷器熔斷造成的。

第三十三頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象圖示描述(4)波形畸變直流偏置在交流系統(tǒng)中出現(xiàn)直流電壓或電流稱為直流偏置。起因:可能是由于地磁干擾或半波整流產(chǎn)生的。諧波把含有供電系統(tǒng)設計運行頻率(即簡稱工頻,通常為50Hz或60Hz)整數(shù)倍頻率的電壓或電流定義為諧波。電力系統(tǒng)中的非線性負荷是造成波形畸變的源頭。起因:電力系統(tǒng)中的非線性負荷,特別是電力電子設備。間諧波同電壓波動把含有供電系統(tǒng)設計運行頻率非整數(shù)倍頻率的諧波定義為間諧波。起因:靜止頻率變換器、循環(huán)換流器、感應電機和電弧設備等。陷波陷波是電力電子裝置在正常工作情況下,交流輸入電流從一相切換到另一相時產(chǎn)生的周期性電壓擾動。起因:換流器相控換流時造成的。第三十四頁,共51頁。電能質(zhì)量現(xiàn)象圖示描述(5)噪聲噪聲,是指帶有低于200kHz寬帶頻譜,混迭在電力系統(tǒng)的相線、中性線或信號線中的有害干擾信號。起因:電氣設備高頻投換電路過程產(chǎn)生的。電壓波動電壓波動是一種隨機電壓變動過程。通常,其幅值并未超過ANSIc84.1-1982規(guī)定的0.9~1.1p.u.范圍。起因:由電弧爐、電氣機車等功率波動性負荷電流快速變化引起的。

工頻變化把電力系統(tǒng)基波頻率偏離規(guī)定正常值的現(xiàn)象定義為頻率變化。工頻頻率的值與向系統(tǒng)供應電能的發(fā)電機的轉子速度直接相關。起因:負荷與發(fā)電機間出現(xiàn)能量動態(tài)平衡變化。第三十五頁,共51頁。電能質(zhì)量標準概況電能質(zhì)量標準是保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行、保護電氣環(huán)境、保障電力用戶正常使用電能的基本技術依據(jù),是推廣電能質(zhì)量控制技術,實施電能質(zhì)量監(jiān)督管理,維護供用電雙方合法權益的法規(guī)條文?!駠H電工委員會(IEC)EMC-61000系列標準●電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)Std-標準●電能質(zhì)量國家標準有:《供電電壓允許偏差》(GB-12325-90);《電壓允許波動和閃變》(GB12326-2000);《公用電網(wǎng)諧波》(GB/T14549-93);《三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-95)和《電力系統(tǒng)頻率允許偏差》(GB/T15945-95)等六項標準。第三十六頁,共51頁?!麟姶偶嫒莞拍睿阂话愣?,是指某一設備、裝置或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能夠運行且不向該環(huán)境中的任何實體帶來不能容許的電磁擾動的能力?!骺垢蓴_水平、注入(發(fā)射)水平、兼容水平?!麟姶鸥蓴_源:自然干擾源、人為干擾源?!麟姶偶嫒菁夹g三要素:1)給定某一空間或場所2)干擾源和感受體3)干擾媒體,干擾耦合途徑△IEC電磁兼容標準:由6大部分組成。國內(nèi)外專家認為,今后的發(fā)展趨勢是,電磁兼容認證將會像安全認證一樣重要和普及。

電力系統(tǒng)電磁兼容基本知識簡介第三十七頁,共51頁。1、電磁環(huán)境廣義而講,它是指存在于給定空間的(所有)電磁現(xiàn)象的總和。具體而言,它給出了在共享條件下設備、裝置或系統(tǒng)正常工作時所承受的電磁擾動水平。為了量化設備的抗擾水平,需要掌握設備工作的電磁環(huán)境是首要的問題。例如將電磁環(huán)境概念與電能質(zhì)量問題相結合,可以認為,對于給定的產(chǎn)生于電力系統(tǒng)或通過電力系統(tǒng)傳播的電磁干擾這一大空間而言,所謂其電磁環(huán)境可以等同于前面定義的電壓質(zhì)量。電磁兼容基本知識與概念第三十八頁,共51頁。2、電磁兼容是指某一設備、裝置或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常運行且不向該環(huán)境中的任何實體帶來不能容許的電磁擾動的能力。從這一定義出發(fā),電磁兼容技術包含兩部分具體內(nèi)容:1)電氣設備或系統(tǒng)在正常運行時應當能夠承受有限的電磁干擾,稱之為抗干擾水平;2)它在保證自身正常運行的同時不應對共用電磁環(huán)境造成過多的污染而影響其他設備或系統(tǒng)的正常工作,稱之為注入水平或發(fā)射水平。電磁兼容基本知識與概念第三十九頁,共51頁。電磁兼容基本知識與概念電磁兼容水平是處于設備抗擾水平和發(fā)射水平之間的協(xié)調(diào)參考值。由于抗擾與注入水平是隨機變化的,因此,電壓兼容水平應以大多數(shù)設備在大多數(shù)時間內(nèi)滿足電磁兼容性要求更符合實際。例如,在IEC標準中規(guī)定典型概率取95%,即95%的設備在95%時間內(nèi)符合標準要求。第四十頁,共51頁。電磁兼容基本知識與概念3、電磁干擾源大致分為自然干擾源和人為干擾源。典型的自然干擾源有:雷電引起的沖擊電流和浪涌電壓等。典型的人為干擾源有:電氣、電子設備或系統(tǒng)的電磁干擾,電力線干擾,開關操作,短路故障,功率開關通斷以及電網(wǎng)電壓的變動等。一般而言,電磁擾動耦合分為傳導干擾和輻射干擾兩條主要途徑。傳導干擾需通過導電體從一個裝置傳遞到另一個裝置中去。輻射干擾是發(fā)射和接收的過程,無須任何導體。

第四十一頁,共51頁。電磁兼容基本知識與概念由于電力系統(tǒng)是傳導各種干擾的很好的媒體,因此,在IEC標準中把傳導干擾劃歸為電能質(zhì)量范疇,而認為輻射干擾是電能質(zhì)量或電力工程之外的問題。但對于電力系統(tǒng)中由輻射干擾感應耦合的傳導干擾仍被看成為系統(tǒng)的一種特殊質(zhì)量干擾。

第四十二頁,共51頁。電磁兼容基本知識與概念4、電磁兼容技術的三要素:1)首先需要給定某一個空間(或場所)。例如,同一工作間,同一機柜,同一電力網(wǎng)等。2)必然同時存在干擾源和感受體(干擾源和感受體也可能共存于一體)。3)干擾媒體,或干擾耦合途徑。例如,將干擾源與感受體聯(lián)系在一起的電磁空間,公用電網(wǎng)等。第四十三頁,共51頁。電磁兼容基本知識與概念5、電磁兼容性參數(shù)是指在同一電磁環(huán)境下的發(fā)射方和接受方之間的(統(tǒng)籌兼顧,相容并舉)相容性技術參數(shù),電磁兼容的基本任務就是協(xié)調(diào)干擾發(fā)射者和承受者之間的關系,使之融洽和諧工作。包括發(fā)射、抗擾兼容水平(限值,余裕度)。兼容值是一個參考值因此發(fā)射值不應超過兼容值留有一定的余裕度。確保干擾水平不應造成過大影響;相反,抗擾值不能低于兼容值,而應略大些,以使設備有足夠的抗擾水平。(電磁兼容性參數(shù)關系如圖P34所示)。此外,還提出規(guī)劃值或規(guī)劃水平,作為企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量目標值。例如,針對供電部門的電壓規(guī)劃值,就表示了供電部門內(nèi)部質(zhì)量保證的目標和任務,供電部門在制定供電網(wǎng)運行水平時規(guī)定,電壓合格率應達到99.8%。第四十四頁,共51頁。電磁兼容基本知識與概念6、IEC標準由6大部分組成:(1)總則61000-1。包含基本定義與術語的解釋和使用;(2)環(huán)境61000-2。包含對環(huán)境的描述,如與電能質(zhì)量相關的低頻傳導干擾和供電系統(tǒng)信號傳輸,以及輻射和感應等電磁環(huán)境的描述、電磁環(huán)境分類、電磁兼容水平等;(3)限制值61000-3。包含對注入標準和導則的綜述以及對注入水平的限制值等。如與電能質(zhì)量相關的諧波(間諧波)電流注入限值標準(IEC-61000-3-2和IEC-61000-3-7)、中高壓系統(tǒng)的干擾負荷和波動性負荷的注入限制評估,以及低壓系統(tǒng)設備產(chǎn)生的電壓波動與閃變限值標準(IEC-61000-3-3,61000-3-5和61000-3-7)等;

第四十五頁,共51頁。電磁兼容基本知識與概念(4)試驗與測量技術61000-4。包含各種干擾環(huán)境下的抗擾水平試驗和測量技術;例如,在IEC-61000-4-1抗擾基本標準中根據(jù)設備是否正常工作的不同要求,給出了設備的四級性能指標作為抗擾實驗的考核準則:*在產(chǎn)品的技術規(guī)范限定條件下能正常工作。*短時間功能下降或功率損失,但可以自動恢復。*短時間功能下降或功率損失,但需要操作者介入或者系統(tǒng)重新啟動。*由于設備、元件或軟件損壞,短時間不能恢復正常工作。(5)安裝與抑制導則61000-5。包含接地設置與電纜鋪設、外部電磁干擾的抑制方法等;(6)一般標準61000-6。包含對民用、商用和輕工業(yè)等用電設備的注入水平和抗擾水平的標準。第四十六頁,共51頁。電磁兼容基本知識與概念TC77提出的電磁兼容標準是對所有頻率范圍內(nèi)的抗擾性基礎標準和在低頻范圍內(nèi)(一般低于9kHz)的注入干擾標準,目前主要是針對用電設備的注入水平與抗擾水平以及電氣產(chǎn)品質(zhì)量認證制定的,而對于電力系統(tǒng)由于操作和故障引起的大量電能質(zhì)量問題給出的限制標準并不多亦不專一。為此,19

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