電能質(zhì)量的概念

電能質(zhì)量的概念

什么是電能質(zhì)量？

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品質(zhì)。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)

應(yīng)以恒定的頻率、正弦波形和標(biāo)準(zhǔn)電壓對(duì)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應(yīng)大小相等、相位對(duì)稱且互差120。。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(duì)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，這種理想的狀態(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。圍繞電能質(zhì)量含義，從不同角度理解通常包括：

(1)電壓質(zhì)量：是以實(shí)際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的

電能是否合格的概念。這個(gè)定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問題，但不能包括頻率造

成的電能質(zhì)量問題，也不包括用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。

(2)電流質(zhì)量：反映了與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化，是電力用戶除對(duì)

交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以

保證高功率因素運(yùn)行。這個(gè)定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降低線損，但不能

概括大多數(shù)因電壓原因造成的電能質(zhì)量問題。

(3)供電質(zhì)量：其技術(shù)含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性，非技術(shù)含義是指服務(wù)

質(zhì)量。包括供電企業(yè)對(duì)用戶投訴的反映速度以及電價(jià)組成的合理性、透明度等。

(4)用電質(zhì)量：包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的

權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費(fèi)等。

目前針對(duì)電能質(zhì)量問題研究的主要內(nèi)容有哪些？

目前，研究和解決電能質(zhì)量問題已成為電力發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。主要研究課題包括：

(1)研究諧波對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量污染的影響并采取相應(yīng)的對(duì)策。由于鋼鐵等金屬

熔煉企業(yè)的發(fā)展，化工行業(yè)整流設(shè)備的增加，大功率晶閘管整流裝置及電力電子

器件的開發(fā)應(yīng)用，使公用電網(wǎng)的諧波影響日趨嚴(yán)重，電源的波形產(chǎn)生了嚴(yán)重的畸

變，影響了電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。

(2)研究諧波對(duì)電力計(jì)量裝置的影響并采取相應(yīng)的措施。由于波形畸變，使電

力計(jì)量的準(zhǔn)確度與精確度到影響，致使計(jì)量誤差，產(chǎn)生附加的功率損耗，造成不

必要的經(jīng)濟(jì)損失。

(3)研究電能質(zhì)量污染對(duì)高新技術(shù)企業(yè)的影響并采取相應(yīng)的技術(shù)手段。由于計(jì)

算機(jī)系統(tǒng)和基于微電子技術(shù)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)流水線以及新興的IT產(chǎn)業(yè)、微電

子芯片制造企業(yè)等，對(duì)電能質(zhì)量的要求和敏感程度比一般電力設(shè)備要高得多，任

何暫態(tài)和瞬態(tài)的電能質(zhì)量問題都可能造成設(shè)備的損壞或運(yùn)行異常，影響正常的生

產(chǎn)，給電力用戶造成經(jīng)濟(jì)損失。

(4)加強(qiáng)電能質(zhì)量控裝置的研制。電能質(zhì)量控制裝置的基本功能即使要在任何

條件，甚至是極為惡劣的供電條件下改善電能質(zhì)量，保證供電電壓、電流的穩(wěn)定、

可靠，在諧波干擾產(chǎn)生的瞬間能立即將其抑制或消除。

我國(guó)對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量制定了哪些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)？

(1)GB12325-1990《供電電壓允許偏差》。

(2)GB/T14549-1993《公用電網(wǎng)諧波》。

(3)GT/T15543-1995《三相電壓允許不平衡度》。

(4)GB/T15945-1995《電力系統(tǒng)頻率允許偏差》。

(5)GB12326-2000《電壓允許波動(dòng)和閃變》。該標(biāo)準(zhǔn)是在GB12326—1990《電

冶允許波動(dòng)和閃變》的基礎(chǔ)上，參考了國(guó)際電工委員會(huì)IEC電磁兼容IEC6100-3-7

等文件和標(biāo)準(zhǔn)修訂后重新頒布實(shí)施的。

(6)GB/T18481-2001《電能質(zhì)量暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓》。

國(guó)際電工委員會(huì)IEC對(duì)電能質(zhì)量是怎樣分類的？

國(guó)際電工委員會(huì)IEC從電磁兼容及相互干擾的角度考慮，對(duì)引起電磁干擾的基本

現(xiàn)象進(jìn)行了分類，見表1—1。

表1-1IEC對(duì)電能質(zhì)量根據(jù)電磁干擾現(xiàn)象的分類方式

序號(hào)電磁干擾現(xiàn)象對(duì)應(yīng)電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響因素

諧波、間諧波；載波干擾；電壓波動(dòng)；電壓跌落和

1傳導(dǎo)型低頻現(xiàn)象間斷；電壓不對(duì)稱；工頻偏差；感應(yīng)低頻電壓；交

流電網(wǎng)中的直流分量

2輻射型低頻現(xiàn)象工頻電磁場(chǎng)

3傳導(dǎo)型高頻現(xiàn)象感應(yīng)連續(xù)波電壓或電流；單方向瞬變；振蕩性瞬變

4輻射性高頻現(xiàn)象磁場(chǎng)；電場(chǎng)；電磁場(chǎng)；連續(xù)波；瞬變

5靜電放電現(xiàn)象

6核電磁脈沖

國(guó)際電力電子工程師協(xié)會(huì)IEEE對(duì)電能質(zhì)量問題是怎樣分類的？

國(guó)際電力電子工程師協(xié)會(huì)IEEE根據(jù)電壓擾動(dòng)的頻譜特征、持續(xù)時(shí)間、幅值變化

等將其進(jìn)行了細(xì)分，并對(duì)供電系統(tǒng)典型的電磁干擾現(xiàn)象進(jìn)行了特征分類，為準(zhǔn)確

地區(qū)分電壓暫態(tài)現(xiàn)象提供了依據(jù)，見表1—2。

表1-2IEEE電力系統(tǒng)電磁現(xiàn)象的特性與分類

種類頻譜成分持續(xù)時(shí)間電壓幅值

上升沿5ns<50ns一

沖擊上升沿1Us50ns~lms—

電磁瞬上升沿0.1ms>lms—

態(tài)低頻<5kHz0.3~50nls0~4P.u.

振蕩中頻5~500kHz20us0~8P.u.

高頻0.5~5MHz5ns0~4P.u.

中斷一0.5~30周波<0.Ip.u.

瞬時(shí)跌落一0.5~30周波0.Ip.u.~0?9p.u.

升高—0.5~30周波1.Ip.u.~1?8p.u.

中斷—30周波~3s<0.Ip.u.

短時(shí)電

暫時(shí)跌落一30周波~3s0.Ip.u.~0?9p.u.

壓變動(dòng)

升高—30周波~3s1.Ip.u.~1?4p.u.

中斷—3s?Imin<0.Ip.u.

短時(shí)跌落一3s~lmin0.Ip.u.、0?9p.u.

升高一3s?Imin1.Ip.u?、1?4p.u.

持續(xù)中斷一>lms0.Op.u.

長(zhǎng)期電壓變動(dòng)欠電壓一>lms0.8p.u.~0.9p.u.

過電壓一>lms1.Ip.u.^1.2p.u.

電壓不平衡—穩(wěn)態(tài)0.5限2%

直流偏移一穩(wěn)態(tài)0%"0.1%

波形畸

諧波O^lOOth穩(wěn)態(tài)0%"20%

變

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(dòng)<25Hz間歇0.1%"7%

工頻變化<10s

什么是電力系統(tǒng)頻率?

電力系統(tǒng)頻率是指電力系統(tǒng)統(tǒng)一的一種允許參數(shù)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15945-1995

《電力系統(tǒng)頻率允許偏差》規(guī)定以50Hz正弦波作為我國(guó)電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率（工

頻），并規(guī)定電力系統(tǒng)正常的頻率標(biāo)準(zhǔn)為50Hz±0.2Hz。當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，可

放寬到50Hz±0.5Hz。但GB/T15945-1995《電力系統(tǒng)頻率允許偏差》中并沒

有說明系統(tǒng)容量大小的界限，全國(guó)供用電規(guī)則中規(guī)定了供電局供電頻率的允許偏

差：電網(wǎng)容量在3000MW及以上者為0.2Hz；電網(wǎng)容量在3000MW以卜.者為0.5Hz。

實(shí)際運(yùn)行中，我國(guó)各跨省電力系統(tǒng)頻率的允許偏差都保持在+0.r-0.1Hz。因

此，電壓頻率目前在電能質(zhì)量中最有保障。

什么是供電電壓允許偏差？

供電電壓允許偏差是指電力系統(tǒng)各處的電壓偏離其額定值的百分比。目前，

GB12325-1990《供電電壓允許偏差》中規(guī)定：電壓允許偏差是在正常運(yùn)行條件

下應(yīng)保持電網(wǎng)各點(diǎn)電壓在額定的水平上。其中：35kV及以上供電和對(duì)電壓質(zhì)量

有特殊要求的用戶為額定電壓的+5~—5%；10kV及以下高壓供電和低壓電力用

戶為額定電壓的+7%~—7%；低壓照明用戶為額定電壓的+5%~-10%。

由于電網(wǎng)各點(diǎn)的電壓調(diào)節(jié)不同于頻率的調(diào)節(jié)，可由電網(wǎng)統(tǒng)一進(jìn)行，又由于電網(wǎng)各

點(diǎn)電壓主要反映了該點(diǎn)無功功率的供需關(guān)系，因此電壓調(diào)節(jié)一般采取了無功就地

平衡的方式進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，并及時(shí)調(diào)整無功功率補(bǔ)償量，以從源頭上解決問

題。也有采取調(diào)整同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的方式，以產(chǎn)生超前或滯后的無功功率，

從而達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的功率因數(shù)和調(diào)整電壓偏差的目的。還有利用有載調(diào)壓變

壓器，采取對(duì)電壓偏差及時(shí)調(diào)整的方式。因?yàn)閺目傮w上考慮，無功負(fù)荷只宜補(bǔ)償

到功率因數(shù)0.90?0.95,但仍然有一部分變化無功負(fù)荷要電網(wǎng)供給，從而產(chǎn)生

電壓偏差，這就需要分區(qū)采取一些有效的技術(shù)手段，而有載調(diào)壓變壓器就是有效

而經(jīng)濟(jì)的措施之一。

什么是三相電壓不平衡度？

三相電壓不平衡度是指三相系統(tǒng)中三相電壓的不平衡度程度，用電壓或電流負(fù)序

分量與正序分量的均方根百分比表示。三相電壓不平衡(即存在負(fù)序分量)會(huì)引

起繼電保護(hù)誤動(dòng)、電機(jī)附加振動(dòng)力矩和發(fā)熱。額定轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)，如長(zhǎng)期在負(fù)序

電壓含量4%的狀態(tài)下運(yùn)行，由于發(fā)熱，電動(dòng)機(jī)絕緣的壽命將會(huì)降低一半，若某

相電壓高于額定電壓，其運(yùn)行壽命的下降將更加嚴(yán)重。

我國(guó)目前執(zhí)行的GB/T15543—1995《三相電壓允許不平衡度》規(guī)定了電力系統(tǒng)

公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值為2%,同時(shí)規(guī)定了短時(shí)的不平衡度不得超

過4%,其短時(shí)允許值的概念是指任何時(shí)刻均不能超過的限制值，以保證繼電保

護(hù)和自動(dòng)裝置正確動(dòng)作。對(duì)接入公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶引起該點(diǎn)正常電壓不平衡

度允許值一般為1.3%。

什么是電壓波動(dòng)和閃變？

電壓波動(dòng)和閃變是指電壓幅值在一定范圍內(nèi)有規(guī)則變動(dòng)時(shí)，電壓最大值與最小值

之差相對(duì)額定電壓的百分比，或電壓幅值不超過0.9p.u.~l.Ip.u.(標(biāo)幺值)的

一系列隨即變化。這種電壓變化被稱為閃變，以表達(dá)電壓波動(dòng)對(duì)照明燈的視覺影

響。因此，閃變是說明對(duì)不同頻率電壓波動(dòng)引起燈閃的敏感度及引起閃變刺激性

程度的電壓波動(dòng)值，是人眼對(duì)燈閃的一種主觀感覺。

對(duì)用戶負(fù)荷引起的閃變限制，是根據(jù)用戶負(fù)荷的大小、協(xié)議用電容量占供電容量

的比例及系統(tǒng)電壓等級(jí)規(guī)定的。電力系統(tǒng)公共供電點(diǎn)由沖擊負(fù)荷產(chǎn)生的電壓波動(dòng)

允許值的百分?jǐn)?shù)，分三級(jí)作不同的規(guī)范和限制。

(1)10kV及以下為2.5

(2)35?UOkV為2.0

(3)220kV及以上為1.6

GB12326-2000《電壓允許波動(dòng)和閃變》特別規(guī)定了各級(jí)電壓下的閃變限制值，

它適用于由波動(dòng)負(fù)荷引起的公共連接點(diǎn)電壓的快速變動(dòng)及由此可能造成人對(duì)燈

閃明顯感覺的場(chǎng)合。

什么是電壓諧波？

電壓諧波是指電力系統(tǒng)各公共連接點(diǎn)的電壓諧波含有率允許值。國(guó)際電工委員會(huì)

文件IEC61000—3—6《中、高壓電力系統(tǒng)畸變負(fù)荷發(fā)射限制的評(píng)估》提出了決

定畸變負(fù)荷接入電網(wǎng)時(shí)所作評(píng)估的一些基本原則和評(píng)估程序。其目的是將電網(wǎng)的

諧波電壓限制到對(duì)所有用電設(shè)備不致造成有害影響的水平(兼容水平)，保證對(duì)

接入電網(wǎng)的用戶都有合適的供電質(zhì)量，并提出了電網(wǎng)諧波的兼容水平、規(guī)劃水平

和發(fā)射水平三個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)目前執(zhí)行的電壓諧波標(biāo)志是GB/T14549-1993

《公用電網(wǎng)諧波》，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電網(wǎng)0.38,6,10,35,66,UOkV電壓等級(jí)公共

連接點(diǎn)的電壓諧波含有率允許值做了明確的規(guī)定。

什么是間諧波？

間諧波是指不是工頻頻率整數(shù)倍的諧波。間諧波往往由較大的電壓波動(dòng)或沖擊性

非線性負(fù)荷所引起，所有非線性的波動(dòng)負(fù)荷如電弧爐、電焊機(jī)，各種變頻調(diào)速裝

置，同步串級(jí)調(diào)速裝置及感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等均為間諧波源，電力載波信號(hào)也認(rèn)為是一

種間諧波。

間諧波源的特點(diǎn)是放大電壓閃變和對(duì)音頻干擾，影響電視機(jī)畫面及增大收音機(jī)的

噪聲，造成感應(yīng)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)及異常。對(duì)于采用電容、電感和電阻構(gòu)成的無源濾波

器電路，間諧波可能會(huì)被放大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使濾波器因諧波過載而不能投運(yùn)，甚至

造成損壞。間諧波的影響和危害等同整數(shù)次諧波電壓的影響和危害已成共識(shí)，IEC

61000—3—6對(duì)間諧波的發(fā)射水平作出了明確的說明，如間諧波電壓水平應(yīng)低于

鄰近諧波水平，并規(guī)定為（0.5%~1%）Uo我國(guó)目前還沒有制定相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

給出限制規(guī)定。

什么是暫時(shí)過電壓和瞬時(shí)過電壓？

（1）暫時(shí)過電壓是指在給定安裝點(diǎn)上持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的不衰減和弱衰減的（以工

頻或其一定的倍數(shù)、分?jǐn)?shù)）振蕩的過電壓。

（2）瞬態(tài)過電壓是指持續(xù)時(shí)間數(shù)毫秒或更短，通常帶有強(qiáng)阻尼的振蕩或非振蕩

的一種過電壓。它可以疊加于暫時(shí)過電壓上。

暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓使由于電力系統(tǒng)運(yùn)行操作，或遭受雷擊，或發(fā)生故障等

因素引起的，是供電特性之一。新頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18481—2001《電能質(zhì)

量暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓》，規(guī)定了作用于電氣設(shè)備的暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過

電壓要求、電氣設(shè)備的絕緣水平及過電壓保護(hù)方法，并對(duì)過電壓的相關(guān)術(shù)語、定

義做了比較詳盡的論述。

什么是電壓暫降和電壓上升？

（1）電壓暫降是指由于系統(tǒng)故障或干擾造成用戶持續(xù)時(shí)間0.5周波至Imin內(nèi)下

降到額定電壓或電流的10%?90%。即幅值為0.lp.u.~0.9p.u.（標(biāo)幺值）時(shí)系

統(tǒng)頻率仍為標(biāo)稱值，然后又恢復(fù)到正常水平。國(guó)際上普遍認(rèn)為，電壓幅值低于

0.lp.u.（標(biāo)幺值）或大于0.5個(gè)周波的供電中斷對(duì)敏感用戶和嚴(yán)格用戶而言都

屬于斷電故障。電壓暫降可能造成某些用戶的生產(chǎn)停頓或次品率增加，而供電恢

復(fù)時(shí)間取決于自動(dòng)重合閘或自動(dòng)功能轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作時(shí)一間，因此傳統(tǒng)的機(jī)械式斷

路器已不能滿足對(duì)敏感和嚴(yán)格用電負(fù)荷的要求，目前主要采取的方案是利用高速

固態(tài)切換開關(guān)SSTS、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR或利用不間斷電源UPS作后備電源并

配合固態(tài)電子開關(guān)等措施。

（2）電壓上升是指電壓的有效值升至額定值的110%以上，典型值為額定值的

110%?180%稱為電壓上升，即暫時(shí)性超過標(biāo)稱值10%以上，系統(tǒng)頻率仍為標(biāo)

稱值，持續(xù)時(shí)間為0.5周波~lmin,幅值為1.Ip.u.~1.8p.u.（標(biāo)幺值）。

什么是斷電和電壓中斷？

（1）斷電是指由于系統(tǒng)發(fā)生故障，造成用戶在一定時(shí)間內(nèi)一相或多相失去電壓,

低于0.Ip.u.稱為斷電。斷電按持續(xù)時(shí)間分為三類：其一，0.5~3s稱為瞬態(tài)斷電;

其二，3~60s稱為暫時(shí)斷電；其三，大于60s稱為持續(xù)斷電。

（2）電壓中斷是指斷電的持續(xù)時(shí)間大于3min。

斷電和電壓中斷往往是由于電力系統(tǒng)故障引起的，如供電線路遭受雷擊、對(duì)地閃

絡(luò)，或是系統(tǒng)線路發(fā)生外力破壞致使保護(hù)動(dòng)作等。由于短時(shí)失電后又重合閘，致

使電壓突然跌到零或接近零。電壓中斷將致使一些用戶生產(chǎn)停頓，造成重大的經(jīng)

濟(jì)損失或產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

什么是電壓瞬變？

電壓瞬變又稱為瞬時(shí)脈沖，是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)，兩個(gè)連續(xù)穩(wěn)態(tài)之間的一種在

極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象或數(shù)量變化。

這種瞬時(shí)脈沖可以是任一極性的單方向脈沖，也可以是第一個(gè)峰值為任意極性的

衰減振蕩波，即發(fā)生在任一極性阻尼振蕩波的第一個(gè)尖峰。

什么是過電壓和欠電壓？

（1）過電壓是指電壓幅值超過了標(biāo)稱電壓，且持續(xù)時(shí)間大于Imin。過電壓的幅

值為1.Ip.u.~L2p.u.（標(biāo)幺值）o

（2）欠電壓是指電壓幅值小于標(biāo)稱電壓，且持續(xù)時(shí)間大于Imin。欠電壓的幅值

為0.8p.u.~0.9p.u.（標(biāo)幺值）。

什么是電壓切痕？

電壓切痕（也稱為電壓缺口）是指一種持續(xù)時(shí)間小于0.5周波的周期性電壓擾動(dòng)。

電壓切痕主要是由于電力電子裝置在有關(guān)兩相間發(fā)生瞬態(tài)短路時(shí)，電流從一相轉(zhuǎn)

換到另一相而產(chǎn)生的。電壓切痕的頻率會(huì)非常高。用常規(guī)的諧波分析儀器很難測(cè)

量出電壓切痕，這就是過去從未有過的此項(xiàng)電壓擾動(dòng)的內(nèi)容，直到最近才被國(guó)際

電力電子工程師協(xié)會(huì)IEEE列入的主要原因。

什么是穩(wěn)態(tài)電壓擾動(dòng)？

穩(wěn)態(tài)電壓擾動(dòng)是指以電源電壓波形畸變?yōu)樘卣鞫痣娔苜|(zhì)量污染的各種穩(wěn)態(tài)

電能質(zhì)量問題。穩(wěn)態(tài)電壓擾動(dòng)主要包括：

（1）諧波。其特征指標(biāo)是出現(xiàn)諧波頻譜電壓和諧波頻譜電流的波形。

（2）陷波。其特征指標(biāo)是陷波的持續(xù)時(shí)間及幅值大小。

（3）電壓閃變。其特征指標(biāo)是波動(dòng)幅值、調(diào)制頻率等。

（4）三相電壓不對(duì)稱。其特征指標(biāo)是不平衡因子，產(chǎn)生的主要原因是三相負(fù)載

不平衡。

什么是暫態(tài)（瞬態(tài)）電壓擾動(dòng)？

暫態(tài)（瞬態(tài)）電壓擾動(dòng)是指電源電壓的正弦波形受到暫態(tài)（瞬態(tài)）的電壓擾動(dòng)而

發(fā)生畸變，引起電能質(zhì)量的污染的各種問題。暫態(tài)電能質(zhì)量問題是以頻譜和暫態(tài)

持續(xù)時(shí)間為特征的，一般分為脈沖暫態(tài)和振蕩暫態(tài)兩種類型。暫態(tài)（瞬態(tài)）電壓

擾動(dòng)的主要特征包括：

（1）暫態(tài)諧振。其特征指標(biāo)是波形、峰值和持續(xù)時(shí)間，產(chǎn)生的原因是由于線路、

負(fù)載和電容器組的投切，造成的后果是破壞運(yùn)行設(shè)備的絕緣、損壞電子設(shè)備等。

（2）暫態(tài)脈沖。其特征指標(biāo)是電壓上升時(shí)間、峰值和持續(xù)時(shí)間，產(chǎn)生的原因是

線路遭受雷擊或感性電路分合等，造成的后果是破壞運(yùn)行設(shè)備的絕緣。

（3）瞬時(shí)電壓上升或暫降。其特征指標(biāo)是幅值、持續(xù)時(shí)間、瞬時(shí)值/時(shí)間，產(chǎn)生

的原因通常是由于大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、負(fù)荷瞬變、電力系統(tǒng)切換操作或遠(yuǎn)端發(fā)生

故障等引起的，這是電力用戶投訴最多的一種電壓擾動(dòng)，這是因?yàn)樗矔r(shí)電壓上升

或暫降可能造成用電設(shè)備發(fā)生運(yùn)行故障、敏感負(fù)載不能正常運(yùn)行等后果。

什么是動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問題？

國(guó)際電力電子工程師協(xié)會(huì)IEEE將電磁系統(tǒng)中典型的暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行了特征分類，

主要列出了暫態(tài)和瞬態(tài)擾動(dòng)現(xiàn)象，根據(jù)擾動(dòng)的頻譜特征、持續(xù)時(shí)間、幅值變化等,

將其分為瞬時(shí)、短時(shí)和長(zhǎng)期的電壓變動(dòng)三大類，在此基礎(chǔ)上又進(jìn)一步細(xì)分出18

個(gè)子類。其中，短時(shí)電壓變動(dòng)，尤其是電壓中斷和跌落已成為國(guó)際上所關(guān)注的問

題。這些問題對(duì)于具有較強(qiáng)慣性距的傳統(tǒng)電機(jī)設(shè)備也許沒有明顯的影響，但對(duì)敏

感和嚴(yán)格的用電負(fù)荷，如集成電路芯片制造和微電子控制的生產(chǎn)流水線等，將可

能造成極大的危害，并已成為現(xiàn)代電能質(zhì)量的重要問題，使電能質(zhì)量的內(nèi)涵也發(fā)

生了較大的變化。

(1)傳統(tǒng)的電能質(zhì)量問題，如諧波、三:相不對(duì)稱等繼續(xù)存在，而且嚴(yán)重性正在

增加。

(2)目前，隨著供電可靠性的不斷提高，人們已逐步將注意力轉(zhuǎn)向新的動(dòng)態(tài)電

能質(zhì)量問題。如持續(xù)時(shí)間為毫秒級(jí)的動(dòng)態(tài)電壓升高、脈沖、電壓跌落和瞬時(shí)供電

中斷等。

電能質(zhì)量問題的性質(zhì)、產(chǎn)生原因及解決方法見表1—4。

表1-4電能質(zhì)量問題的性質(zhì)、產(chǎn)生原因及解決方法

類型擾動(dòng)性質(zhì)特征指標(biāo)產(chǎn)生原因后果解決方法

非線性負(fù)載、設(shè)備過熱，繼電保

諧波頻譜電有源、無源濾

諧波穩(wěn)態(tài)固態(tài)開關(guān)負(fù)護(hù)誤動(dòng)，設(shè)備絕緣

壓，電流波形波

載破壞

設(shè)備過熱，繼電保靜止無功補(bǔ)

三相不對(duì)稱穩(wěn)態(tài)不平衡因子不對(duì)稱負(fù)載

護(hù)誤動(dòng)，通信干擾償

持續(xù)時(shí)間、幅計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)錯(cuò)誤，電容器、隔離

陷波穩(wěn)態(tài)調(diào)速驅(qū)動(dòng)器

值通信干擾電感器

波動(dòng)幅值、出

電弧爐、電機(jī)伺服電機(jī)運(yùn)行不靜止無功補(bǔ)

電壓閃變穩(wěn)態(tài)現(xiàn)頻率、調(diào)制

啟動(dòng)正常償

頻率

線路、負(fù)載和濾波器、隔離

波形、峰值、設(shè)備絕緣破壞、損

諧振暫態(tài)暫態(tài)電容器組的變壓器避雷

持續(xù)時(shí)間壞電力電子設(shè)備

投切器

閃電電擊線

上升時(shí)間、峰

脈沖暫態(tài)暫態(tài)路，感性電路設(shè)備絕緣破壞避雷器

值、持續(xù)時(shí)間

開合

瞬時(shí)電壓上不間斷電源、

幅值、持續(xù)時(shí)遠(yuǎn)端發(fā)生故設(shè)備停運(yùn)、敏感負(fù)

升，瞬時(shí)電暫態(tài)動(dòng)態(tài)電壓恢

間、瞬時(shí)時(shí)間障、電機(jī)啟動(dòng)載不能正常運(yùn)行

壓下降復(fù)器

不正常接地、

穩(wěn)態(tài)/暫微處理器控制設(shè)正確接地、濾

噪聲幅值、頻譜固態(tài)開關(guān)負(fù)

態(tài)備不正常運(yùn)行波器

載

用電負(fù)荷的分類與電能質(zhì)量的敏感度有哪些對(duì)應(yīng)關(guān)系？

根據(jù)用電設(shè)備負(fù)荷的特性及不同的用電負(fù)荷對(duì)電能質(zhì)量的要求與敏感度，一般將

用電負(fù)荷分為三大類。

(1)普通負(fù)荷(CommonLoad)

普通負(fù)荷對(duì)電能質(zhì)量的要求不太高，只有在發(fā)生持續(xù)斷電或電壓波動(dòng)幅度過大，

持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)才會(huì)受到影響。同時(shí)、本身對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量基本不形成影響和危

害。如照明設(shè)備、加熱器、通風(fēng)機(jī)、一般家用電器等。

(2)敏感負(fù)荷(SensitiveLoad)

敏感負(fù)荷對(duì)電能質(zhì)量有一定的要求，電能質(zhì)量不好可能對(duì)此類負(fù)荷會(huì)造成一定的

影響和危害。同時(shí)，本身對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量也可能造成一定的影響和污染。因此,

需要采取一定的措施和對(duì)策。如電動(dòng)機(jī)控制器、UPS電源、變速調(diào)速裝置等。

(3)嚴(yán)格用負(fù)荷(CriticalLoad)

嚴(yán)格符合對(duì)電能質(zhì)量的要求非常高，電能質(zhì)量出現(xiàn)問題對(duì)秧嚴(yán)格負(fù)荷會(huì)造成嚴(yán)重

的后果，可能損壞設(shè)備，影響生產(chǎn)。同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量也會(huì)造成一定的影

響和危害。因此，對(duì)嚴(yán)格負(fù)荷必須確保電能質(zhì)量符合應(yīng)用要求。如集成電路芯片

制造流水線、微電子產(chǎn)品的智能化流水線、銀行及證券交易中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等，

均屬于嚴(yán)格用電負(fù)荷。

什么是定制電力？

定制電力也被稱為定質(zhì)電力，它是針對(duì)信息電力時(shí)代產(chǎn)生的復(fù)雜的電能質(zhì)量需求

問題，應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的控制和改善，為電力

用戶提供電能質(zhì)量特定需求的電力供應(yīng)技術(shù)。

實(shí)現(xiàn)定制電力的前提是電力電子技術(shù)發(fā)展的水平，尤其是晶閘管器件的先進(jìn)性、

穩(wěn)定性和可靠性，以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性水平。現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展對(duì)提高供電可靠性、改

善電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。在現(xiàn)代企業(yè)中，由于變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)器、基于

微電子技術(shù)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)線、半導(dǎo)體芯片制造、精密儀器儀表、可編程控制

器、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)等日益廣泛的應(yīng)用，對(duì)電能質(zhì)量的控制提出了越來越嚴(yán)格的

要求。這些設(shè)備對(duì)電源的波動(dòng)和各種干擾十分敏感，任何供電質(zhì)量問題的影響和

惡化都有可能引起產(chǎn)品質(zhì)量的下降、儀器設(shè)備的損壞，甚至早晨企業(yè)重大的經(jīng)濟(jì)

損失。因此，根據(jù)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求和一些企業(yè)的客觀需要，便產(chǎn)生了以

電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)為基礎(chǔ)的定制電力技術(shù)(CustomPower

Technology)。

實(shí)現(xiàn)定制電力的基礎(chǔ)和條件是什么？

1.實(shí)現(xiàn)定制電力的基礎(chǔ)

定制電力是現(xiàn)代電力電子技術(shù)及相關(guān)的檢測(cè)和控制技術(shù)在配電領(lǐng)域的應(yīng)用，其運(yùn)

行的可靠性、不斷降低的成本和均衡其應(yīng)用帶來的效益是實(shí)現(xiàn)定制電力的基礎(chǔ)。

為提高配電系統(tǒng)無功

調(diào)節(jié)的質(zhì)量，目前已開發(fā)并投入應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)備主要有：

(1)用于配電系統(tǒng)的靜止無功發(fā)生器(D-STATC0M)。它由儲(chǔ)能電路、GT0或IGBT

變換電路和變壓器組成。它的功能是快速調(diào)節(jié)電壓，發(fā)生和吸收電網(wǎng)的無功功率，

同時(shí)可以抑制電壓閃變。這是定制電力的關(guān)鍵設(shè)備之一。

(2)靜止無功發(fā)生器和固態(tài)開關(guān)配合系統(tǒng)。可在電網(wǎng)發(fā)生故障的暫態(tài)過程中保

持電壓恒定。

(3)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DynamicVoltageRestorer,簡(jiǎn)稱DVR)。它由支流儲(chǔ)

能電路、變換器和中聯(lián)在供電線路中的變壓器構(gòu)成。變換器根據(jù)檢測(cè)到的線路電

壓波形情況產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，使合成的電壓動(dòng)態(tài)保持恒定。無論是短時(shí)的電壓低落

或過電壓，通過DVR均可以使負(fù)載上的電壓保持動(dòng)態(tài)恒定。

2.實(shí)現(xiàn)定制電力的條件

實(shí)現(xiàn)定制電力的條件必須要由供用雙方共同努力。因?yàn)樗粌H僅是供電企業(yè)單方

面的責(zé)任，這是基于現(xiàn)代電能質(zhì)量的許多問題大部分并不是電力系統(tǒng)電源本身產(chǎn)

生的。

其一，現(xiàn)代非線性用電設(shè)備負(fù)荷的大量增加和復(fù)雜化不可避免地對(duì)公用電網(wǎng)造成

污染，降低了電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，影響和干擾了其他電力用戶的設(shè)備運(yùn)行和正

常生產(chǎn)。

其二，不可抗拒的因素(如雷擊等)導(dǎo)致供電中斷。這種“責(zé)、權(quán)、利”的問題

若都由供電企業(yè)承擔(dān)，既沒有法律依據(jù)，也會(huì)給供電企業(yè)帶來極大的負(fù)擔(dān)。

因此，對(duì)電能質(zhì)量有特定需求的電力用戶，要么由供用電雙方共同承擔(dān)提高電能

質(zhì)量的設(shè)施建設(shè)費(fèi)用，要么實(shí)行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)的電價(jià)機(jī)制，才能從根本上解決實(shí)際問

題。當(dāng)前，一些重要的電力用戶為保證優(yōu)質(zhì)的不間斷供電，往往自己采取措施，

如安裝不間斷電源(UPS)等，但這并不是經(jīng)濟(jì)合理的解決方法。根本的出路在

于供電企業(yè)、用電企業(yè)和電力設(shè)備制造商能共同協(xié)調(diào)，齊心協(xié)力解決電能質(zhì)量問

題。

(1)供電企業(yè)應(yīng)根據(jù)用戶的需要，保證可靠和優(yōu)質(zhì)的電能供應(yīng)，在系統(tǒng)關(guān)鍵的

配節(jié)點(diǎn)采取有效的技術(shù)手段和必要措施來提高供電質(zhì)量，同時(shí)加強(qiáng)電能質(zhì)量的監(jiān)

督和管理，確保優(yōu)質(zhì)供電。

(2)用電企業(yè)能根據(jù)自身的實(shí)際需求，加強(qiáng)電能質(zhì)量的檢測(cè)和控制，對(duì)公用電

網(wǎng)電能質(zhì)量造成污染的電力用戶，依據(jù)誰污染誰治理的原則，積極采取治理措施。

(3)電力設(shè)備制造商要提高設(shè)備質(zhì)量，提高技術(shù)水平，分析設(shè)備產(chǎn)生電能質(zhì)量

污染的原因、研究污染機(jī)理和提出解決對(duì)策。

三方面共同建立強(qiáng)烈的電能質(zhì)量意識(shí)、各自的責(zé)任意識(shí)，才能有效地提高電能質(zhì)

量水平。

什么是電壓容限曲線？

美國(guó)計(jì)算機(jī)和商用設(shè)備制造協(xié)會(huì)(CBEMA)于20世紀(jì)80年代為大型計(jì)算機(jī)對(duì)電

能質(zhì)量的要求，提出了電壓容限曲線及相關(guān)的4種典型的電壓擾動(dòng)，以防止電壓

擾動(dòng)造成計(jì)算機(jī)及其控制裝置的誤動(dòng)和損壞。這四種電壓擾動(dòng)分別為電壓下跌、

電壓上升、尖峰脈沖和斷電。電壓電容曲線已為IEEE采納并已為美國(guó)的電能質(zhì)

量標(biāo)準(zhǔn)。CBEMA電壓容限曲線如圖1—5所示。

圖1-5的CBEMA電壓容限曲線的基本概念是：包絡(luò)線內(nèi)陰影部分的電壓為合格

電壓，包絡(luò)線外的為不合格電壓，在包絡(luò)線下面的電壓會(huì)使負(fù)荷失電，而在包絡(luò)

線上面的電壓會(huì)造成其他設(shè)備發(fā)生絕緣問題、過電壓脫扣或過勵(lì)磁等。

什么ITIC曲線？

CBEMA改稱美國(guó)信息技術(shù)工業(yè)協(xié)會(huì)后，其所屬的第三技術(shù)委員會(huì)針對(duì)大型計(jì)算機(jī)

對(duì)電能質(zhì)量的要求，提出了電壓容限曲線及相關(guān)的四種典型的電壓擾動(dòng)，以防止

電壓擾動(dòng)損壞計(jì)算機(jī)及其控制系統(tǒng)，并驚醒了修訂，又被稱為ITIC曲線，該曲

線已IEEE采納，同時(shí)作為IEEESTD446T980的組成部分。

ITIC電壓容限曲線適用于所有類型設(shè)備的電壓容限的幅值和持續(xù)時(shí)間，與CBEMA

曲線相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）將光滑的曲線改為折線，增設(shè)了幾個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，使電壓幅值與時(shí)間變化的量

化指示更加明確。

（2）穩(wěn)態(tài)電壓容限從原有的106%和87%改為110%和90%,使電壓的上下偏差值

相等。

（3）ITIC電壓容限曲線下包絡(luò)線的起始時(shí)間從8.33ms改為20ms（超過60Hz

系統(tǒng)的一個(gè)周波），表明了計(jì)算機(jī)元器件的斷電耐受能力有了提高，這就為降低

設(shè)備造價(jià)提供了可能性。如可少用價(jià)格昂貴的可關(guān)斷晶閘管（GT0）,而多用價(jià)

格相對(duì)較低的晶閘管整流器元件（SCR）。

（4）ITIC電壓容限曲線的時(shí)間坐標(biāo)橫坐標(biāo)既標(biāo)明秒（s、ms、us）的單位，又

標(biāo)明60Hz系統(tǒng)的周波單位。因此，在實(shí)際應(yīng)用中更具有普遍意義。

什么是電磁兼容？

電磁兼容（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行且不任何其他事物不能承受的電磁騷

擾的能力。國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC對(duì)電磁兼容的定義是：系統(tǒng)或設(shè)備在所處的

電磁環(huán)境中能正常工作，同時(shí)不對(duì)其它系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾。

各種運(yùn)行的電力設(shè)備之間以電磁傳導(dǎo)、電磁感應(yīng)和電磁輻射三種方式彼此關(guān)聯(lián)并

相互影響，在一定的條件下會(huì)對(duì)運(yùn)行的設(shè)備和人員造成干擾、影響和危害。20

世紀(jì)80年代興起的電磁兼容EMC學(xué)科以研究和解決這一問題為宗旨，主要是研

究和解決干擾的產(chǎn)生、傳播、接收、抑制機(jī)理及其相應(yīng)的測(cè)量和計(jì)量技術(shù)，并在

此基礎(chǔ)上根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)最合理的原則，對(duì)產(chǎn)生的干擾水平、抗干擾水平和抑制措

施做出明確的規(guī)定，使處于一電磁環(huán)境的設(shè)備都是兼容的，同時(shí)又不向該環(huán)境中

的任何實(shí)體引入不能允許的電磁擾動(dòng)。

電磁兼容是一門迅速發(fā)展的交叉學(xué)科，涉及電子、計(jì)算機(jī)、通信、航空航天、鐵

路交通、電力、軍事以至人民生活各個(gè)方面。在當(dāng)今信息社會(huì)，隨著電子技術(shù)、

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)系統(tǒng)中采用的電氣及電子設(shè)備數(shù)量大大增加，而且電子

設(shè)備的頻帶日益加寬，功率逐漸增大，靈敏度提高，聯(lián)接各種設(shè)備的電纜網(wǎng)絡(luò)也

越來越復(fù)雜，因此，研究電磁兼容的問題已引起各國(guó)相關(guān)專家的高度關(guān)注，并日

顯重要。

電力系統(tǒng)電磁兼容研究的主要內(nèi)容包括哪些方面？

在電力系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)容量增大、輸電電壓增高的同時(shí)一，以計(jì)算機(jī)和微處理為基

礎(chǔ)的繼電保護(hù)、電網(wǎng)控制、通信設(shè)備等得到了廣泛的應(yīng)用。因此，電力系統(tǒng)電磁

兼容問題也變得十分突出。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備是集繼電保護(hù)、通信、SCADA功能于一體，一般安

裝在變電站高壓設(shè)備的附近，該設(shè)備能正常工作的先決條件就是它能夠承受變電

站中在正常操作或事故情況下產(chǎn)生的極強(qiáng)的電磁干擾。

(2)現(xiàn)代高壓開關(guān)等一次設(shè)備，常與電子控制和保護(hù)設(shè)備集成于一體，對(duì)這種

強(qiáng)電與弱電設(shè)備組合的裝置不久需要進(jìn)行高電壓、大電流的試驗(yàn)，同時(shí)還要通過

電磁兼容的試驗(yàn)。

(3)GIS組合電器中隔離開關(guān)操作時(shí)，可以產(chǎn)生頻率高達(dá)數(shù)兆赫的快速暫態(tài)電

壓。這種快速暫態(tài)過電壓不僅會(huì)危及變壓器等設(shè)備的絕緣，而且會(huì)通過接地網(wǎng)向

外傳播，干擾變電站繼電保護(hù)、控制設(shè)備的正常工作。

(4)電磁場(chǎng)對(duì)人體生態(tài)的影響程度及危害，已成為全世界的電力工作者和社會(huì)

民眾都在關(guān)注的熱點(diǎn)。

隨著電力發(fā)展水平的提高、人類自我保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，電磁兼容技術(shù)的重要性已

日益顯現(xiàn)。目前，電力系統(tǒng)研究電磁兼容方面，主要圍繞著電磁兼容技術(shù)和電磁

場(chǎng)的生態(tài)影響兩大主題。

電磁兼容技術(shù)包括哪些內(nèi)容？

(1)電磁環(huán)境評(píng)價(jià)。即通過實(shí)測(cè)或數(shù)字仿真等手段，對(duì)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)可能受到

的電磁干擾水平(幅值、頻率、波形等)進(jìn)行估計(jì)。例如，利用可移動(dòng)的電磁兼

容測(cè)試車對(duì)高壓輸電線路或變電站產(chǎn)生的各種干擾進(jìn)行實(shí)測(cè)，或通過電磁暫態(tài)計(jì)

算程序?qū)赡墚a(chǎn)生的瞬變電磁場(chǎng)進(jìn)行數(shù)字仿真。電磁環(huán)境評(píng)價(jià)是電磁兼容技術(shù)的

重要組成部分，是抗干擾設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

(2)電磁干擾耦合路徑。要認(rèn)識(shí)清楚干擾源產(chǎn)生的電磁騷擾及通過何種路徑到

達(dá)被干擾的對(duì)象。一般來說，干擾可分為傳導(dǎo)型干擾和輻射型干擾2大類。傳導(dǎo)

干擾是指電磁騷擾通過電源線路、接地線和信號(hào)線傳播到達(dá)對(duì)象所造成的干擾，

例如，通過電源線傳入的雷電沖擊源產(chǎn)生的干擾；輻射干擾是指通過電磁源空間

傳播到達(dá)敏感設(shè)備的干擾，例如，輸電線路電暈產(chǎn)生的無線電干擾或電視干擾均

屬于輻射型的干擾。研究干擾的耦合途徑，對(duì)制定抗干擾的措施，消除或抑制干

擾有重要的意義。

（3）電磁抗擾性評(píng)價(jià)。研究電力系統(tǒng)中各種敏感的設(shè)備儀表如繼電保護(hù)、自動(dòng)

裝置、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電能計(jì)量?jī)x表等耐受電磁干擾的能力。一般是采用試驗(yàn)來模

擬運(yùn)行中可能出現(xiàn)的干擾并在設(shè)備盡可能接近工作條件下，試驗(yàn)被試設(shè)備是否會(huì)

產(chǎn)生誤動(dòng)或永久性損壞。設(shè)備的抗擾性決定于該設(shè)備的工作原理、電子線路布置、

工作信號(hào)電平，以及所采取的抗干擾措施。隨著電力系統(tǒng)中各種自動(dòng)化系統(tǒng)和通

信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，以及強(qiáng)電設(shè)備與弱電設(shè)備集成為一體的趨向，如何評(píng)價(jià)這些

設(shè)備耐受干擾的能力、研究實(shí)用和有效的試驗(yàn)方法、制定相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將成

為電力系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)的重要課題。

（4）抗干擾措施。電磁干擾產(chǎn)生的騷擾、耦合和影響，作為敏感設(shè)備是不可能

完全避免的。因此，往往比較經(jīng)濟(jì)合理的解決辦法是在敏感設(shè)備上采取抗干擾措

施。例如，電力調(diào)度大樓遭受雷擊是不可避免的。但通往系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)

的安全運(yùn)行可通過正確的接地、屏蔽、隔離措施加以保證。研究有效經(jīng)濟(jì)和適用

的抗干擾措施也是未來電磁兼容領(lǐng)域的重要任務(wù)。

（5）電能質(zhì)量。國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議36學(xué)術(shù)委員會(huì)（電力系統(tǒng)電磁兼容）把電能質(zhì)

量控制也列入電磁兼容的范疇，研究頻率變化、諧波、電壓閃變、電壓驟變等對(duì)

用戶設(shè)備性能的影響。

電磁兼容控制技術(shù)有哪些特點(diǎn)？

電磁兼容控制技術(shù)是電磁兼容科學(xué)中最活躍的研究課題，與單純的抗干擾方法在

控制電磁干擾策略思想上存在本質(zhì)的差別。單純的抗干擾方法是處于被動(dòng)的設(shè)法

抑制干擾的傳播和影響，是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的局部應(yīng)用，采取的解決問題的方法也是單

純的對(duì)抗式措施。而電磁兼容控制技術(shù)必須權(quán)衡利弊，研究出最合理的措施來滿

足電磁兼容的要求。

（1）在控制干擾的策略上。電磁兼容控制技術(shù)是一項(xiàng)綜合性治理的系統(tǒng)工程，

采取主動(dòng)預(yù)防、整體規(guī)劃和“對(duì)抗”與“疏導(dǎo)”相結(jié)合的方針，所以應(yīng)在設(shè)備和

系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、應(yīng)用與維護(hù)的各個(gè)階段都能充分予以考慮和實(shí)施才能有

效。

(2)在控制干擾的方法上。除采用抑制干擾傳播的技術(shù)，如屏蔽、接地、搭接、

合理布線等方法以外，還可采用回避和疏導(dǎo)的技術(shù)，如空間方位分離、頻率劃分、

回避、濾波、吸收和旁路等方法。

(3)在控制干擾的時(shí)機(jī)上。應(yīng)由在設(shè)備研制后期暴露出不兼容問題才采取挽救

修補(bǔ)措施的被動(dòng)控制方法，轉(zhuǎn)變?yōu)樵谠O(shè)備設(shè)計(jì)的初始階段就開始預(yù)測(cè)分析和設(shè)

計(jì)，預(yù)先檢驗(yàn)計(jì)算，全面規(guī)劃實(shí)施內(nèi)容，做到防患于未然，并同時(shí)開展電磁兼容

性的設(shè)計(jì)與可靠性設(shè)計(jì)、維護(hù)維修性設(shè)計(jì)及產(chǎn)品的基本功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

什么是供電可靠性和供電可靠率？

供電可靠性和供電可靠率是供電質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是提高電能質(zhì)量的重要內(nèi)

容。供電可靠性是由用戶平均停電頻率(CAIFI,次/年)和用戶平均停電累計(jì)時(shí)

間(CAIDI,min/年)以及全部用戶平均供電時(shí)間占全年時(shí)間的百分?jǐn)?shù)來表示，

供電可靠率是以用戶年平均停電時(shí)間和全年累計(jì)小時(shí)數(shù)來表示，即

(1)用戶平均停電頻率(CAIFI)=用戶停電總次數(shù)/停電用戶總數(shù)

(2)用戶平均停電累計(jì)時(shí)間(CAIDI)=用戶停電累計(jì)時(shí)間總和/停電用戶總數(shù)

(3)供電可靠率=[1一用戶年平均停電時(shí)間/全年小時(shí)數(shù)(8760)]X100%

提高供電可靠性可減少停電造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，它意味著將要增加建設(shè)

投資和運(yùn)行費(fèi)用。因此，要從這兩個(gè)方面綜合考慮經(jīng)濟(jì)合理的供電可靠性指標(biāo)。

美國(guó)和加拿大的供電可靠性指標(biāo)一般為：用戶平均年停電0.「0.5次(即為2~10

年停電一次)，全年累計(jì)停電時(shí)間為0~120min,即供電可靠率為99.98%以上。

新加坡電網(wǎng)公司依據(jù)其強(qiáng)大的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和嚴(yán)格的電力管理，目前供電可靠率已達(dá)

到了99.999吼經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同的國(guó)家，供電可靠性指標(biāo)會(huì)有所不同。我國(guó)近

幾年已投入巨資加強(qiáng)了城鄉(xiāng)電網(wǎng)的建設(shè)和改造，供電可靠性已得到明顯的改善和

提高。

提高供電可靠性的意義是什么？

提高供電可靠性是提高電能質(zhì)量的重要前提。電力系統(tǒng)從發(fā)電廠、變電站、輸配

電線路到電力用戶，有成千上萬的設(shè)備及其控制和保護(hù)裝置，它們分布在各種不

同的環(huán)境和地區(qū)，都可能發(fā)生不同類型的故障或事故，影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和

用戶的正常供電。

各種故障和事故造成的用戶停電，都使得供電可靠性下降，給電力用戶造成不同

程度的損失。輕則造成用戶生產(chǎn)的產(chǎn)量下降，質(zhì)量降低，嚴(yán)重時(shí)甚至造成設(shè)備損

壞，例如，高爐停電超過30min,鐵水就要凝固，造成爐體報(bào)廢，引起重大損失。

突然發(fā)生的停電更會(huì)威脅人身安全，例如，煤礦礦井突然停電時(shí)，使風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，

井下風(fēng)量不足，空氣中瓦斯氣體含量過高，引起窒息的人身事故。因此，停電會(huì)

給社會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也會(huì)給人們?nèi)找嫣嵘纳钚枨髱順O大的不便。

在當(dāng)今全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的形勢(shì)下，提高供電可靠性已成為全社會(huì)眾多方面

客觀而迫切的要求，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

提高供電可靠性有哪些有效的措施？

供電可靠性與系統(tǒng)可靠性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與變電站主接線可靠性、繼電保護(hù)與安全自

動(dòng)裝置配置、電力系統(tǒng)備用容量與運(yùn)行方式等密切相關(guān)。因此，從電力系統(tǒng)規(guī)劃

直到電力系統(tǒng)運(yùn)行都要重視提高供電可靠性。提高供電可靠性的措施是多方面

的，與供電系統(tǒng)直接相關(guān)的技術(shù)措施主要有以下幾點(diǎn)：

(1)合理配置繼電保護(hù)裝置，包括高低壓用電設(shè)備的熔絲保護(hù)及保護(hù)整定值的

配合。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生事故時(shí)，用保護(hù)裝置迅速切斷故障，使事故影響限制在最

小的范圍。

(2)提高安全自動(dòng)裝置的功能。例如，在變電站裝設(shè)低頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置，

當(dāng)系統(tǒng)頻率降低到一定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)斷開某些配電線路的斷路器，切除部分不重

要負(fù)荷，使電力系統(tǒng)出力與用電負(fù)荷平衡，頻率迅速恢復(fù)正常，以確保重要用戶

的連續(xù)供電。提高供電可靠性的自動(dòng)裝置還有高壓線路的自動(dòng)重合閘、自動(dòng)解列

裝置、按功率或電壓穩(wěn)定極限的自動(dòng)切負(fù)荷裝置等。

(3)提高供電設(shè)備的技術(shù)性能和可靠性。首先要選用先進(jìn)可靠的供電設(shè)備，其

次要做好供電設(shè)備的維護(hù)工作，運(yùn)行中要防止各種可能的誤操作。對(duì)于電氣設(shè)備

維修，我國(guó)長(zhǎng)期實(shí)行“定期計(jì)劃維修”制度，其主要特點(diǎn)是將時(shí)間周期作為設(shè)備

維修的基礎(chǔ)，只要到了計(jì)劃維修的時(shí)間周期，在無特殊情況的條件下就必須進(jìn)行

設(shè)備大修或小修。這種維修制度對(duì)保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，提高供電可靠性起到

了“預(yù)防為主”的積極作用。隨著電氣檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，以及在線診斷和計(jì)算機(jī)

數(shù)據(jù)信息處理的發(fā)展，目前正在研究和推廣“狀態(tài)維修”制度。它的主要特點(diǎn)是

利用各種測(cè)試手段(包括常規(guī)和在線監(jiān)測(cè))、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和在線診斷等技術(shù)，對(duì)運(yùn)

行中的電力設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)、變化趨勢(shì)和規(guī)律進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)和評(píng)估，做出是否

需要進(jìn)行檢修的決定。它與“定期計(jì)劃維修”的主要區(qū)別，是以實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)取

代固定的維修周期。在科學(xué)管理的基礎(chǔ)上，目前“狀態(tài)維修”是對(duì)定期計(jì)劃維修

制度有效的補(bǔ)充和完善，它不但可提高供電可靠性，而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

(4)大力采取先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)手段和方法來提高供電可靠性。例如：應(yīng)用計(jì)

算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)電力運(yùn)行設(shè)備動(dòng)態(tài)管理工作；在輸電系統(tǒng)帶電作業(yè)的基礎(chǔ)上開展

配電系統(tǒng)帶電作業(yè)工作；應(yīng)用紅外測(cè)溫技術(shù)開展對(duì)運(yùn)行電力設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和診斷

工作；應(yīng)用在線檢測(cè)技術(shù)加強(qiáng)電力設(shè)備運(yùn)行可靠性的監(jiān)測(cè)、維護(hù)和管理工作，等

等。

(5)提高送電線路和變電站主接線的可靠性。向城市和工業(yè)區(qū)供電的變電站進(jìn)

線應(yīng)采用雙回路電源供電，重要的用戶變電站也應(yīng)采用雙回線、雙電源供電。雙

回線供電與單回線供電相比，可靠性要高得多。同時(shí)，加強(qiáng)改善和強(qiáng)化中壓配網(wǎng)

結(jié)構(gòu)。首先要建設(shè)和完善配電系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“手拉手”的供電方式，達(dá)到

故障隔離和快速恢復(fù)供電的目的。加強(qiáng)配電自動(dòng)化建設(shè)，配電自動(dòng)化更要求配電

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理合具有環(huán)網(wǎng)供電能力，要求各環(huán)網(wǎng)開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和街道配電站

內(nèi)開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)必須具有遠(yuǎn)方操作功能，環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜內(nèi)還必須具備可靠的開關(guān)

操作電源、蓄電池和饋線終端單元FTU、通信設(shè)備等應(yīng)用的工作電源。高壓電源

變壓器、蓄電池和饋線遠(yuǎn)方終端FTU等設(shè)備要穩(wěn)定、可靠。通信系統(tǒng)不僅要穩(wěn)定、

可靠，而旦能不受外界環(huán)境的影響和干擾。

(6)提高供配電系統(tǒng)的管理水平。配電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控和信息管理系統(tǒng)不僅能

提高供電可靠性，而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。過去十幾年，我國(guó)對(duì)供

電過程的計(jì)算機(jī)監(jiān)控和信息管理有了很大發(fā)展。供配電系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，

可分為不同的工作領(lǐng)域。配電系統(tǒng)各個(gè)不同的領(lǐng)域正在蓬勃發(fā)展不同程度和要求

的自動(dòng)化、智能化以及綜合化的控制與管理體系。目前正在研究和實(shí)施的配電管

理系統(tǒng)(DMS),就是在輸電系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)(EMS)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的綜合

自動(dòng)化系統(tǒng)。它是一個(gè)以電力系統(tǒng)中的配電系統(tǒng)，直至用戶為控制與管理對(duì)象，

具備數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視(SCADA)、負(fù)荷控制與管理、自動(dòng)繪制地圖與設(shè)備管理、

工作順序管理和網(wǎng)絡(luò)分析等功能的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

電能質(zhì)量控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是什么？

近年來，電能質(zhì)量控制技術(shù)的反展非常迅速，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.電能質(zhì)量控制的基礎(chǔ)理論研究方面

(1)統(tǒng)一的畸變波形下電能質(zhì)量含義的研究。

（2）電能質(zhì)量的界定方法與評(píng)價(jià)體系的研究。

（3）各功率分成的定義及屋里意義的研究。

目前，為適應(yīng)不同的需要，提出了許多功率成分的定義方法，在其數(shù)學(xué)表達(dá)式、

物理意義及實(shí)際應(yīng)用方面各有所長(zhǎng)，目前尚處于研究階段，離理論與實(shí)際統(tǒng)一并

易于接受的表達(dá)式還有一定的距離。

2.電能質(zhì)量的檢測(cè)及應(yīng)用儀器和設(shè)備方面

（1）研究不同干擾條件下電能質(zhì)量的科學(xué)測(cè)量方法及相應(yīng)的監(jiān)測(cè)儀和設(shè)備。

（2）針對(duì)各種電能質(zhì)量指標(biāo)均應(yīng)有合理的計(jì)算分析方法，特別是針對(duì)不同干擾

源的預(yù)測(cè)計(jì)算方法及其誤差的估算等。

（3）建立電能質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算分析程序和數(shù)據(jù)庫(kù)，及建立電能質(zhì)量控制裝置的系

統(tǒng)仿真模型。

3.采用數(shù)字化控制技術(shù)方面

（1）可實(shí)現(xiàn)程序控制，改變控制方法或計(jì)算方法不必改變控制電路。

（2）可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和靈活性，同時(shí)系統(tǒng)一般可不受溫度影響。

（3）數(shù)字化控制裝置的重復(fù)性好、調(diào)試方便、便于批量生產(chǎn)。

（4）易于實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行和智能化控制，同時(shí)隨著告訴數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）為

基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)信號(hào)處理技術(shù)的迅速發(fā)展及DSP性能的不斷改善，用DSP進(jìn)行實(shí)時(shí)信

號(hào)處理已成為當(dāng)今和未來數(shù)字技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。

4.柔性交流輸電技術(shù)與柔性交流配電技術(shù)的發(fā)展與融合方面

基于電力電子技術(shù)的柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）與直接服務(wù)于用戶的柔性交流

配電技術(shù)（DFACTS）相融合，不僅能加強(qiáng)交流輸電系統(tǒng)的可控性和增大其電力傳

輸能力，而且能加強(qiáng)供電的可靠性和提高電能質(zhì)量。FACTS與DFACTS的共同基

礎(chǔ)都是電力電子技術(shù)，各自的控制器結(jié)構(gòu)和功能也相同，其差別僅在于電氣值的

不同。兩者的融合可實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)的優(yōu)化，也是一種電力發(fā)展的必然趨勢(shì)。

5.非電力電子技術(shù)電能質(zhì)量控制器的發(fā)展方面

采用非電力電子技術(shù)手段提高電能質(zhì)量，包括應(yīng)用新的拓?fù)涓倪M(jìn)電路結(jié)構(gòu)，采用

新的材料開發(fā)新器件等（這一領(lǐng)域的發(fā)展也非常迅速）。如利用合成材料制造絕

緣子、避雷器的部件，利用高分子聚合物或復(fù)合材料制成一些性能優(yōu)良的新型控

制器，其中制成的聚合物型故障電流限制器（PCL）可顯著改善電網(wǎng)和供電系統(tǒng)

的控制能力，當(dāng)PCL受到過負(fù)荷或故障電流時(shí)，其電阻將會(huì)突然增大100多萬倍,

使電路立即斷開。事故消除后，PCL又因冷卻而恢復(fù)到導(dǎo)體狀態(tài)。因此，相比目

前常規(guī)斷路器而言，其性能更好，且可反復(fù)使用。

圍繞現(xiàn)代電能質(zhì)量的管理要做哪些工作？

（1）提高電能質(zhì)量要掌握電網(wǎng)狀況。要通過對(duì)電網(wǎng)的調(diào)查、分析、監(jiān)測(cè)和評(píng)估,

摸清系統(tǒng)的狀況、污染的嚴(yán)重程度、污染源的位置及污染的特性。同時(shí)，要逐步

建立和健全電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)施定期檢測(cè)和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方式，并

根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)繪制出電能質(zhì)量污染分布圖。以對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量狀況有一

個(gè)清晰的了解。

（2）提高電能質(zhì)量要積極加強(qiáng)管理。積極加強(qiáng)電能質(zhì)量的管理工作，制定針對(duì)

性的管理制度和相關(guān)條例。根據(jù)電網(wǎng)電能質(zhì)量遭受污染的情況，區(qū)分污染類型、

強(qiáng)弱程度，根據(jù)輕重緩急和預(yù)防為主的原則制定整治計(jì)劃。同時(shí):采取必要的措

施和手段，力求做到新的污染不再生產(chǎn)，對(duì)已存在的電能質(zhì)量污染分布情況及污

染源做到心中有底，并積極組織力量，做到有計(jì)劃、有步驟地重點(diǎn)突破和綜合治

理。

（3）提高電能質(zhì)量需要供用雙方共同努力。供電部門有責(zé)任向用戶宣傳維護(hù)電

網(wǎng)電能質(zhì)量地重要性，宣傳電能質(zhì)量受到用電設(shè)備污染后對(duì)公用電網(wǎng)和用戶自身

用電造成地影響和危害，宣傳貫徹“誰污染，誰治理”的原則和引導(dǎo)、協(xié)助電力

用戶制定和落實(shí)電能質(zhì)量污染的治理方案、技術(shù)措施等。在確保電能質(zhì)量提高的

前提下，加強(qiáng)非線性負(fù)荷對(duì)公用電網(wǎng)污染的預(yù)防措施和治理，關(guān)注并積極配合敏

感負(fù)荷與嚴(yán)格負(fù)荷的電力用戶提出的電能質(zhì)量指標(biāo)的需求，并積極采取措施滿足

電力用戶電能質(zhì)量的需要。

電能質(zhì)量影響因素及其危害性

影響與危害電能質(zhì)量的因素主要包括哪些方面？

電能質(zhì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的供電安全和供電質(zhì)量，從技術(shù)上講，影響電能質(zhì)

量的因素主要包括三個(gè)方面：

（1）自然現(xiàn)象的因素，如雷擊、風(fēng)暴、雨雪等對(duì)電能質(zhì)量的影響，使電網(wǎng)發(fā)生

事故，造成供電可靠性降低。

（2）電力設(shè)備及裝置的自動(dòng)保護(hù)及正常運(yùn)行的因素，如大型電力設(shè)備的啟動(dòng)和

停運(yùn)、自動(dòng)開關(guān)的跳閘及重合等對(duì)電能質(zhì)量的影響，使額定電壓暫時(shí)降低、產(chǎn)生

波動(dòng)與閃變等。

(3)電力用戶的非線性負(fù)荷、沖擊性負(fù)荷等大量投運(yùn)的因素，如煉鋼電弧爐、

電氣化機(jī)車運(yùn)行等對(duì)電能質(zhì)量的影響，使公用電網(wǎng)產(chǎn)生大量的諧波干擾、產(chǎn)生電

壓擾動(dòng)、產(chǎn)生電壓波動(dòng)與閃變等。

電壓質(zhì)量是怎樣受到影響的？

電能質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)中，電源電壓質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，它主要以頻率

質(zhì)量指標(biāo)和電壓質(zhì)量指標(biāo)來衡量。頻率質(zhì)量指標(biāo)為頻率允許偏差的標(biāo)準(zhǔn)；電壓質(zhì)

量指標(biāo)包括電壓幅值質(zhì)量和波形質(zhì)量。幅值質(zhì)量包括電壓允許偏差、電壓波動(dòng)和

閃變、三相電壓不平衡度、瞬時(shí)過電壓與暫態(tài)過電壓等。波形質(zhì)量包括諧波含量

和電壓正弦波波形的畸變率。

電壓質(zhì)量主要是受到大容量非線性負(fù)荷及沖擊性負(fù)荷的影響。凡是具有非線性阻

抗特性的電氣設(shè)備都是電能質(zhì)量的污染源，包括各種電力電子設(shè)備的用電負(fù)荷、

煉鋼電弧爐負(fù)荷、電力機(jī)車負(fù)荷等，使電網(wǎng)中產(chǎn)生電壓波動(dòng)與閃變、產(chǎn)生高次諧

波電壓、造成系統(tǒng)電壓不平衡等，從而引起電壓正弦波形畸變。沖擊性負(fù)荷的影

響，主要使電網(wǎng)中大功率用電設(shè)備的啟動(dòng)和切換。

電能質(zhì)量的污染，影響到電力系統(tǒng)、電力用戶、通信系統(tǒng)及其他相關(guān)行業(yè)。因此,

電源電壓質(zhì)量指標(biāo)惡化并造成危害不僅影響了電力系統(tǒng)和相關(guān)領(lǐng)域的正常運(yùn)行，

而且對(duì)正常的安全可靠用電也造成了一定的威脅。認(rèn)識(shí)電能質(zhì)量污染的影響并采

取相應(yīng)的防范措施和對(duì)策，確保電能的高品質(zhì)，是幼稚供電服務(wù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

引起電壓驟降的原因是什么？

電力系統(tǒng)電壓驟降是指供電電壓幅值(有效值)短暫降低，隨后恢復(fù)正常的特征。

根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50160以及美國(guó)國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)推薦標(biāo)準(zhǔn)IEEE

Stdll59-1992,電壓驟降的定義為：供電電壓有效值突然降至額定電壓的

90%?10%(0.9p.u.~0.Ip.u.),然后又恢復(fù)至正常電壓，這一過程的持續(xù)時(shí)

間為10ms飛0s。供電可靠性反映的是供電中斷程度，一般只考慮持續(xù)時(shí)間5min

以上的電壓中斷問題，有些國(guó)家對(duì)Imin以下的中斷不予統(tǒng)計(jì)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,

高科技設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。這些設(shè)備對(duì)電壓變化很敏感，短時(shí)的供電中斷或

電壓有效值下降，往往會(huì)造成設(shè)備不能正常運(yùn)行、發(fā)生停機(jī)等事故。電壓驟降就

是針對(duì)這一問題提出的。

引起電壓驟降的主要原因是電網(wǎng)或用電設(shè)備發(fā)生雷擊、外力短路故障，一些用電

設(shè)備(如電動(dòng)機(jī))啟動(dòng)或突然加荷也會(huì)造成電網(wǎng)電壓瞬時(shí)下降。與長(zhǎng)時(shí)間供電中

斷事故相比，電壓驟降又發(fā)生頻度高、事故原因不易覺察的特點(diǎn)，處理起來也比

較困難。

電壓驟降對(duì)一些設(shè)備有哪些影響？

(1)對(duì)冷卻控制器。當(dāng)電壓低于80%時(shí)，控制器動(dòng)作將制冷電機(jī)切除，導(dǎo)致生

產(chǎn)損失。

(2)對(duì)芯片測(cè)試儀。當(dāng)電壓低于85%時(shí)，測(cè)試儀停止工作，芯片、主板被毀壞。

(3)對(duì)可編程控制器。當(dāng)電壓低于81%時(shí);可編程控制器(PLC)停止工作；

而一些I/O設(shè)備，當(dāng)電壓低于90%、持續(xù)時(shí)間僅幾個(gè)周波，就有可能被切除。

(4)對(duì)機(jī)器人控制的精密加工器具。當(dāng)電壓低于90%、持續(xù)時(shí)間達(dá)到40?60ms,

就可能跳閘。

(5)對(duì)直流電機(jī)。當(dāng)電壓低于80%時(shí)，即可能發(fā)生跳閘事故。

(6)對(duì)變頻調(diào)速器。當(dāng)電壓低于70%、持續(xù)時(shí)間超過120ms時(shí)，可能被退出運(yùn)

行。而對(duì)于一些精密加工機(jī)械的電機(jī)，當(dāng)電壓低于90%、持續(xù)時(shí)間超過60ms,

也可能發(fā)生因跳閘而退出運(yùn)行。

(7)對(duì)交流接觸器。當(dāng)電壓低于50%、持續(xù)時(shí)間超過20ms,即可能發(fā)生脫扣斷

電。

(8)對(duì)計(jì)算機(jī)。當(dāng)電壓低于60%、持續(xù)時(shí)間超過240ms,計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)將可能

丟失等。

三次諧波產(chǎn)生的特點(diǎn)及影響有哪些？

電網(wǎng)中的諧波主要指頻率為工頻(基波頻率)整數(shù)倍成分的諧波及工頻非整數(shù)倍

成分的間諧波。它們都是造成電網(wǎng)電能質(zhì)量污染的重要原因。電網(wǎng)中的三次諧波

是諧波影響的主要成分之一，除電氣化鐵路荷電弧爐負(fù)荷是主要諧波源以外，根

據(jù)大量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的分析結(jié)果證實(shí)，電力變壓器也是電力系統(tǒng)中三次諧波的一個(gè)重

要諧波源。電力變壓器的激磁電流、鐵心飽荷及三相電路荷磁路的不對(duì)稱，致使

在變壓器三角Z繞組的線電壓和線電流中也仍然存在三次諧波分量，尤其在負(fù)荷

低谷時(shí)，隨著電網(wǎng)電壓的升高，變壓器鐵心飽和程度加劇，產(chǎn)生的三次諧波含量

也隨之增大。隨著電網(wǎng)大量電容裝置的投運(yùn)，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)諧波實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，三次諧

波并不是只有零序分量可被變壓器三角繞組所環(huán)路，而是波及全網(wǎng)，并給電容裝

置及電網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來影響和威脅。例如，電容裝置盲目采用串聯(lián)電抗率為

5%?6%的電抗接入電網(wǎng)后，引起三次諧波的放大和導(dǎo)致發(fā)生諧振的情況，已為

大量的現(xiàn)場(chǎng)事故案例所證實(shí)。

三次諧波的產(chǎn)生，還包括大功率晶閘管整流裝置及大量開發(fā)應(yīng)用的電力電子器

件，煉鋼電弧爐及軋機(jī)容量的增大，電氣化鐵路交通的發(fā)展應(yīng)用，包括UPS電源、

電子調(diào)速裝備、節(jié)能型燈具及家用電器中的計(jì)算機(jī)、微波爐等電力電子設(shè)備和電

器設(shè)備應(yīng)用的大量增加，使各類非線性負(fù)荷注入電網(wǎng)的諧波日益增多，造成電網(wǎng)

電能質(zhì)量的污染的影響也越來越大。在這些設(shè)備集中使用的地區(qū)，如工廠車間、

公寓大廈、居民小區(qū)、寫字樓、酒店商廈等，諧波污染已相當(dāng)嚴(yán)重。諧波污染的

影響使電能質(zhì)量明顯下降，因此，對(duì)電能質(zhì)量諧波污染的抑制和治理已刻不容緩。

諧波源主要包括哪些設(shè)備？

1.電力電子設(shè)備

電力電子設(shè)備主要包括整流器、變頻器、開關(guān)電源、靜態(tài)換流器、晶閘管系統(tǒng)及

其他SCR控制系統(tǒng)登。由于工業(yè)與民用電力設(shè)備常用到這類電力電子設(shè)備和電

路，如整流和變頻電路，其負(fù)載性質(zhì)一般分為感性和容性兩種，感性負(fù)載的單相

整流電路為含奇次諧波的電流型諧波源。而容性負(fù)載的單相整流電路，由于電容

電壓會(huì)通過整流管向電源反饋，屬于電壓型諧波源，其諧波含量與電容值的大小

有關(guān)，電容值越大，諧波含量越大。變頻電路諧波源由于采用的是相位控制，其

諧波成分不僅含有整數(shù)倍數(shù)的諧波，還含有非整數(shù)倍數(shù)的間諧波。

2.可飽和設(shè)備

可飽和設(shè)備主要包括變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等?？娠柡驮O(shè)備是非線性設(shè)備，其

鐵心材料具有非線性磁化曲線和磁滯回線，在正弦波電壓的作用下，勵(lì)磁電流為

對(duì)稱函數(shù)，并滿足。應(yīng)用傅立葉級(jí)數(shù)分解時(shí)僅含有奇次項(xiàng)，對(duì)于三相對(duì)稱的變

壓器，3次諧波的奇數(shù)倍（3次，6次，9次……）諧波均為零序，可認(rèn)為變壓器

是只產(chǎn)生奇次諧波的電流源型諧波源。變壓器的諧波次數(shù)還受到一、二次側(cè)接線

方式的影響，諧波的大小與磁路的結(jié)構(gòu)形式、鐵心的飽和程序越高，諧波電流就

越大。與電力電子設(shè)備和電弧設(shè)備相比，可飽和設(shè)備上的諧波在未飽和的情況下，

其諧波的幅值往往可以忽略。

3.電弧爐設(shè)備及氣體電光源設(shè)備

（1）電弧爐在熔煉金屬過程中的非線