電能質(zhì)量檢測(cè)方法

電能質(zhì)量檢測(cè)方法及處理一、參考標(biāo)準(zhǔn)GB12325-2003《電能質(zhì)量、供電電壓允許偏差》GB12326-2000《電能質(zhì)量、電壓波動(dòng)和閃變》GB/T14549-1993《電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波》GB/T15543-1995《電能質(zhì)量、三相電壓允許不平衡度》GB/T15945-1995《電能質(zhì)量、電力系統(tǒng)頻率允許偏差》GB/T18481-2001《電能質(zhì)量、暫時(shí)過(guò)壓和瞬態(tài)過(guò)電壓》二、電能質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)2.1、 三相不平衡：指三相電力系統(tǒng)中三相不平衡的程度。A、B、C三相間幅值不相等，之間相位不是120度。2.2、 短時(shí)電壓中斷：當(dāng)電壓均方根值降低到接近于零時(shí)，稱為中斷。持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)稱為長(zhǎng)時(shí)間中斷，而持續(xù)時(shí)間較短稱為短時(shí)間中斷。2.3、 短時(shí)電壓下降：指供電電壓有效值突然降至額定電壓的0.9-0.1p.u，然后又恢復(fù)正常電壓，持續(xù)時(shí)間一般為0.5個(gè)周波到1min.。又稱為電壓跌落。2.4、 短時(shí)電壓上升：工頻條件下，電壓或電流的有效值上升到額定電壓的1.1-1.8p.u，然后又恢復(fù)正常，持續(xù)時(shí)間一般為0.5個(gè)周波到1min.。又稱為電壓突起。2.5、 電壓波動(dòng)與閃變：電壓均方根值一系列相對(duì)快速變動(dòng)或連續(xù)改變的現(xiàn)象。變化周期大于工頻周期，在電力系統(tǒng)中這種現(xiàn)象可能是多次出現(xiàn)，變化過(guò)程可能是規(guī)則的、不規(guī)則的，或是隨機(jī)的。閃變：電光源的電壓波動(dòng)造成燈光照度不穩(wěn)定的人眼視覺(jué)反應(yīng)稱為閃變。2.6、 諧波、間諧波、次諧波：波形頻率為基波頻率的整數(shù)倍。非工頻頻率整數(shù)倍的周期性電流的波動(dòng)，稱為延續(xù)諧波，根據(jù)該電流周期分解出的傅里葉級(jí)數(shù)得出的不是基波整數(shù)倍頻率的分量，稱為簡(jiǎn)諧波。頻率低于工頻的簡(jiǎn)諧波又稱為次諧波。2.7、 直流偏移：任何一個(gè)波形畸變的周期性非正玄波電壓、電流，對(duì)其進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與基波相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分稱為諧波；以及頻率等于0的分量，這部分稱為直流分量，也稱為直流偏移。2.8、 過(guò)電壓、欠電壓（電壓偏差）：指實(shí)際電壓對(duì)于標(biāo)稱電壓的偏離程度，通常用相對(duì)誤差來(lái)計(jì)算。2.9、暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng):主要表現(xiàn)形式為，浪涌、暫態(tài)脈沖、暫態(tài)振蕩、電壓跌落、毛刺或尖峰、電壓突起、電壓中斷、電壓閃變。2.10、功率因數(shù)：有功功率p與視在功率S的比值，稱為功率因數(shù)。反映電氣設(shè)備的實(shí)際可用容量。2?11、供電可靠性：電力系統(tǒng)在一定時(shí)期內(nèi)，能夠保持對(duì)用戶連續(xù)充足供電的能力。三、影響電能質(zhì)量因素的產(chǎn)生原因、危害及處理方法類型性質(zhì)特征指標(biāo)產(chǎn)生原因危害解決方法頻率偏差穩(wěn)態(tài)頻率偏差發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化1、 產(chǎn)生電機(jī)轉(zhuǎn)速偏差2、 通訊設(shè)備誤碼率上升發(fā)電機(jī)調(diào)速電壓偏差穩(wěn)態(tài)電壓偏差過(guò)負(fù)荷、無(wú)功過(guò)剩，電源電壓偏高1、 設(shè)備運(yùn)行性能惡化，效率降低。2、 設(shè)備壽命降低、損壞。3、 生產(chǎn)效率降低。4、 電壓不穩(wěn)、電壓崩潰。5、 影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。6、 絕緣受損。7、 有功損耗、無(wú)功損耗、電壓損耗增加。變壓器調(diào)壓、穩(wěn)壓器穩(wěn)壓、無(wú)功補(bǔ)償功率因數(shù)過(guò)低穩(wěn)態(tài)功率因數(shù)、無(wú)功功率無(wú)功功率過(guò)大1、 線路損耗加大。2、 線路過(guò)載，引起跳閘或故障。3、 變壓器的銅損加大，發(fā)熱量大。4、 生產(chǎn)成本增加。無(wú)功補(bǔ)償諧波穩(wěn)態(tài)諧波頻譜、信號(hào)波形、失真度非線性負(fù)荷、固態(tài)開(kāi)關(guān)負(fù)荷1、 設(shè)備產(chǎn)生附加損耗。2、 影響電氣設(shè)備的正常工作。3、 電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和噪聲。4、 電氣設(shè)備產(chǎn)生局部嚴(yán)重過(guò)熱，5、 電網(wǎng)諧振。6、 繼電器保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作。7、 電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確。8、 干擾通訊系統(tǒng)。有源、無(wú)源濾波三相不平衡穩(wěn)態(tài)不平衡度、負(fù)序有效值、零序有效值三相不平衡負(fù)荷1、 電子設(shè)備損壞。2、 繼電器保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作。3、 變壓器鐵損加大、發(fā)熱、容量減小。4、 加大用戶用電量，費(fèi)用增加。靜止無(wú)功補(bǔ)償電壓缺口穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間、幅值調(diào)速驅(qū)動(dòng)器1、 計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)錯(cuò)誤2、 干擾通訊電容器、隔離電感電壓穩(wěn)態(tài)波動(dòng)幅值、電弧爐、電機(jī)1、伺服電機(jī)運(yùn)行不正常。靜止無(wú)功補(bǔ)償

波動(dòng)與閃變出現(xiàn)頻率、調(diào)制頻率啟動(dòng)2、 設(shè)備產(chǎn)生諧振、造成設(shè)備損壞。3、 計(jì)算機(jī)工作不正常、電機(jī)反轉(zhuǎn)。暫態(tài)振蕩暫態(tài)波形、峰值、持續(xù)時(shí)間線路、負(fù)荷、電容器組的投切1、 設(shè)備絕緣破壞。2、 損壞電力電子設(shè)備。濾波器、隔離變壓器、避雷器暫態(tài)脈沖暫態(tài)上升時(shí)間、峰值、持續(xù)時(shí)間閃電電擊線路、感性電路開(kāi)合1、 設(shè)備絕緣損壞2、 擊穿電子設(shè)備3、 降低電子設(shè)備使用壽命避雷器短時(shí)電壓變動(dòng)暫態(tài)幅值、持續(xù)時(shí)間、瞬時(shí)值、發(fā)生時(shí)間遠(yuǎn)端發(fā)生故障、電機(jī)啟動(dòng)1、 影響特殊行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程，降低生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，造成經(jīng)濟(jì)損失。2、 計(jì)算機(jī)工作不正常，電機(jī)堵轉(zhuǎn)3、 降低元器件使用壽命，擊穿電子設(shè)備。4、 造成設(shè)備損壞。UPS電源、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器噪聲穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)幅值、頻譜接地故障、固態(tài)開(kāi)關(guān)負(fù)載1、 微處理器控制設(shè)備工作不正常。2、 干擾通訊設(shè)備。3、 損耗增加。接地、濾波器持續(xù)斷電穩(wěn)態(tài)（持續(xù)）有效值、時(shí)間故障、誤操作1、 系統(tǒng)的有功和無(wú)功平衡遭到破壞。2、 可能導(dǎo)致系統(tǒng)頻率和電壓崩潰。3、 導(dǎo)致生產(chǎn)停頓和生活混亂。4、 危及人身和設(shè)備安全。自動(dòng)重合閘，啟用備用電源。直流偏移穩(wěn)態(tài)幅值地磁干擾、半波整流1、 變壓器偏磁，發(fā)生磁飽和。2、 引起變壓器鐵芯附加發(fā)熱。3、 引起接地及其它連接設(shè)備的電解腐蝕。隔離電容、濾波器四、電能質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法4.1、 使用設(shè)備及分析軟件1） 電能質(zhì)量檢測(cè)儀CA8335系列+DataView軟件。2） 三相電能質(zhì)量記錄儀Fluke1735+PowerLog軟件。3） 三相電力質(zhì)量分析儀Fluke434） 測(cè)溫儀。5） PSCAD電力系統(tǒng)仿真軟件，可以研究電力系統(tǒng)暫態(tài)、諧波分析。6） matlab7.0.4電力仿真軟件。4.2、 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試位置選擇工廠或單位電力電源進(jìn)線端，或適合安裝無(wú)功補(bǔ)償、濾波器的位置。4.3、 檢測(cè)方法使用專業(yè)測(cè)量設(shè)備（如Fluke）可直接測(cè)量計(jì)算閃變、電壓暫降、電壓暫升、中斷、瞬變、不平衡、諧波、間諧波、信號(hào)電壓、RMS有效值、功率、功率因數(shù)和電能量等電能質(zhì)量參數(shù)。這些測(cè)量結(jié)果可根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判斷合格與否。以下針對(duì)設(shè)備不能直接給出測(cè)量結(jié)果的項(xiàng)目，和測(cè)量中需要注意的事項(xiàng)做具體的補(bǔ)充。1）頻率變動(dòng)及頻率偏差使用測(cè)量設(shè)備一定時(shí)間內(nèi)，測(cè)量頻率變化過(guò)程中相鄰兩個(gè)頻率極值（極大值、極小值），這兩個(gè)極值之差即為頻率變動(dòng)值。參照標(biāo)準(zhǔn)，頻率變動(dòng)值一般不得超過(guò)土0.2Hz測(cè)量出系統(tǒng)頻率的實(shí)際值和標(biāo)稱值之差，即為頻率偏差。參照標(biāo)準(zhǔn)，頻率偏差值一般不得超過(guò)土0.2-0.5Hz。2）電壓偏差使用專業(yè)設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)中的實(shí)際電壓后，用相對(duì)誤差的計(jì)算公式計(jì)算電壓偏差值。參考標(biāo)準(zhǔn)，35KV及以上為正負(fù)偏差絕對(duì)值之和不超過(guò)10%；10KV及以下三相供電電壓為±7%；220V單相供電為+7%--10%監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓合格率計(jì)算：V=Tc/T*1°°%=（1"Ts/T）*1OO%（T電壓監(jiān)測(cè)總時(shí)間；TC電壓合格時(shí)間；TS電壓超限時(shí)間）3）存在諧波的系統(tǒng)中如何修正功率因數(shù)功率因數(shù)是維護(hù)用電效率的重要標(biāo)準(zhǔn)，功率因數(shù)的提高可以幫助工廠避免重要設(shè)備的不穩(wěn)定運(yùn)行或損壞。提高功率因數(shù)的辦法一般采用電容器減小電壓和電流之間的相位，但電容器可能會(huì)導(dǎo)致元器件或電子設(shè)備的損壞，諧波通常會(huì)對(duì)功率因數(shù)產(chǎn)生一些奇怪的影響。何時(shí)需要安裝無(wú)功補(bǔ)償電容，沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單完整的公式可以遵循。它取決于電路負(fù)載是純阻性、感性、容性，這些負(fù)載是線性還是非線性。而且要考慮諧波的影響，如果諧波的水平較高，無(wú)功補(bǔ)償電容可能會(huì)損壞。所以對(duì)系統(tǒng)的修正一定要經(jīng)過(guò)全面的考察，對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行修正以提高功率因數(shù)和降低諧波必須向有經(jīng)驗(yàn)的電氣專業(yè)人員咨詢。利用電力質(zhì)量分析儀測(cè)量數(shù)值比較分析：A、 測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)的全功率因數(shù)（PF）和位移功率因數(shù)（DPF），如果讀數(shù)相近或相同，說(shuō)明功率因數(shù)的降低主要不是諧波的原因。此時(shí)可以利用無(wú)功補(bǔ)償電容減小位移，提高功率因數(shù)。B、 如果PF比DPF低10%或更多，那么功率因數(shù)可能是諧波電流造成的。C、 利用Fluke43測(cè)量?jī)x顯示饋線電流的諧波柱圖。該圖形將指示電路諧波失真度是否降低了功率因數(shù)。D、 如果諧波水平比較顯著，電氣專業(yè)人員可能要考慮使用補(bǔ)償濾波器減少諧波電流。一種方法就是在非線性負(fù)載的線路中串聯(lián)電抗器，從而降低諧波提高功率因數(shù)PF。如果適當(dāng)，有資格的電氣專業(yè)人員可以考慮安裝無(wú)功補(bǔ)償電容。無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖⒁馐马?xiàng):無(wú)功補(bǔ)償電容與配電網(wǎng)的感性電抗在高于基波的某些頻率可能形成諧振電路。如果沒(méi)有諧波電流通常不會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題。如果由于電子裝置引起諧波電流，使無(wú)功補(bǔ)償諧振就有可能導(dǎo)致過(guò)電壓的發(fā)生。這種情況多數(shù)情況發(fā)生在負(fù)載停機(jī)的過(guò)程中。如果利用補(bǔ)償電容將位移功率因數(shù)DPF提高到0.95，系統(tǒng)很可能在5次諧波或7次諧波發(fā)生諧振。當(dāng)這種情況時(shí)電壓升高，并有可能超過(guò)補(bǔ)償電容或其他元器件的額定電壓而導(dǎo)致不穩(wěn)定的運(yùn)行故障。利用萬(wàn)用表或諧波測(cè)試儀測(cè)量流過(guò)電容的有效值電流。如果電流在電容器的額定范圍內(nèi)，諧波電流可以忽略。同時(shí)電容器端檢查諧波電壓。如果數(shù)值較高，達(dá)基波的百分之幾，就需要進(jìn)一步檢查電容器的5次和7次諧波電流。如果諧振導(dǎo)致系統(tǒng)出問(wèn)題，可以在電容器上串聯(lián)一個(gè)小電感，使諧振頻率不在系統(tǒng)諧波頻率之內(nèi)。4）諧波的檢測(cè)

諧波是產(chǎn)生反向功率因數(shù)的主要原因，即使用電單位利用節(jié)能設(shè)備降低能源消耗，高水平的諧波也會(huì)將其能源節(jié)約抵消。那么如何檢測(cè)諧波則是下一步處理諧波問(wèn)題的關(guān)鍵。檢測(cè)諧波可以按照下表的指導(dǎo)，在用電單位一步步進(jìn)行工作。首先，建議檢查表中所列的位置有沒(méi)有出問(wèn)題的跡象，然后按照測(cè)試程序進(jìn)行。位置諧波的影響危害測(cè)試程序補(bǔ)救方法變壓器附近的單相插座在公共的中線中3次奇數(shù)倍諧波會(huì)進(jìn)行代數(shù)疊加電流可能會(huì)感應(yīng)到變壓器的一側(cè)造成過(guò)熱或故障。1、 測(cè)量變壓器二次側(cè)的相電流和中線電流。2、 觀察相電流中各次諧波的數(shù)值。3、 在變壓器二次側(cè)決定相電流的K因數(shù)變壓器降載；加濾波器；或更換新K因數(shù)變壓器負(fù)荷中心斷路器諧波可導(dǎo)致熱磁式斷路器動(dòng)作；可導(dǎo)致峰值感應(yīng)斷路器在低電流動(dòng)作，或當(dāng)峰值低于正常值時(shí)斷路器動(dòng)作失靈。斷路器故障動(dòng)作，或?qū)е玛P(guān)鍵設(shè)備停機(jī)；或危險(xiǎn)的熱設(shè)備損壞。1、 檢查負(fù)荷中心相電壓的平峰2、 測(cè)量饋線導(dǎo)體電流，驗(yàn)證配電柜在負(fù)載的額定范圍內(nèi)運(yùn)行。3、 測(cè)量饋線中線電流，數(shù)值較高說(shuō)明有諧波存在。4、 將測(cè)量電流與導(dǎo)體、接線板、母線的額定值進(jìn)行比較。5、 比較單獨(dú)的分支電路與斷路器的額定值平衡負(fù)載，安裝零序諧波濾波器（僅在特殊條件下）。利用滿足非線性負(fù)載的斷路器。照明電路導(dǎo)管諧波引起的過(guò)熱可能引起導(dǎo)體絕緣損壞危險(xiǎn)的過(guò)熱短路，或電路中斷1、 感覺(jué)導(dǎo)管是否過(guò)熱2、 測(cè)量饋線中電流，如果電流過(guò)高，將測(cè)量值與導(dǎo)體、接線板、母線的定額值進(jìn)行比較3、 測(cè)量相電流的諧波失真總量減少每個(gè)導(dǎo)管的導(dǎo)線數(shù)量，安裝低諧波的電子鎮(zhèn)流器。感應(yīng)電機(jī)諧波可能通過(guò)電機(jī)循環(huán)。負(fù)序諧波電流將降低電機(jī)轉(zhuǎn)矩。電機(jī)損壞或燒毀1、 在電機(jī)端子測(cè)量電壓的有效值和銘牌上額定值進(jìn)行比較。2、 觀察相電壓間的不平衡3、 觀察電壓波形是否有明顯失真4、 測(cè)量諧波失真總量（電機(jī)滿載應(yīng)小于5%）5、 查看電壓諧波圖譜。如果有比較大的3次諧波，可能是照明鎮(zhèn)流器或插座負(fù)載引起。6、 如果有大的5次諧波，諧波原1因可能是電機(jī)或其重新分配負(fù)載或安裝諧波濾波器。他非線性負(fù)載無(wú)功補(bǔ)償電容與感性阻抗在高于基波的某些頻率形成諧振電路。雖然用來(lái)修正功率因數(shù)，在諧波出現(xiàn)時(shí)可能損壞。1、 檢查電容器的諧波電流，5次和7次比較典型2、 檢查值得懷疑的電機(jī)的驅(qū)動(dòng)相電流，看是否有大的5次諧波。去掉電容器安裝線路電抗器，或安裝特殊設(shè)計(jì)的無(wú)功補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)5）設(shè)施配電系統(tǒng)檢查電壓波形測(cè)量：正常為正玄波。波形平頂、畸變等則為不正常電壓有效值測(cè)量：有效電壓可能會(huì)過(guò)高或過(guò)低，電壓下降和回路負(fù)荷及源阻抗有關(guān)系，實(shí)際暗示了導(dǎo)線的長(zhǎng)度和直徑有問(wèn)題，自支回路斷路器到最遠(yuǎn)端的插座電壓極限值應(yīng)為3%，總電壓降應(yīng)小于5%插座中線對(duì)地電壓注意事項(xiàng)：插座處電壓2V或更低的對(duì)地電壓是正常的，幾伏或更高說(shuō)明存在過(guò)載，5V是上限值。一個(gè)帶有負(fù)載的電路中存在一定的中線對(duì)地電壓是正常的，如果電壓接近于0V，則需要懷疑是否插座或子配電盤(pán)存在非法中線對(duì)地鏈接。任何在變壓器或主配電盤(pán)以外位置進(jìn)行的中線接地，都應(yīng)該消除。以防止通過(guò)接地導(dǎo)體而返回電流。共用中線問(wèn)題：一些建筑物在電氣接線時(shí)使用兩相或三相共用一條中線，然后分支線路中重復(fù)使用這一條中線，這樣來(lái)自非線性負(fù)載的零序電流（主要是三次諧波）會(huì)進(jìn)行算術(shù)相加，并在中線上返回。會(huì)引起中線電流過(guò)大引起導(dǎo)線發(fā)熱，造成安全隱患。另外過(guò)高的中線電流還會(huì)引起較高的中線對(duì)地電壓，中線電壓的提高實(shí)際就造成了中線對(duì)火線電壓的降低，那么加到負(fù)載上的電壓就會(huì)降低，負(fù)載的實(shí)際功率就降低。解決的辦法就是為每個(gè)分支電路拉出單獨(dú)的中線。測(cè)量方法：（配電盤(pán)）目視檢查---是否有非法接地；是否有導(dǎo)線過(guò)熱現(xiàn)象，如發(fā)生褪色的