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【知识讲座】电能质量的先容

2022-07-04

作者：

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2019

电能质量在线监测装置、电能质量治理电能质量在线监测装置、电能质量治理

1、什么是电能质量

电能质量可以明确为：导致用电装备故障或不可正常事情的电压、电流或频率的误差，其内容包括频率误差、电压误差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中止、暂升，以及供电一连性等，
其中：
（1）供电质量：其手艺寄义是指电压质量和供电可靠性，非手艺寄义是指效劳质量。包活供电企业对用户投诉的反应速率以及电价组成的合理性、透明度等；
（2）用电质量：包活电流质量与反应供用电双方相互作用和影响中的用电方的权力、责任和义务，也包括电力用户是否定期、如数交纳电费等；
（3）电压质量：是以现实电压与理想电压的误差，反应供电企业向用户供应的电能是否及格的看法。这个界说能包括大大都电能质量问题，但不可包括频率造成的电能质量问题，也不包括用电装备对电网电能质呈的影响和污染。
（4）电流质量：反应了与电压质量有亲近关系的电流的转变，是电力用户除对交流电源有恒定频率、正弦波形的要求外，还要求电流波形与供电电压同相位以包管高功率因素运行。这个界说有助于电网电能质量的改善和降低线损，但不可概活大大都因电压缘故原由造成的电能质是问题。

2、什么是频率误差？

频率误差是指电力系统在正常运行条件下，系统频率的现实值与标称值之差。

频率误差表达式为：

频率误差=现实频率-标称频率（我国系统标称领率为50HZ,外洋有60HZ的】

我国划定50Hz正弦波为系统的标准频率，正常领率标准为50Hz±0.2Hz,系统容量较小时，可放宽到50Hz±0.5Hz.标准GB/T15945-1995《电力系统频率允许误差》中并没有说明系统容星巨细的界线，天下供用电规则中划定了供电局供电烦率的允许误差：电网容星在3000MW及以上者为02Hz，电网容量在3000MW以下者为0.5Hz。现实运行中，我国各跨省电力系统频率的允许误差都坚持在+0.1~-0.1Hz的规模内。

3、什么是电压误差？

供配电系统改变运行方法和负荷缓慢地转变会使供配电系统各点的电压也随之转变，这时各点的现实电压与系统标称电压之差?U称为电压误差，电压误差?U也常用与系统标称电压的百分体现。即：

?U=	U-Un	*100%
	Un

式中：?U--电压误差百分比；U--现实电压；Un--电网标称电压；

电压误差的改善步伐：

爆发电压误差的基础缘故原由是电流通过系统元件时造成的电压损失。关于供配电系统来说。若是系统中用电负荷稳固，区域变电站提供的母线电压也稳固，则系统沿线的电压损失小变，这时沿线各点电压误差就不会改变。但事实上系统中的现实负荷是在*大负荷和*小负荷之间一直转变的，因此沿线某点电压误差也就在电压误差*大值和电压误差*小值之间变换：

(一)供配电系统供电端的高压方法：
供配电系统要将电压限制在划定的规模内.须举行电压调理。关于电力系统来说，应接纳合适的调压方法包管向用户供应电压及格的电能。

常用的调压方法有：
（1）逆调压。

逆调压就是负荷大时电网电压向高调，负荷小时电网电压向低调。以适外地赔偿纯网的损失。110/35/10kV变压器为调压变压器，变压器二次侧母线电压，使用变压器的有载调压分讨论，随着负荷的巨细举行调理。当负荷大时，线路电压损失大，为包管用户端的电压误差不凌驾划定值，将母线电压调高；当负荷小时，线路电压损失小，为包管用户端的电压不凌驾划定值。将母线电压调低。

（2）稳压（常调压）。

无论负荷怎样转变，均坚持调压的枢纽点的电压稳固。这种要领既很因难，也不经济，只有在线路长度、负荷设置到较量理想的情形下，才易抵达。
（3）不调压。

不作有载调压处置惩罚，这时，关于相同的系统。负荷大时，由于线路上电压损失大，电压负误差就大；负荷小时，由于线路上电压损失小，电压正误差就大。因此电压误差不易知足要求。

（二）中低压系统电压误差的改善步伐
中低压系统限制和镌汰电压误差的系统步伐有：准确选择变压器的电压分讨论；降低系统阻抗；接纳无功功率赔偿步伐：平衡三相负荷等。

（1）准确选择变压器的电压分讨论，系统中各点电压水平崎岖纷歧，合理选择变压的分讨论，可对电压水平举行调解，将现实电压与额定电压的误差限制在一定的规模。
（2）降低系统阻抗。电压误差与电压损失有极大的相关性，电压损失越大，电压误差的限制越难题。而供电元件的电压损失又与阻抗巨细成正比，因此，在经济手艺合理时，接纳如下步伐，可镌汰
压损失。
①镌汰变压级数，可降低变压器爆发的电压损失
②增勖加线路截面，可减小线路阻抗，镌汰线路电压损失。
③由于电缆线路的电抗值比相同截面的倾轧线路和通俗绝缘导线小得多，用电缆线路替换倾轧线路或通俗绝缘导线，可有用镌汰电压损失。
（3）接纳无功功率赔偿步伐。从电压损失的盘算公式可知，电压损失的巨细取决于元件阻抗和有功功率、无功功率的巨细。有功功率巨细不可做变，而无功功率可以通过赔偿步伐减小。因此，合理
用无功功率赔偿步伐，使用以高压为主要目的自动无功赔偿装置，当负荷转变时，响应调解电容器的接入容量，可有用降低系统电压损失，从而在一定水平上缩小电压误差的规模」
（4）平衡三相负荷。在三相四线制时，如三相负荷漫衍不均，将爆发零序电压，使零点移位，一相电压降低，另一相电压升高，增大了电压误差。同样，线间负荷不平衡，则明引起线间电压不平衡，增
大电压误差。以是，在分派单相负荷时，应只管做到三相平衡。

4、什么是三相不平衡？
是指在电力系统中三相电流〔或电压)幅值纷歧致，且幅值差凌驾划定规模。电力系统三相不平衡是由于三相负载不平衡以及系统元件三相参数差池称所致。电力系统三相电压平衡的状态是电能质量的主要指标之一。三相不平衡将导致旋转电机附加发热和振动，变压器漏磁增添和局部过热，电网线损增大以及多种�；ず妥远敖蠖鹊�。

由差池称负荷引起的电网三相不平衡可以接纳的解决步伐：
（1）将差池称负荷疏散接在差别的供电点，以镌汰集中毗连造成不平衡度严重超标的问题；
（2）使用交织换相等步伐使差池称负荷合理分派到各相，只管使其平衡化；
（3）加大负荷接入点的短路容量，如改变网络或提高供电电压级别提高系统遭受不平衡负荷的能力；
（4）装设平衡装置。简要列出以上几种解决三相电匠或电流不平衡对电网及电能质量危害的手艺指施。

5、什么是电压暂降、中止、暂升？

电压暂升：电力系统中某点工频电压方均根值暂时升高至1.1~1.8p.u.，并在短暂一连 10ms~1min 后恢复正常的征象。
电压暂降：电力系统中某点工频电压方均根值暂时降低至0.01-0.9p.u.，并在短暂特续 10ms~1min 后恢复正常的征象。
短时中止：一相或多相电压瞬时降低到0.01p.u.以下，且一连时间为 10ms-1min。

6、什么是电压波动与闪变?

电压波动和闪变是指一系列电压随机变换或工频电压方均根值的周期性转变，以及由此引起的照明闪变，它是电能质置的一个至要手艺指标。电压波动和闪变的危害体现在：

①照明灯光闪灼，引起人的视觉不适和疲劳，彭响工效；

②电视机画面亮度转变，笔直和水平幅度摇动；

③电念头转速不匀称，形响产品质量；

④使电子仪器、电子计真机、自动控制装备等事情不正常；

⑤影响对电压波动较敏感的工艺或试验效果，电压波动值为电压调幅波中相邻两个极值电压Um.和U、,均方根之差?U,常以其额定电压UN的百分数体现其相对百分值中国国家标准GB12326-90《电能质量电压允许波动和闪变》划定在公共供电点的电压波动允许值。

通常接纳的手艺步伐有：

①刷新运行操作和工艺。如电念头降压起动等手艺指施，电弧炉电极升降的自动调理和将炉料中大的废钢铁块加以破碎等。

②提高供电能力。架设专线将大容量攻击性负荷用户接至较高电压品级的供电系统。

③装置赔偿解。接纳快速响应的静止无功赔偿器或静止无功爆发器对负荷波动举行实时动态赔偿，是常用的手艺指施。
在电力系统中具有攻击性功华率的负荷（如轧机、电弧炉)时，电力网中的电压降将爆发响应转变，导致电压波动。攻击性负荷可分为周期性攻击负荷和非同期性攻击负荷两类，其中周期性或近似周期性的攻击性负荷的影响更为严重。电压波动使电能用户不可正常事情，在人民生涯中受影响的是白炽灯的闪变。频率在5~12Hz规模内的电压波动值，纵然只有额定电压的1%，其引起的白炽灯照阴的闪变，已足以使人到不恬静，以是选白炽灯的工况作为判断电压波动值，把电压变换而引起人对灯闪的主观觉叫闪变”。广义的闪变包括电压波动的所有有害作用，但不可以电压波动来取代闪变，由于闪变是人比照度波动的主观视感。

闪变的主要决议因素：

①供电电压波动的幅值、频度和波形；

②照明装，以对白炽灯的照度波动形响较大，并且与白炽灯的功率和额定电压等有关；

7、什么是谐波

谐波是指对周期性非正弦交流量举行傅里叶级数剖析所获得的大于基波须率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波，而基波是指其须率与工频(50Hz)相同的分量。高次谐波的滋扰是目今电力系统中影响电能质量的一大“公害”。

从严酷的意义来讲，谐波是指电流中所含有的颜率为基波的整数倍的电量，一样平常是指对周期性的非正弦电量举行傅里叶级数剖析，其余大于基波频率的电流爆发的电量。从广义上讲，由于交流电网有用分量为工频简单须率，因此任何与工一再率差别的因素都可以称之为谐波，这时“谐波这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是由于广义的谐波看法，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。
谐波爆发的缘故原由主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流爆发畸变爆发谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。泛音是物理学上的谐波，但次数的界说稍许有些差别，基波频率2倍的音频称之为一次泛音，基波频率3倍的音颇称之为二次泛音，以此类推。谐波的频率一定也即是基波的频率的整数倍，基波频率3倍的波称之为三次谐波，基波频率5倍的波称之为五次谐波，以此类推。不管一再谐波，他们都是正弦波。

谐波治理步伐

（1）谐波超标治理步伐
关于电网的谐波用户，供电部分要按期或未必期举行谐波丈量，凡凌驾划定允许值的用户由客户效劳中心或墟落电管部认真书面通知并催促限期举行谐波治理，生产手艺部认真协助用户制订谐波治理计划，对拒不整改或经治理谐波仍未达标的用户，供电部分按相关程序举行限电或中止供电。因谐波引起对电网或用户造成的损失，由谐波爆发用户所有认真；
（2）新建或增容谐波源的治理
新建或增容的谐波源用户在报装接电的设计审核中须有谐波审查项目，对谐波值超标的应有治理步伐。新建或增容的谐波源用户在工程交接验收试验中，须有谐波测试报告。对监测效果超标的，不允许并网运行。

设计部分在设计电容器组时，应凭证毗连点的电网参数，核算谐波谐振和放大的可能性，须要时，通过实测配景谐波电压协调波阻抗，举行详细核算。在电网或用户集中装置的大型赔偿（或滤波）电容器组派工验收时，应有谐波测试项目，电容器投入时，实测谐波电压放大率应不大于1.5倍。否测，应接纳限制步伐后，方可投入运行。

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