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電能質量

人氣：1660次發表時間：2013-07-26

中文名稱：電能質量英文名稱：power quality定義：關系到供電、用電系統及其設備正常工作(或運行)的電壓、電流的各種指標偏離規定范圍的程度。應用學科：

電力（一級學科）；電力系統（二級學科）

百科名片

電能質量即電力系統中電能的質量。理想的電能應該是完美對稱的正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦，由此便產生了電能質量問題。一方面我們研究存在哪些影響因素會導致電能質量問題，一方面我們研究這些因素會導致哪些方面的問題，最后，我們要研究如何消除這些因素，從而最大程度上使電能接近正弦波。

定義

電能質量[1](Power Quality)，從嚴格意思上講，衡量電能質量的主要指標有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指優質供電，包括電壓質量、電流質量、供電質量和用電質量。其可以定義為：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、瞬時或暫態過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續性等。[2]

影響因素

在現代電力系統中，電壓暫降，暫升和短時中斷，諧波產生的電壓波形畸變；已成為最重要的電能質量問題。

具體指標

電網頻率

我國電力系統的標稱頻率為50Hz ，GB/T15945-2008《電能質量電力系統頻率偏差》中規定：電力系統正常運行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz，當系統容量較小時，偏差限值可放寬到±0.5Hz，標準中沒有說明系統容量大小的界限。在《全國供用電規則》中規定"供電局供電頻率的允許偏差：電網容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電網容量在300萬千瓦以下者，為±0.5HZ。實際運行中，從全國各大電力系統運行看都保持在不大于±0.1HZ范圍內。

電壓偏差

GB/T 12325-2008《電能質量供電電壓偏差》中規定：35kV及以上供電電壓正、負偏差的絕對值之和不超過標稱電壓的10%；20kV及以下三相供電電壓偏差為標稱電壓的土7%；220V單相供電電壓偏差為標稱電壓的+7%，-10%。

三相電壓不平衡

GB/T15543-2008《電能質量三相電壓不平衡》中規定：電力系統公共連接點電壓不平衡度限值為：電網正常運行時，負序電壓不平衡度不超過2%，短時不得超過4%；低壓系統零序電壓限值暫不做規定，但各相電壓必須滿足GB/T 12325的要求。接于公共連接點的每個用戶引起該點負序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時不超過2.6%。

公用電網諧波

GB/T14549--93 《電能質量公用電網諧波》中規定：6～220kV各級公用電網電壓(相電壓)總諧波畸變率是0.38kV為5.0%，6～10kV為4.0%，35～66kV為 3.0%，110kV為2.0%；用戶注入電網的諧波電流允許值應保證各級電網諧波電壓在限值范圍內，所以國標規定各級電網諧波源產生的電壓總諧波畸變率是：0.38kV為2.6% ， 6～10kV為2.2%，35~66kV為1.9%，110kV為1.5%。對220kV電網及其供電的電力用戶參照本標準110kV執行。

公用電網間諧波

GB/T 24337-2009《電能質量公用電網間諧波》中規定：間諧波電壓含有率是1000V及以下<100Hz為0.2%，100~800Hz為0.5%，1000V以上<100Hz為0.16%，100~800Hz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%，100~800Hz為0.4%，1000V以上<100Hz為0.13%，100~800Hz為0.32%。

波動和閃變

GB/T 12326-2008《電能質量電壓波動和閃變》規定：電力系統公共連接點，在系統運行的較小方式下，以一周（168h）為測量周期，所有長時間閃變值Plt滿足：≤110kV，Plt=1；>110kV，Plt=0.8。以及單個用戶的相關規定。

指標含義

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%，短時超過4%。在電力系統中，各種不平衡工業負荷以及各種接地短路故障都會導致三相電壓的不平衡。

過電壓是指持續時間大于1分鐘，幅值大于標稱值的電壓。典型的過電壓值為1.1~1.2倍標稱值。過電壓主要是由于負載的切除和無功補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置也是產生過電壓的原因。

欠電壓是指持續時間大于1分鐘，幅值小于標稱值的電壓。典型的欠電壓值為0.8~0.9倍標稱值。其產生的原因一般是由于負載的投入和無功補償電容器組的切除等過程。另外，變壓器分接頭的錯誤設置也是欠電壓產生的原因。

電壓驟降是指在工頻下，電壓的有效值短時間內下降。典型的電壓驟降值為0.1~0.9倍標稱值，持續時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟降產生的原因主要有電力系統發生故障，如系統發生接地短路故障；大容量電機的啟動和負載突增也會導致電壓驟降。

電壓驟升是指在工頻下，電壓的有效值短時間內上升。典型的電壓驟升值為1.1~1.8倍標稱值，持續時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟升產生的原因主要有電力系統發生故障，如系統發生單相接地等故障；大容量電機的停止和負載突降也是電壓驟升的重要原因。

供電中斷是指在一段時間內，系統的一相或多相電壓低于0.1倍標稱值。瞬時中斷定義為持續時間在0.5個周期到3秒之間的供電中斷，短時中斷的持續時間在3~60 秒之間，而持久停電的持續時間大于60秒。

電壓瞬變又稱為瞬時脈沖或突波，是指兩個連續的穩態之間的電壓值發生快速的變化，其持續時間很短。電壓瞬變按照電壓波形的不同分為兩類：一是電壓瞬時脈沖，是指疊加在穩態電壓上的任一單方向變動的電壓非工頻分量；二是電壓瞬時振蕩，是指疊加在穩態電壓的同時包括兩個方向變動的電壓非工頻分量。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生的開關瞬變。

電壓切痕是一種持續時間小于10ms的周期性電壓擾動。它是由于電力電子裝置換相造成的，它使電壓波形在一個周期內有超過兩個的過零點。由于其頻率非常高，用常規的諧波分析設備無法測出，因此以前一直末把此項作為電壓質量的一個指標。

改善措施

（1）改善用電功率因數，使無功就地平衡。

（2）合理選擇供電半徑.

（3）合理選擇供電系統線路的導線截面。

（4）合理配置變、配電設備，防止其過負荷運行。

（5）適當選用調壓措施，如串聯補償、變壓器加裝有載調壓裝置、安裝同期調相機或靜電電容器等。

供電電壓超過允許偏差的原因有哪些？

（1）供電距離超過合理的供電半徑。

（2）供電導線截面選擇不當，電壓損失過大。

（3）線路過負荷運行。

（4）用電功率因數過低，無功電流大，加大了電壓損失。

（5）沖擊性負荷、非對稱性負荷的影響。

（6）調壓措施缺乏或使用不當，如變壓器分頭擺放位置不當等。

（7）用電單位裝用的靜電電容器補償功率因數沒采用自動補償。

總之，無功電能的余、缺狀況是影響供電電壓偏差的重要因素。傳統的電能質量測試手段存在著局限性。海億達能源科技研發EPDS?智能配電系統即電能質量監測改善系統, 建立了遍及全網的電能質量在線監測網,以及一套統一開放的監控和管理平臺,動態監測電網電能質量水平,進而針對嚴重影響電網電能質量的干擾性負荷進行改造,有效地提高了電能質量管理水平。也是利用現代測量控制技術和數據處理與通訊技術，在經濟合理的成本下實現對用戶端包括電源進線到終端用電設備在內的全部配電用電系統設施的管理控制，大幅提高配電用電系統與設施的運行與管理效率，降低運營成本。[2]

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