電能質(zhì)量指標(biāo)及其檢測(cè)方法的研究

李國(guó)平

摘要：隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步和廣泛應(yīng)用，供電系統(tǒng)中出現(xiàn)了大量的會(huì)引起電網(wǎng)電壓、電流波形畸變，電壓波動(dòng)與閃變，三相不平衡等不利影響的設(shè)備，這些不利影響會(huì)導(dǎo)致供用電設(shè)備的安全性降低，削弱與干擾電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，造成電網(wǎng)公害；電壓暫降與電壓中斷、暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓等都會(huì)影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量，從而造成用戶用電損失，甚至直接危及電力設(shè)備安全運(yùn)行。如何提高電能質(zhì)量、向電力用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量指標(biāo) 檢測(cè)方法 研究

1 電能質(zhì)量的定義及內(nèi)容

電能質(zhì)量的不嚴(yán)格定義為：以電子系統(tǒng)的供電和接地作為研究對(duì)象，以保證對(duì)于該系統(tǒng)供電的完善。IEEE1159標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電能質(zhì)量的定義為：涉及敏感設(shè)備供電和接地的方法的概念，這種方法有利于敏感設(shè)備的運(yùn)行。在IEEE標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語權(quán)威詞典（IEEE100）中，電能質(zhì)量的定義為：涉及電子設(shè)備供電和接地方法的概念，這種方法有利于電子設(shè)備的運(yùn)行，并使其兼容于供電系統(tǒng)及其連接的其他設(shè)備。電能質(zhì)量主要包括：頻率，電壓，波形，三相對(duì)稱等。

2 影響電能質(zhì)量的因素

2.1 電壓偏差 系統(tǒng)中各處偏離其額定值的百分比即為電壓偏差，電網(wǎng)中用戶負(fù)荷發(fā)生變化或電力系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生改變而加到用電設(shè)備的電壓偏離網(wǎng)絡(luò)的額定電壓。過大的電壓偏差不僅影響用電設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，更會(huì)危害電網(wǎng)的穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.2 電壓諧波與畸變 由于供電系統(tǒng)中采用大量的如電弧設(shè)備以及變壓器等非線性的電氣設(shè)備，這些設(shè)備都是高次諧波的電流源，在電網(wǎng)中接入這些高次諧波電流源后就會(huì)造成系統(tǒng)的電壓以及電流產(chǎn)生高次諧波。發(fā)電機(jī)的電壓波形在高次諧波的作用下會(huì)產(chǎn)生畸變而降低供電電壓的質(zhì)量；供電電力會(huì)由于諧波的存在而造成損耗，從而導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞而降低了供電的可靠性。較大的波動(dòng)或沖擊性非線性負(fù)荷都會(huì)引發(fā)間諧波電壓。雖然間諧波的頻率不是工頻品類的整數(shù)倍，但是抑制或消除其產(chǎn)生的危害卻比正數(shù)次諧波困難很多。

2.3 電壓波動(dòng)與閃變 電壓波動(dòng)是指電壓快速變動(dòng)時(shí)其電壓最大值和最小值之差相對(duì)于額定電壓的百分比，即電壓均方根值一系列的變動(dòng)或連續(xù)的變化。閃變即燈光照度不穩(wěn)定的視感，是由波動(dòng)負(fù)荷引起的，對(duì)于啟動(dòng)電流大的鼠籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和異步啟動(dòng)的同步電機(jī)也會(huì)引起供電母線的快速、短時(shí)的電壓波動(dòng)，因?yàn)樗麄儐?dòng)或電網(wǎng)恢復(fù)電壓時(shí)的自啟動(dòng)電流，流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及變壓器，會(huì)使元件產(chǎn)生附加的電壓損失。急劇的電壓波動(dòng)會(huì)引起同步電動(dòng)機(jī)的震動(dòng)，影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量，造成電子設(shè)備、測(cè)量?jī)x器儀表無法準(zhǔn)確、正常地工作；電壓閃變超過限度值是照明負(fù)荷無法正常工作，損害工作人員身體健康。

2.4 電壓不平衡 不平衡相阻抗、不平衡負(fù)荷或兩者的組合是導(dǎo)致電壓不平衡的關(guān)鍵。不平衡電壓在用電設(shè)備中引起的大負(fù)序電流會(huì)造成較高的溫升，電壓嚴(yán)重不平衡還會(huì)造成電動(dòng)機(jī)過熱，由于電壓不平衡，會(huì)是的設(shè)備錯(cuò)誤的調(diào)整變壓器的抽頭位置，大大降低供電可靠性和安全性。

2.5 電壓暫降與電壓中斷 由于電力系統(tǒng)故障或干活造成用戶電壓短時(shí)間下降到額定值的90%以下的現(xiàn)象即為電壓暫降；由于系統(tǒng)故障跳閘而造成的用戶完全喪失電壓的現(xiàn)象為電壓中斷。絕緣子閃絡(luò)或?qū)撤烹娭饕怯衫讚粼斐傻?，架空輸配電線的瞬時(shí)故障以及大型電動(dòng)機(jī)的全電壓?jiǎn)?dòng)等都會(huì)導(dǎo)致不同程度的電壓暫降和電壓中斷，這些都會(huì)影響總成電力設(shè)備的正常工作并影響用戶的正常生活。

2.6 暫時(shí)過電壓與瞬態(tài)過電壓 在電力系統(tǒng)運(yùn)行操作中由于雷電等故障引發(fā)的這兩種過電壓經(jīng)常發(fā)生，會(huì)直接危害電氣設(shè)備的絕緣以及安全運(yùn)行。

2.7 頻率偏差 頻率偏差的定義是系統(tǒng)頻率的實(shí)際值和標(biāo)稱值（50HZ）之差，國(guó)際要求電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為0.2HZ，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)可以放寬到0.5HZ。

3 電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)

隨著技術(shù)以及工業(yè)的不斷發(fā)展，供電中斷造成的影響越來越大，因此，電力企業(yè)和用戶越來越關(guān)注電能質(zhì)量。因此，為了保證供電質(zhì)量，準(zhǔn)確的評(píng)定電能質(zhì)量的好壞以及通過可靠的檢測(cè)電能質(zhì)量參數(shù)改善電能質(zhì)量是電能質(zhì)量研究中的必要一環(huán)。IEEE標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)是目前國(guó)際上流行的兩大電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在參考兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上通過結(jié)合我國(guó)目前的國(guó)情制訂了自己的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，主要有以下6項(xiàng)指標(biāo)：①《電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變》（GB 12326-2000）；②《電能質(zhì)量 暫時(shí)過電壓和暫態(tài)過電壓》（GB/T 18481-2001）。③《電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差》（GB/T 15945-1995）；

④《電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度》（GB/T 1543-1995）；⑤《電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差》（GB 12325-1990）；⑥《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》（GB/T 14549-1993）。

4 總結(jié)

在供電系統(tǒng)中影響其安全、可靠以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素包括電壓的偏移、電壓的中斷、過電壓、電壓的波動(dòng)和閃變以及高次諧波的產(chǎn)生等，衡量配電系統(tǒng)電壓質(zhì)量的指標(biāo)就是這些因素的具體參數(shù)。為了提高電能的質(zhì)量，保證系統(tǒng)安全、可靠以及經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，必須結(jié)合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)供電系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行檢測(cè)。隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?cè)絹碓疥P(guān)注電壓暫降、間諧波以及電壓中斷等問題。為了保證企業(yè)以及家庭用電的要求，必須加強(qiáng)對(duì)電能質(zhì)量指標(biāo)的檢測(cè)。

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