電能質(zhì)量

定義

　　電能質(zhì)量(Power Quality)，從嚴(yán)格意思上講，衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指優(yōu)質(zhì)供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。其可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)過(guò)電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。

用例

　　在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和短時(shí)中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問(wèn)題。

具體指標(biāo)

ontent">電網(wǎng)頻率

　　我國(guó)電力系統(tǒng)的標(biāo)稱(chēng)頻率為50Hz ，GB/T15945-2008《電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率偏差》中規(guī)定：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差限值可放寬到±0.5Hz，標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有說(shuō)明系統(tǒng)容量大小的界限。在《全國(guó)供用電規(guī)則》中規(guī)定"供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在300萬(wàn)千瓦及以上者為±0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬(wàn)千瓦以下者，為±0.5HZ。實(shí)際運(yùn)行中，從全國(guó)各大電力系統(tǒng)運(yùn)行看都保持在不大于±0.1HZ范圍內(nèi)。

電壓偏差

　　GB/T 12325-2008《電能質(zhì)量 供電電壓偏差》中規(guī)定：35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)標(biāo)稱(chēng)電壓的10%；20kV及以下三相供電電壓偏差為標(biāo)稱(chēng)電壓的土7%；220V單相供電電壓偏差為標(biāo)稱(chēng)電壓的+7%，-10%。

三相電壓不平衡

　　GB/T15543-2008《電能質(zhì)量 三相電壓不平衡》中規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)電壓不平衡度限值為：電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)序電壓不平衡度不超過(guò)2%，短時(shí)不得超過(guò)4%；低壓系統(tǒng)零序電壓限值暫不做規(guī)定，但各相電壓必須滿足GB/T 12325的要求。接于公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶引起該點(diǎn)負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時(shí)不超過(guò)2.6%。

公用電網(wǎng)諧波

　　GB/T14549--93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》中規(guī)定：6～220kV各級(jí)公用電網(wǎng)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(wǎng)的諧波電流允許值應(yīng)保證各級(jí)電網(wǎng)諧波電壓在限值范圍內(nèi)，所以國(guó)標(biāo)規(guī)定各級(jí)電網(wǎng)諧波源產(chǎn)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(duì)220kV電網(wǎng)及其供電的電力用戶參照本標(biāo)準(zhǔn)110kV執(zhí)行。

公用電網(wǎng)間諧波

　　GB/T 24337-2009《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)間諧波》中規(guī)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(dòng)和閃變

　　GB/T 12326-2008《電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變》規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)，在系統(tǒng)運(yùn)行的較小方式下，以一周（168h）為測(cè)量周期，所有長(zhǎng)時(shí)間閃變值Plt滿足：≤110kV，Plt=1；>110kV，Plt=0.8。以及單個(gè)用戶的相關(guān)規(guī)定。

指標(biāo)含義

　　電壓不平衡是指三相電壓的幅值或相位不對(duì)稱(chēng)。不平衡的程度用不平衡度（電壓負(fù)序分量和正序分量的均方根值百分比）來(lái)表示，典型的三相不平衡是指不平衡度超過(guò)2%，短時(shí)超過(guò)4%。在電力系統(tǒng)中，各種不平衡工業(yè)負(fù)荷以及各種接地短路故障都會(huì)導(dǎo)致三相電壓的不平衡。

　　過(guò)電壓是指持續(xù)時(shí)間大于1分鐘，幅值大于標(biāo)稱(chēng)值的電壓。典型的過(guò)電壓值為1.1~1.2倍標(biāo)稱(chēng)值。過(guò)電壓主要是由于負(fù)載的切除和無(wú)功補(bǔ)償電容器組的投入等過(guò)程引起，另外，變壓器分接頭的不正確設(shè)置也是產(chǎn)生過(guò)電壓的原因。

　　欠電壓是指持續(xù)時(shí)間大于1分鐘，幅值小于標(biāo)稱(chēng)值的電壓。典型的欠電壓值為0.8~0.9倍標(biāo)稱(chēng)值。其產(chǎn)生的原因一般是由于負(fù)載的投入和無(wú)功補(bǔ)償電容器組的切除等過(guò)程。另外，變壓器分接頭的錯(cuò)誤設(shè)置也是欠電壓產(chǎn)生的原因。

　　電壓驟降是指在工頻下，電壓的有效值短時(shí)間內(nèi)下降。典型的電壓驟降值為0.1~0.9倍標(biāo)稱(chēng)值，持續(xù)時(shí)間為0.5個(gè)周期到1分鐘。電壓驟降產(chǎn)生的原因主要有電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障；大容量電機(jī)的啟動(dòng)和負(fù)載突增也會(huì)導(dǎo)致電壓驟降。

　　電壓驟升是指在工頻下，電壓的有效值短時(shí)間內(nèi)上升。典型的電壓驟升值為1.1~1.8倍標(biāo)稱(chēng)值，持續(xù)時(shí)間為0.5個(gè)周期到1分鐘。電壓驟升產(chǎn)生的原因主要有電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如系統(tǒng)發(fā)生單相接地等故障；大容量電機(jī)的停止和負(fù)載突降也是電壓驟升的重要原因。

　　供電中斷是指在一段時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)的一相或多相電壓低于0.1倍標(biāo)稱(chēng)值。瞬時(shí)中斷定義為持續(xù)時(shí)間在0.5個(gè)周期到3秒之間的供電中斷，短時(shí)中斷的持續(xù)時(shí)間在3~60 秒之間，而持久停電的持續(xù)時(shí)間大于60秒。

　　電壓瞬變又稱(chēng)為瞬時(shí)脈沖或突波，是指兩個(gè)連續(xù)的穩(wěn)態(tài)之間的電壓值發(fā)生快速的變化，其持續(xù)時(shí)間很短。電壓瞬變按照電壓波形的不同分為兩類(lèi)：一是電壓瞬時(shí)脈沖，是指疊加在穩(wěn)態(tài)電壓上的任一單方向變動(dòng)的電壓非工頻分量；二是電壓瞬時(shí)振蕩，是指疊加在穩(wěn)態(tài)電壓的同時(shí)包括兩個(gè)方向變動(dòng)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(chǎn)生的開(kāi)關(guān)瞬變。

　　電壓切痕是一種持續(xù)時(shí)間小于10ms的周期性電壓擾動(dòng)。它是由于電力電子裝置換相造成的，它使電壓波形在一個(gè)周期內(nèi)有超過(guò)兩個(gè)的過(guò)零點(diǎn)。由于其頻率非常高，用常規(guī)的諧波分析設(shè)備無(wú)法測(cè)出，因此以前一直末把此項(xiàng)作為電壓質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。

改善措施

　?。?） 改善用電功率因數(shù)，使無(wú)功就地平衡。

　?。?） 合理選擇供電半徑.

　?。?） 合理選擇供電系統(tǒng)線路的導(dǎo)線截面。

　?。?） 合理配置變、配電設(shè)備，防止其過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。

　?。?） 適當(dāng)選用調(diào)壓措施，如串聯(lián)補(bǔ)償、變壓器加裝有載調(diào)壓裝置、安裝同期調(diào)相機(jī)或靜電電容器等。

　　供電電壓超過(guò)允許偏差的原因有哪些？

　　（1） 供電距離超過(guò)合理的供電半徑。

　?。?） 供電導(dǎo)線截面選擇不當(dāng)，電壓損失過(guò)大。

　?。?） 線路過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。

　?。?） 用電功率因數(shù)過(guò)低，無(wú)功電流大，加大了電壓損失。

　?。?） 沖擊性負(fù)荷、非對(duì)稱(chēng)性負(fù)荷的影響。

　?。?） 調(diào)壓措施缺乏或使用不當(dāng)，如變壓器分頭擺放位置不當(dāng)?shù)取?

　?。?） 用電單位裝用的靜電電容器補(bǔ)償功率因數(shù)沒(méi)采用自動(dòng)補(bǔ)償。

　　總之，無(wú)功電能的余、缺狀況是影響供電電壓偏差的重要因素。