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江阴和源电子有限公司
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阅读：278发布时间：2023-7-1
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
电能质量可以理解为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、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、中断、暂升，以及供电连续性等，
其中：
（1）供电质量：其技术含义是指电压质量和供电可靠性，非技术含义是指服务质量。包活供电企业对用户投诉的反映速度以及电价组成的合理性、透明度等；
（2）用电质量：包活电流质量与反映供用电双方相互作用和影响中的用电方的权利、责任和义务，也包括电力用户是否按期、如数交纳电费等；
（3）电压质量：是以实际电压与理想电压的偏差，反映供电企业向用户供应的电能是否合格的概念。这个定义能包括大多数电能质量问题，但不能包括频率造成的电能质量问题，也不包括用电设备对电网电能质呈的影响和污染。
（4）电流质量：反映了与电压质量有密切关系的电流的变化，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保证高功率因素运行。这个定义有助于电网电能质量的改善和降低线损，但不能概活大多数因电压原因造成的电能质是问题。
2、什么是频率偏差？
频率偏差是指电力系统在正常运行条件下，系统频率的实际值与标称值之差。
频率偏差表达式为：
频率偏差=实际频率-标称频率（我国系统标称领率为50HZ,国外有60HZ的】
我国规定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《电力系统频率允许偏差》中并没有说明系统容星大小的界线，全国供用电规则中规定了供电烦率的允许偏差：电网容星在3000MW及以上者为02Hz，电网容量在3000MW以下者为0.5Hz。实际运行中，我国各跨省电力系统频率的允许偏差都保持在+0.1~-0.1Hz的范围内。
3、什么是电压偏差？
供配电系统改变运行方式和负荷缓慢地变化会使供配电系统各点的电压也随之变化，这时各点的实际电压与系统标称电压之差∆U称为电压偏差，电压偏差∆U也常用与系统标称电压的百分表示。即：
| ∆U= | U-Un | *99% |
| Un |
式中：∆U--电压偏差百分比；U--实际电压；Un--电网标称电压；
电压偏差的改善措施：
产生电压偏差的根本原因是电流通过系统元件时造成的电压损失。对于供配电系统来说。如果系统中用电负荷不变，区域变电站提供的母线电压也不变，则系统沿线的电压损失小变，这时沿线各点电压偏差就不会改变。但事实上系统中的实际负荷是在*大负荷和*小负荷之间不断变化的，因此沿线某点电压偏差也就在电压偏差*大值和电压偏差*小值之间变动：
(一)供配电系统供电端的高压方式：
供配电系统要将电压限制在规定的范围内.须进行电压调节。对于电力系统来说，应采取合适的调压方式保证向用户供应电压合格的电能。
常用的调压方式有：
（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。以恰当地补偿纯网的损失。110/35/10kV变压器为调压变压器，变压器二次侧母线电压，利用变压器的有载调压分接头，随着负荷的大小进行调节。当负荷大时，线路电压损失大，为保证用户端的电压偏差不超过规定值，将母线电压调高；当负荷小时，线路电压损失小，为保证用户端的电压不超过规定值。将母线电压调低。
（2）稳压（常调压）。
无论负荷如何变化，均保持调压的枢纽点的电压不变。这种方法既很因难，也不经济，只有在线路长度、负荷配置到比较理想的情况下，才易达到。
（3）不调压。
不作有载调压处理，这时，对于相同的系统。负荷大时，由于线路上电压损失大，电压负偏差就大；负荷小时，由于线路上电压损失小，电压正偏差就大。因此电压偏差不易满足要求。
（二）中低压系统电压偏差的改善措施
中低压系统限制和减少电压偏差的系统措施有：正确选择变压器的电压分接头；降低系统阻抗；采用无功功率补偿措施：平衡三相负荷等。
（1）正确选择变压器的电压分接头，系统中各点电压水平高低不一，合理选择变压的分接头，可对电压水平进行调整，将实际电压与额定电压的偏差限制在一定的范围。
（2）降低系统阻抗。电压偏差与电压损失有极大的相关性，电压损失越大，电压偏差的限制越困难。而供电元件的电压损失又与阻抗大小成正比，因此，在经济技术合理时，采用如下措施，可减少
压损失。
①减少变压级数，可降低变压器产生的电压损失
②增勖加线路截面，可减小线路阻抗，减少线路电压损失。
③因为电缆线路的电抗值比相同截面的架空线路和普通绝缘导线小得多，用电缆线路替代架空线路或普通绝缘导线，可有效减少电压损失。
（3）采取无功功率补偿措施。从电压损失的计算公式可知，电压损失的大小取决于元件阻抗和有功功率、无功功率的大小。有功功率大小不能做变，而无功功率可以通过补偿措施减小。因此，合理
用无功功率补偿措施，使用以高压为主要目的自动无功补偿装置，当负荷变化时，相应调整电容器的接入容量，可有效降低系统电压损失，从而在一定程度上缩小电压偏差的范围」
（4）平衡三相负荷。在三相四线制时，如三相负荷分布不均，将产生零序电压，使零点移位，一相电压降低，另一相电压升高，增大了电压偏差。同样，线间负荷不平衡，则明引起线间电压不平衡，增
大电压偏差。所以，在分配单相负荷时，应尽量做到三相平衡。
4、什么是三相不平衡？
是指在电力系统中三相电流〔或电压)幅值不一致，且幅值差超过规定范围。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不对称所致。电力系统三相电压平衡的状况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，变压器漏磁增加和局部过热，电网线损增大以及多种保护和自动装晋误动等等。
由不对称负荷引起的电网三相不平衡可以采取的解决办法：
（1）将不对称负荷分散接在不同的供电点，以减少集中连接造成不平衡度严重超标的问题；
（2）使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相，尽量使其平衡化；
（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承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技术指施。
5、什么是电压暂降、中断、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.，并在短暂持续 10ms~1min 后恢复正常的现象。
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 后恢复正常的现象。
短时中断：一相或多相电压瞬时降低到0.01p.u.以下，且持续时间为 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动或工频电压方均根值的周期性变化，以及由此引起的照明闪变，它是电能质置的一个至要技术指标。电压波动和闪变的危害表现在：
①照明灯光闪烁，引起人的视觉不适和疲劳，彭响工效；
②电视机画面亮度变化，垂直和水平幅度摇动；
③电动机转速不均匀，形响产品质量；
④使电子仪器、电子计真机、自动控制设备等工作不正常；
⑤影响对电压波动较敏感的工艺或试验结果，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的百分数表示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》规定在公共供电点的电压波动允许值。
通常采取的技术措施有：
①改进运行操作和工艺。如电动机降压起动等技术指施，电弧炉电极升降的自动调节和将炉料中大的废钢铁块加以破碎等。
②提高供电能力。架设专线将大容量冲击性负荷用户接至较高电压等级的供电系统。
③安装补偿解。采用快速响应的静止无功补偿器或静止无功发生器对负荷波动进行实时动态补偿，是常用的技术指施。
在电力系统中具有冲击性功华率的负荷（如轧机、电弧炉)时，电力网中的电压降将发生相应变化，导致电压波动。冲击性负荷可分为周期性冲击负荷和非同期性冲击负荷两类，其中周期性或近似周期性的冲击性负荷的影响更为严重。电压波动使电能用户不能正常工作，在人民生活中受影响的是白炽灯的闪变。频率在5~12Hz范围内的电压波动值，即使只有额定电压的1%，其引起的白炽灯照阴的闪变，已足以使人到不舒适，所以选白炽灯的工况作为判断电压波动值，把电压变动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全部有害作用，但不能以电压波动来代替闪变，因为闪变是人对照度波动的主观视感。
闪变的主要决定因素：
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，而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进行傅里叶级数分解所得到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。高次谐波的干扰是当前电力系统中影响电能质量的一大“公害”。
从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的颜率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一须率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。
谐波产生的原因主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。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，但次数的定义稍许有些不同，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。谐波的频率必然也等于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。不管几次谐波，他们都是正弦波。
谐波治理措施
（1）谐波超标治理措施
对于电网的谐波用户，供电部门要定期或不定期进行谐波测量，凡超过规定允许值的用户由客户服务中心或乡村电管部负责书面通知并督促限期进行谐波治理，生产技术部负责协助用户制定谐波治理方案，对拒不整改或经治理谐波仍未达标的用户，供电部门按相关程序进行限电或中止供电。因谐波引起对电网或用户造成的损失，由谐波产生用户全部负责；
（2）新建或增容谐波源的管理
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措施。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。对监测结果超标的，不允许并网运行。
设计部门在设计电容器组时，应根据连接点的电网参数，核算谐波谐振和放大的可能性，必要时，通过实测背景谐波电压和谐波阻抗，进行详细核算。在电网或用户集中安装的大型补偿（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，应采取限制措施后，方可投入运行。
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