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江阴和源电子有限公司
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阅读：98发布时间：2023-7-5
1、摘要
现今各企业都在要求提高电能质量，避免用电浪费。电能质量包括哪些呢，影响电能质量的因素都有哪些？电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质。理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电。但由于系统中的发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称，负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障灯原因，这种理想的状态并不存在，因此产生了电网运行、电力设备和供电环节中的各种问题。首先我们要知道是哪些因素导致电能质量有问题，另一方面我们要懂得如何去消除这些因素，然后的使电能接近正弦波。
今天我们详细分析一下哪些原因导致电能质量下降。
（1）电压偏差
电压偏差指电网在电能运输的过程中，某一个测试点实际运行电压与系统标称电压的偏差相对值，其包含过电压和低电压。过电压是指工频下交流电压方均根值升高，超过标称值10%，并且持续时间大于1min的长时间电压变动现象。过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。一方面，电力设备的绝缘长时间耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。另一方面，系统运行中要确保设备在允许的电压偏差范围的上限之下运行，以免对电气设备的绝缘造成损害。过电压可能来源于切除一个大负荷或系统无功补偿的变化，例如投入一组电容器。系统电压调节或控制能力差可能会导致过电压。不正确地调节变压器分接头也会导致系统过电压。低电压是指工频下交流电压方均根值降低，低于标称值10%，并且持续时间大于1min的长时间电压变动现象。造成低电压的原因与过电压相反。投入一个大负载或者切除一组电容器组会引起低电压，通过系统电压调节装置可以返回正常电压水平。输变电设备过载也能导致系统过电压。国标GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差对不同电压等级电压偏差做出了明确规定：35kV及以上供电电压正、负偏差值之和不超过标称电压的10%；20kV及一下三相供电电压偏差为标称电压的±7%；220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%。
（2）频率偏差
频率偏差是系统频率的实际值和标称值之差。系统有功功率变化是产生频率偏差的根本原因。稳态电力系统频率直接关系到系统的发电机转速。在任何时刻，频率取决于(总)负载和即时(总)发电出力之间的平衡。随着这种平衡的动态变化，频率会发生微小的变化。这些轻微变化可以通过发电机的调速装置进行自动调节，发电系统一般不会有太大影响。电力系统的频率变化偏离正常许可范围，通常是由输电系统故障时切除大容量负荷或者切除大容量发电机组引起。孤岛系统由于本身供电容量限制只能允许承受相对轻微的频率变化。国标GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差中规定：电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到±0.5Hz。
（3）谐波
谐波在电网引用过程中有着十分重要的作用，不符合要求的谐波在应用的过程中会影响变压器、电缆等的容量，加速电网中设备的老化速度，在一定情况下甚至会造成电网设备损毁，影响电网运行的稳定性，浪费电力。电网在实际使用的过程中，相邻设备之间产生的谐波会相互干扰，在一定程度上会影响人们的用电质量。目前，电网在运行的过程中会产生谐波的设备有开关模式电源、电子荧光灯镇流器、不间断电源和产生电弧的负荷。
（4）不平衡度
三相不平衡是指三相系统的相电压或者电流在幅值上不同或其相位差不是120°。用户在使用过程中发生不平衡的原因如：各相负荷分布不均衡；高次谐波电流使各相之间发生不平衡；接线端子及电缆接触不良附加的不平衡；外部环境导致不平衡的发生(如施工等导致线路断开)；不换位的长距离架空输配电线路。
（5）电压波动与闪变
电压波动与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，电压波动与闪变的评估标准是根据 GB/T 12326-2008电能质量电压波动和闪变文件制定的。其在检测评估的过程中主要是取三相长时闪变在技术人员所评估的时间段内的Z大值与极限值进行对比，如果数值处于闪变极限数值之内，则证明合格，而闪变数值若是在其极限数值以上，则证明不合格。电压波动与闪变不合格会造成以下几方面的危害。（1），电压波动与闪变会在一定程度上造成照明设备的闪烁情况，而照明设备的闪烁则会在一定程度上造成人们的视觉疲劳，进而对人们的工作质量与效率产生影响。（2），其也会对电视等设备产生影响，造成电视屏幕图像出现亮度变化，影响人们的视觉感官体验內。第三，对于部分的电动机的正常运作产生影响，这种影响若是长时间存在则会在较大程度上损坏设备的使用寿命。第四，对电子仪器、自动化设备等的工作情况产生影响，加上近年来我国在发展的过程中大力发展自动化，对于工业生产的影响较大。因此，对于电压波动与闪变进行管理十分重要。
（6）电压暂升、暂降、短时中断
电力系统故障、设备故障、控制失灵均会引起短时中断。短时中断是根据电压方均根值小于标称值的10%的持续时间来衡量的。系统故障持续时间由保护装置动作时间或特殊事件过程时间决定，设备故障的中断持续时间是不同的。电压暂降通常与系统故障有关，也可以由大容量感应电动机启动或变压器空载激磁等原因产生。电压暂升通常也与系统故障情况有关，但发生概率远远低于电压暂降。中性点不接地电力系统发生单相接地故障时会导致非故障相电压升高。大容量负荷退出、甩负荷或大容量电容器组投入等事件也会造成电压暂升。
2、结束语
实现“双碳”目标是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择，是构建人类命运共同体的庄严承诺。在实现“双碳”目标工作中，分布式电源并网受到了广泛的重视，通过安装电能质量在线监测装置，监测电压偏差、频率偏差、不平衡度、电压波动与闪变、谐波、间谐波与波形畸变、暂时过电压和瞬态过电压、电压暂降、暂升和中断等。
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