电能质量基础知识培训.
电能质量知识 PPT
谐波的危害
干扰继电保护、自动装置和计算机系统；使电子设备工作不正 常；使量和计量仪器（感应式电度表）、仪表误差加大；降低 信号传输质量，干扰通信系统；增加电力网中谐振可能性，诱 发电压或过电流的危害；减少白炽灯使用寿命。
降低电力设备的利用率，使电气设备（如旋转电机、电容器、变 压器）以及导线（如低压中性线、电缆、母排等）过载运行 （发热、振动、异常声响等），缩短使用寿命、增加线损；降 低断路器遮断容量。例如，馈供给整流负荷的普通电力变压器， 其出力应相应的降低。降低值和变压器的杂损比（即附加损耗 与基本损耗之比）有关，如表3所列。
)7% 220V单相供电电压允许偏差为额定电压的＋7%、
－10%
电压偏差的危害
照明设备的发光和寿 命（图2）；电动机 的力矩、转速、发热、 工效以及产品质量 （图3）；变压器的 发热、温升、损耗； 并联电容器无功出力、
寿命；家用电器如电 视机的视感、寿命； 电子计算机和控制设 备不正常；
照明灯的电压特性
偶次谐波 : 2nd, 4th, 6th, 8th … 奇次谐波 : 3rd, 5th, 7th, 11th … 正序谐波 :(3n+1) 4th, 7th, 10th… 负序谐波 :(3n-1) 2nd, 5th, 8th… 零序谐波 :(3n) 3rd, 6th, 9th… 电压谐波总畸变率(失真率): V(THD)
电能质量知识
武汉七星电气有限公司公司
电能质量知识培训
武汉七星电气 技术部
培训内容
电能质量标准 电能质量定义 电能质量分类 基本概念和术语 电能质量监测仪
电能质量标准
国标：中国国家标准 IEC：国际电工委员会标准 IEEE：美国IEEE标准 EN50160：欧共体，公用配电系统供电特性
电能质量基本概念PPT课件
电压骤降是最常见的电能质量问题。
Sags
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电压的骤降和骤升 – 如何 产生?
骤降: 通常由大的负载设备所产生的启动电流引起。也可能由断路器 合闸和远方故障造成。
闪 变
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基本概念与术语
瞬态：半个周波（10ms)以内 暂态：从10ms 到1min 稳态：1min以上
瞬变
----瞬态概念
骤升，骤降
----暂态概念
过电压，低电压，电压中断 ----稳态概念
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电压的骤降和骤升 – 概念?
骤降: 供电电压有效值突然降至额定电压的90%-10%(0.9 p.u.-0.1 p.u.)， 然后又恢复至正常电压，这一过程的持续时间为10ms至60s。
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瞬变 –电损?
电机温度升高。电机的温升还由于瞬变使电感性负载电流损失增加 和铜损提高而造成。实验表明，一个800周的振荡型瞬变会使铁芯 材料的能耗由0.04W/lb提高到3W/lb，能耗增加的幅度为67％。常 识也告诉我们，由于瞬变高压的冲击，多余的电能转换成热能，因 而使电机的运行温度上升。电机温度每上升一度，大约增加4%的电 耗。
在诸如IEC 61000-4-4和61000-4-5的规程中定义了一些瞬 变波形. IEEE1159定义了振荡和脉冲瞬变的区别；以及纳 秒，微秒和毫秒瞬变的区别。
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瞬变 – 如何产生?
通常情况 低频瞬变 (<500Hz) 由电容器组的投切造成的。 中频瞬变(500Hz–2kHz) 为远方闪电或电容器投切造成的行波。 高频瞬变 (>2kHz) 由线路投切，闪电感应产生的振荡或空载 变压器 (铁磁共振)引起。 非常高的频率或脉冲瞬变 (>5kHz) ，由闪电引起。
电能质量讲座PPT课件
05 电能质量问题的解决方案
针对电压波动与闪变的解决方案
总结词
通过改善电源和负载特性，可 以降低电压波动与闪变对电力
系统的影响。
优化电源和负载特性
通过改进电源和负载的设计， 降低其波动性和敏感性，从而 减少电压波动与闪变的影响。
增加无功补偿装置
通过在系统关键节点安装无功 补偿装置，可以改善电压稳定 性，减少电压波动与闪变。
影响
可能导致电机过热，影响照明设备寿命，增加变压器和线路 损耗。
03 电能质量监测与评估
监测方法与设备
监测方法
实时监测、定期监测、抽样监测
监测设备
电能质量分析仪、示波器、频谱分析仪等
评估标准与流程
评估标准
电压波动、频率偏差、谐波、闪变等
评估流程
数据采集、数据处理、结果分析、报告编制等
监测数据的分析与应用
标准化发展
不断完善电能质量相关的标准体系，包括基础标准、 测试方法标准、设备标准等，为电能质量技术的发展 和应用提供指导和依据。
新技术与新方法的研发与应用
新技术研究
研究新的电能质量检测、分析、评估和控制技术，提高 电能质量监测的准确性和实时性，为电能质量的优化提 供技术支持。
新方法应用
推广和应用新的电能质量管理方法，如基于数据挖掘和 人工智能的电能质量监测与评估方法，提高电能质量管 理的效率和效果。
加强无功补偿和滤波处理
在系统关键节点安装无功补偿装置和 滤波器，提高系统的无功支撑能力和 滤波效果，减少电压不平衡的发生。
优化电源和负载的设计，降低其不对 称性，从而减少电压不平衡的发生。
06 电能质量发展趋势与展望
国际合作与标准化发展
电能质量培训通用课件
分布式电源与储能技术
分布式电源与储能技术的结合应用，为提高电能质量提供了新的解决方案。
分布式电源如风能、太阳能等可再生能源的引入，能够减少传统电网的负担，降低因远距离传输而产生的电能损耗。同时， 储能技术的快速发展为电网提供了调峰、调频和稳定电压等功能，进一步改善了电能质量。通过合理配置和应用分布式电源 与储能技术，可以实现更加智能、高效的电网运营和管理。
有源滤波器技术是一种先进的谐波治理方法，能够动态抑 制谐波并补偿无功功率。
有源滤波器通过实时监测系统中的谐波电流，并产生相应 的补偿电流进行抵消，从而消除谐波对电能质量的影响。 同时，它还可以根据负载的无功需求提供动态补偿，确保 供电系统的稳定性和可靠性。
电压调节与稳定控制
电压调节与稳定控制是保障电能质量的关键措施，能够应对电压波动和突然断电 等突发状况。
电能质量监测设备与技术
测量仪表
在线监测系统
用于测量电网参数的仪表，如电压表 、电流表、功率因数表等。
集成了多种监测设备和技术，能够对 电网进行实时、在线的监测和管理。
专用监测设备
针对电能质量问题开发的专用监测设 备，如谐波分析仪、闪变测量仪等。
03 电能质量问题及其影响
电压波动与闪变
总结词
电压波动和闪变是由于电力系统 电压幅值快速、周期性地变化所 引起的现象，对敏感电力电子设 备和控制系统影响较大。
制定国际标准，推动各行业标准化进程，促进全球贸易和发展。
国家电能质量管理政策与法规
国家能源局
电能质量讲义
2.过电压/欠电压
是指超过或低于额定值的10%，并且持续时间大于1分钟的 长。属于电力系统中的一种电磁扰动现象。过电时间电压 变动现象压/欠电压主要是由于负载的切除和无功补偿电 容器组的投入等过程引起，另外，变压器分接头的不正确 设置也是产生过电压/欠电压的原因。
三、电能质量各指标含义
3.电压骤降（电压暂降/电压跌落）
四、谐波的产生及危害
3、谐波源主要包括哪些设备？
（1）电力电子设备 电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源(SMPS) 、 不间断电源(UPS)、静态换流器、晶闸管系统及其他SCR （可控硅Silicon Controlled Rectifier)控制系统等。由于工 业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路，如整 流和变频电路，其负载性质一般分为感性和容性两种，感 性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。而 容性负载的单相整流电路，由于电容电压会通过整流管向 电源反馈，属于电压型谐波源，其谐波含量与电容值的大 小有关，电容值越大，谐波含量越大。变频电路谐波源由 于采用的是相位控制，其谐波成分不仅含有整数倍数的谐 波，还含有非整数倍数的间谐波。
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。
一 、电能质量的概念和影响因素
电能质量直接关系到电力系统的供电安全和供电质量，从技 术上讲，影响电能质量的因素主要包括三个方面： 1）自然现象的因素，如雷击、风暴、雨雪等对电能质量的 影响，使电网发生事故，造成供电可靠性降低。 2）电力设备及装置的自动保护及正常运行的因素，如大型 电力设备的启动和停运、自动开关的跳闸及重合等对电能 质量的影响，使额定电压暂时降低、产生波动与闪变等。 3）电力用户的非线性负荷、冲击性负荷等大量投运的因素， 如炼钢电弧炉、电气化机车运行等对电能质量的影响，使 公用电网产生大量的谐波干扰、产生电压扰动、产生电压 波动与闪变等。
第三讲_电能质量基本概念、标准和要求.ppt
第三讲电能质量的基本概念、定义和标准3.1 电能质量的特点及其标准3.2 频率质量和频率调整3.3电压质量和电压调整3.3.1电压值的偏差3.3.2电压值的波动和电压闪变3.3.3电压骤降或下陷3.3.4电压突升和电压裂痕3.4 波形质量和抑制谐波的措施3.5 三相电压、电流的不平衡度3.6 与风电场有关的电能质量3.6.1 风电场的电压闪变3.6.2 谐波3.6.3. 联网风力机电能质量的量测和评估3.1电能质量的特点及其标准n电能是特殊的商品。
生产、消费、储存（仓库）、损耗、选择性、价格n理想的三相交流电系统：①恒定的频率（50/60Hz）(全网统一)②规定的电压等级(分层分布)③完好的正弦电压波形完好的电压和电流波形：幅值相等，相位差120°的平衡状态。
④连续的向负荷供电。
n电能质量一般用频率、电压、波形和三相电压、电流的不平衡度来衡量。
n电气设备的额定工况与合格电能质量电能质量的特点n电能质量在空间上和时间上均处于动态变化之中，对于不同的供（或用）电点在不同的供（或用）电时刻，标志电能质量的参数是不同的。
n电能质量的标准是对一般、大多数用户的，特殊用户对电能质量有特殊的要求n电能质量的内容和标准将随着各个国家经济水平和技术的发展而不同。
n电能质量的控制需要相当的投入（包括电网结构的改进，有功功率和无功功率的平衡，各种调频、调压、滤波和无功补偿装置的使用以及调度和运行技术管理等），而且控制技术也在不断发展和完善之中。
n电能的质量不完全取决于电力生产部门，电能从生产到消耗是一个整体，电力系统的发、供、用始终处于动态平衡之中，其中任何一个环节都会对电能质量产生影响。
保证电能质量水平需要多方面的配合n不合格的电能质量不仅危害用户，而且危害电力生道者。
电能质量越出规定的危害n电流发热与电动力；电压与绝缘；电能转化成其它能量形式；——负荷率为85%的电动机，当电压下降10%～15%时则可能失去稳定；——谐波会造成功率的附加损耗及缩短设备的电气绝缘寿命（设备寿命）；——一些对电能质量敏感的设备，例如电压的一次突然凹陷可能使精密芯片的生产线上的产品报废，也可能使计算机上几十小时处理的数据丢失——加拿大的电工协会研究后指出，包括电压凹陷/振荡等瞬时突变现象和谐波在内的电能质量问题，每年会让加拿大生产损失12亿美元影响电能质量的主要因素①自然现象和灾难，如雷击；②电力设备及装置故障或保护误动作；③终端用户非线性、冲击性负荷的大量使用；④电力电子设备在发输电系统中的大量应用；⑤设备制造；⑥人为事故。
电能质量基础知识培训.复习课程
当电压低于80％时，直流电机被跳闸。
当电压低于70％，持续时间超过6个周波时，VSD被切除。而对于一些精细加工 业中的电机，当电压低于90％、持续时间超过3个周波时，电机就会被跳闸而退 出运行。
standards
ITIC (CBEMA): Computer & Business Equipment
Manufacturer's Association
SEMI F47: Specification For Semiconductor Process
Equipment Voltage Sag Immunity
电能质量基础知识
• IEEE 1159：
电能质量基础知识
• IEEE 1159：
电能质量基础知识
• 国内电能质量标准介绍
GB 12325-1990 电能质量 供电电压允许偏差 GB 12326-2000 电能质量 电压波动和闪变 GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度 GB/T 15945-1995 电能质量 电力系统频率允许偏差 GB/T 18481-2001 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压 GB 17626.7-1998 供电系统及所连设备谐波、间谐波的测量
波动和闪变主要对照明设备产生影响。人的视觉对8.8Hz 左右的波动特别敏感。
电能质量基础知识
电压波动的波形
电能质量基础知识
• 频率变动
频率变动直接受系统发电机旋转速度的影响，反映了负荷 和发电机功率的平衡。
电能质量--施耐德质量管理内部培训
电能质量清洁能源, 高效业务06/2013电能质量—即刻提升能效能效及楼宇事业部 能源管理介绍就像开车在崎岖不平的道路上，低功率因数 和谐波是电力设备所遇到的巨大挑战 ！Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20132介绍电气设备管理的重要问题就是功率因数和谐波Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20133客户的经营效率是由 以下因素决定的节省电费节省10%提高工艺可靠性可靠性提高 20%Schneider Electric - Partner / PFC– 06/2013减少投资 优化设备规模可省至 30%减少碳足迹 & 准 守法规4电力系统的基本要素能源效率 & 电能质量基础设施,工业,建 筑,都可以优化 &节能Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20135客户关心的是…无功补偿 抑制谐波Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20136无功补偿解决方案的收益: 提高能源效率● 减少设备投资● 提高电能使用率 ● 降低电气设备的投资● 减少运营成本● 节省电费支出 ● 减少能源的损耗● 满足供电部门的要求Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20137抑制谐波解决方案的收益: 优质电能质量● 提高运营绩效● 提高设备可靠性 & 使用寿命 ● 提高生产成品率 & 产品质量● 减少设备投资● 提高电能使用率 ● 降低电气设备的投资● 满足供电部门的要求Schneider Electric - Partner / PFC– 06/20138Schneider Electric - Partner / PFC– 06/2013通过采用施耐德提供 的完整电能质量方案，我 们的能源消耗减少了10%， 电费优化18%，不到一年 就收回了投资！西班牙马德里巴拉加斯机场9电能质量的完整方案监测补偿 消谐Schneider Electric - Partner / PFC– 06/2013管理10补偿●无功补偿 VCK 主要特性Schneider Electric - Partner / PFC– 06/2013● 适合标准工作环境下的重度谐 波污染(NLL：20%-50%)● 高性能调谐电抗器 ● 工作温度，高达55℃ ● 操作频率，高达7,000次/年 ● 平均寿命高达 130,000小时 ● 最大耐受电流: 1.8 x In ● 峰值浪涌电流: 250 x In ● 统一电容柜内所有原件的品质 ● 免除不同元件的选型配置烦恼 ● 极简的安装及维护，避免错误使用 ● 正确而充分的利用电容柜内的空间11Varplus CAN Sduty圆形电容器150=15kvar轻巧设计：小尺寸轻质铝罐设计，便于安装 领先性能：全面继承VarplusBOX 市场领先性能 价格优势：价格更具竞争力，且商务政策不变 货期保障：大多数主流型号在上海备有中央库存Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201312消谐●AccuSine 4LS 主要特性● 全新三相四线有源电力滤波器 ● 能够滤除2-51次谐波 ● 能够有效改善功率因数 ● 模块化设计，方便柜内安装 ● 机架式与壁挂式两种安装方式 ● 通过模块并联，提供多种容量需求● 并联冗余设置，不同容量可并 联运行● 人性化LCD操控面板，方便实 时监控● 通讯软件和以太网卡，提供强 大的通讯功能Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201313全新升级的有源滤波器● AccuSine SWP有源滤波器● 滤除谐波次数升级为2-50次全部或可选 ● 相应时间: 小于40ms (2个周波) ● 中性线连接可选 ● 380-415V，50/60Hz，IP20 ● 自动限定100% 额定容量输出，防止过载 ● 使用定制变压器用于其他电压等级 (208-15 kV) ● 零序谐波电流治理● AccuSine PCS有源滤波器● 2-50次全部或选定次数的谐波滤除 ● 小于2个周波快速响应 ● 208-480V(50/60Hz)，600-690V可选 ● 独立或混合的滤波、无功补偿、负载平衡 ● 99台任意容量并联 ● 触摸屏人机界面，图形显示，简洁友好 ● 自适应负载变动 ● 符合全部谐波相关标准 ● 图形化显示总进线及各负载电流趋势（柱状图） ● 远程通讯、监控（通过Modbus TCP/IP遥控设备启停，并设置参数)Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201314检测●ION 7650 主要特性Schneider Electric - Partner / PFC– 06/2013● 采样频率1024点/周波(普通128点) ● 电能精度IEC 62053-22 精度0.2S级 ● 谐波511次和间谐波40次分析 ● 电压波动及闪变分析 ● 供电电压允许偏差 ● 正负零序分量测量及三相电压不平衡分析 ● 暂态波形捕捉, 瞬态波形捕捉 ● 电压骤升/骤降监测 ● 扰动方向判定(DDD) ● EN50160,CBEMA,SEMI 电能质量报告 ● 数据记录和故障波形记录 ● RS-232/485口、RS-485口、红外数据口 ● 工业级以太口、全内置工业级Modem ● 多通讯规约15主要表计产品线Utility Revenue (PowerLogic)OptimumMedium BasicMediumION8600/8650ION8600/8650ION8800Advanced (PowerLogic)Insulation Monitoring (Vigilohm)DM2000MC09/18/08Medium EntryION7550/7650 PM850/870 Intermediate (PowerLogic)IM9/IM90L IM10/20 XM200/3002013 new launchPM750PM810/820Basic (PowerLogic)ION 7330/50 PM5000 SeriesPM1000/DM6000PM5350 PM200/700/710 ION 7300PM3200Entry Optimum (PowerLogic)Other HardwareBCPMPaneL Meters iEM3000/ME1CTEGX100/300Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201316管理●Struxure Ware1 能源消耗统计分析 2 能耗对比分析3 关键考核指标（KPI）Power Struxure4 能耗成本核算与分析 5 能源需求预测6 能耗趋势统分析7碳排放计算Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201317●Struxure Ware 能源管理的对象●全能量(WAGES)信息:Water：水Air：空气，包括氢气、氧气、氮气及惰性气体Gas：燃料气，包含煤气和天然气等Electricity：电Steam：蒸汽其他：煤、石油等… …Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201318清洁能源, 高效业务.我们提供 智能 & 高效“电能质量解决方案” 以提高客户的能效Schneider Electric - Partner / PFC– 06/201319。
电能质量知识
电能质量分类
电能质量问题分为：稳态电能质量问题和暂态 电能质量问题。
稳态电能质量问题：以波形畸变为主要特征， 持续时间较长，又可以分为以下几种类型：谐 波、间谐波、电压不平衡、过电压和欠电压。
数控设备： 为保证产品质量和安全，工作电压波动范围一般为10％，当电压低于此值、
持续时间超过2～3个周波（0.04～0.06s）时，保护性停机。 变频调速
当低于额定电压70％，持续时间超过6个周波(0.12s)时停机。精细加工业 中的电机，电压波动10％、持续时间超过3个周波时，停机。 电机 当电压波动超过（50－30）％、持续时间超过1个周波，控制开关就会跳 闸。
Pst为短时闪变值，即衡量短时间(若干分钟)内闪变强弱的一 个统计量值；Plt为长时闪变值，它由Pst推算出，反映出长时 间(若干小时)内闪变强弱的一个统计量值
电压波动和闪变的危害
IT设备 当电压波动超过40％，持续时间超过12个周波（0.24s）时，导致数据丢 失。
PLC （可编程控制器）： 早期的产品，电压低于10％时，可工作15个周波（0.3s）； 电压低于(50～60)％时，停止工作；
谐波的危害
干扰继电保护、自动装置和计算机系统；使电子设备工作不正 常；使量和计量仪器（感应式电度表）、仪表误差加大；降低 信号传输质量，干扰通信系统；增加电力网中谐振可能性，诱 发电压或过电流的害；减少白炽灯使用寿命。
降低电力设备的利用率，使电气设备（如旋转电机、电容器、变 压器）以及导线（如低压中性线、电缆、母排等）过载运行（ 发热、振动、异常声响等），缩短使用寿命、增加线损；降低 断路器遮断容量。例如，馈供给整流负荷的普通电力变压器， 其出力应相应的降低。降低值和变压器的杂损比（即附加损耗 与基本损耗之比）有关，如表3所列。
电能质量培训课件(ppt 37页)
100%
HRIh
Ih I1
100%
式中，Uh为第h次谐波电压（方均根值）； U1为基波电压（方
均根值）； Ih第h次谐波电流（方均根值）；I1为基波电流（方
均根值）。
谐波电压总含量UH和谐波电流总含量IH按下式计算：
U H
(U h )2
h2
IH
(I h )2
h2
电气工程系
供电技术电子课件
第6章 供电系统的电能质量与无功补偿
内容提要：本章主要介绍工厂供电系统的电压质量问题，首先介绍 了电压的偏差及其调节，然后介绍电压波动和闪变及其抑制以及高 次谐波及其抑制的问题，最后介绍了供电系统的三相不平衡
电气工程系
X
供电技术电子课件
第6章 供电系统的电能质量于无功补偿
第一节 电能质量概述 第二节 电压偏差及其调节 第三节 电压波动和闪变及其抑制 第四节 高次谐波及其抑制 第五节 供电系统的三相不平衡 第六节 供电系统的无功功率补偿
dUmaxUmin 100% UN
电压波动是由于负荷急剧变动的冲击负荷所引起。影响 电气设备的正常工作。
闪变是指人眼对灯闪的主观感觉。引起灯光（照度）闪 变的波动电压，称为闪变电压。
电气工程系
X
供电技术电子课件
二、电压波动值的估算
1）当已知三相负荷的有功和无功功率变化量△P和△Q时， 则可按下式计算：
电气工程系
X
供电技术电子课件
（一）电压调节的方式 对中枢点的电压进行监视和调节。 中枢点调压方式： 常调压：不管中枢点的负荷怎样变动，都要保持中枢点的电压 偏差为恒定值； 逆调压：在最大负荷时，升高母线电压，在最小负荷时，降低 母线电压。
电能质量基础知识培训资料
电能质量基础知识
• 电能质量国家标准摘要（1）
电能质量基础知识
• 电能质量国家标准摘要（2）
电能质量问题的危害
美国工业每年因供电可靠性问题造成损失为250－ 500亿美元(美加8月14日大停电）。 台湾半导体工业区一次停电导致全世界半导体芯 片价格暴涨。 电压几百毫秒的跌落（低于 90 ％额定值），导致 许多电动机跳闸，工厂停工。气体放电灯熄灭， 15 分钟后才能重新点亮，对大型比赛造成巨大损 失－如奥运比赛。 谐波干扰精密电子设备工作，引起电动机等设备 的异常发热，影响设备寿命甚至造成永久性损坏 。 供电电压的闪变和三相不对称，导致许多电气设 备工作异常，如灯闪烁、电动机烧毁。
对于普通用户，电能质量同样会引起许多问题，例如：电脑死机 ，屏幕频闪，灯光频闪，中线过载，功率因数补偿设备所产生的问题 ，谐波集肤效应所引起的导线过热，在负载适中情况下的变压器过热 现象等。
电能质量基础知识
• 电能质量定义（Power Quality）： 表现为电压、电流或频率的偏差，造成用 户设备故障或错误动作的任何电力问题都 是电能质量问题。 IEEE （美国电气和电子工程师协会）：给 敏感设备以适合该设备的电力供应及接地 方式。 IEC（国际电工委员会）：供电系统在正常 工作情况下不中断和干扰用户使用电力的 物理特性。
电能质量基础知识
• 电压、电流三相不平衡
电能质量基础知识
• 电压、电流波形畸变
直流偏移－地磁干扰，半波整流。导致变压器饱和等影响 。 谐波－基频整数倍的正弦电压电流，非线性负载。 间谐波－离散的频率或宽带的频谱。静止变频器，循环换 流器，感应电动机，电弧发生装置，电力线载波信号。 陷落－电力电子设备正常操作时，由一相换流至另一相时 ，两相间瞬时短路产生的周期性的电压干扰。产生连续直 流输出的三相整流器。 噪声－无意义的电磁信号。电力电子设备，控制电路，电 弧发生装置，电力开关，不正确的接地。
电能质量专业基础知识4
电压波动与闪变51电压波动：定义电压波动：电压幅值不超出 0.9~1.1p.u.的一系列相对快速变动或连 续改变的现象，其变化周期大于工频周期。
电压波动特征量：电压变动（%）、电压变动频度（次/h）52闪变：定义闪变：电光源的电压波动造成灯光照度不稳定的人眼视感反应。
如果电压幅值变动0.5%，每秒变动6.25次，将造成明显的烦扰效 果。
白炽灯对电压方均根值敏感；节能灯对电压峰值敏感。
闪变：典型电压波形、频谱 两个不同频率的正弦波叠加，拍频频率为两个正弦波的频率差。
230V照明系统，导致闪变现象的拍频典型值8.8Hz 110V照明系统，导致闪变现象的拍频典型值8.6Hz53电压波动：成因波动性负荷• 频繁启动和间歇通电的负荷（轧钢机、绞车、电阻 （弧）焊机、电动机、挖掘机、锯木机、粉碎机等） • 固有波动性负荷（电弧炉） • 风力发电系统设备投切• 无功功率补偿装置 • 大型整流设备 • 短路故障或开关操作54电压波动：危害 照明灯光闪烁，引起人的视觉疲劳 电视机屏幕图像失真、摆动翻滚和亮度变化 电动机转速不均匀、振动、异响，影响产品 质量 电子计算机、监测和控制设备等工作不正常55电压波动：限值电压波动限值 r (次/h) LV、MV r≤1 1<r≤10 10<r≤100 100<r≤1000 4 3* 2 1.25 d(%) HV 3 2.5* 1.5 1说明 1. 对于随机性不规则的 电压波动，如电弧炉 负荷引起的电压波动， 表中标有“*”的值为 其限值。
低压（≤ 低压（ ≤1kV 1kV） ）,中压（ 中压（1kV<U 1kV<U≤ ≤35kV 35kV） ）,高压（ 高压（35kV<U 35kV<U≤ ≤220kV 220kV） ）56闪变：限值电力系统公共连接点，在系统正常运行的较小方式下，以 一周为测量周期，所有长时间闪变值都应满足限值要求。
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电能质量基础知识
• 电能质量定义（Power Quality）： 表现为电压、电流或频率的偏差，造成用 户设备故障或错误动作的任何电力问题都 是电能质量问题。 IEEE （美国电气和电子工程师协会）：给 敏感设备以适合该设备的电力供应及接地 方式。 IEC（国际电工委员会）：供电系统在正常 工作情况下不中断和干扰用户使用电力的 物理特性。
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• 长期电压变动 过电压：1.1pu<U<1.2pu，t>1min 欠电压：0.8pu<U<0.9pu，t>1min 持续中断：U=0.0pu，t>1min
原因：
– 大负荷投切，无功补偿变化，电压调节能力不 足，变压器分接头误操作。
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• 供电电压跌落的统计频度
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• 电压、电流三相不平衡
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• 电压、电流波形畸变
直流偏移－地磁干扰，半波整流。导致变压器饱和等影响 。 谐波－基频整数倍的正弦电压电流，非线性负载。 间谐波－离散的频率或宽带的频谱。静止变频器，循环换 流器，感应电动机，电弧发生装置，电力线载波信号。 陷落－电力电子设备正常操作时，由一相换流至另一相时 ，两相间瞬时短路产生的周期性的电压干扰。产生连续直 流输出的三相整流器。 噪声－无意义的电磁信号。电力电子设备，控制电路，电 弧发生装置，电力开关，不正确的接地。
电能质量基础知识培训
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• 电能质量概述：
在理想电力系统中，电能是以恒定频率（50Hz或60Hz）、幅值的 三相平衡正弦电压向用户供电。但在实际电力系统中，由于负荷是变 化的，所以三相电压的幅值、频率及相位不能保持恒定不变，而且由 于负荷的非线性，电压波形不再是单一正弦波，还包含有高次谐波。 这些问题在过去还未对电力系统产生十分严重的影响，没有引起电力 和用电部门的重视。但是近年来，随着石化、冶金、电气化铁路等行 业的发展，电力系统中的非线性负荷（硅整流设备，电力机车，电解 设备，变频器）及冲击性负荷（电弧炉，轧钢机）使电力网的非线性 （谐波）、非对称性（负序）和波动性日趋严重。电能质量的下降严 重地影响了用电设备的安全经济运行，特别是对于敏感负荷，如计算 机、芯片制造厂、半导体生产厂、石化等，电压下降几十毫秒，就会 导致生产设备不能正常工作，导致出现大量废品和原材料浪费。
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变频电机吸收电流的波形－含大量5、7次等谐波！
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• 电压波动
指电压在电压包络线内有规律变动或随机的变化。大小一 般在0.95－1.05pu。
电流（无功）变化大的负荷，会导致电压的波动。 负荷电流幅值的连续快速变化导致电压的迅速变化，称之 为闪变。
输配电系统中，电弧炉是产生电压波动最主要的原因。
波动和闪变主要对照明设备产生影响。人的量基础知识
电压波动的波形
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• 频率变动
频率变动直接受系统发电机旋转速度的影响，反映了负荷 和发电机功率的平衡。 —大的输电系统故障，切除大片负荷区，大型发电机退出 系统都可能造成频率变动超出允许范围。 —因为很小的频率变化会对发电机和汽轮机产生严重的影 响。供电企业对系统频率采取了严格的控制。
standards
ITIC (CBEMA): Computer & Business Equipment
Manufacturer's Association SEMI F47: Specification For Semiconductor Process Equipment Voltage Sag Immunity
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• 标准的三相电压与电流：
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• 标准的三相电压波形
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• 常见的电能质量问题： 电磁瞬态 电压变动 电压、电流三相不平衡 电压、电流波形畸变 电压波动与闪变 频率变动
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• 电压变动－短时变动与长期变动
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• 短时电压变动
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• 电能质量国家标准摘要（1）
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• 电能质量国家标准摘要（2）
电能质量问题的危害
美国工业每年因供电可靠性问题造成损失为250－ 500亿美元(美加8月14日大停电）。 台湾半导体工业区一次停电导致全世界半导体芯 片价格暴涨。 电压几百毫秒的跌落（低于 90 ％额定值），导致 许多电动机跳闸，工厂停工。气体放电灯熄灭， 15 分钟后才能重新点亮，对大型比赛造成巨大损 失－如奥运比赛。 谐波干扰精密电子设备工作，引起电动机等设备 的异常发热，影响设备寿命甚至造成永久性损坏 。 供电电压的闪变和三相不对称，导致许多电气设 备工作异常，如灯闪烁、电动机烧毁。
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• IEEE 1159：
电能质量基础知识
• IEEE 1159：
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• 国内电能质量标准介绍
GB 12325-1990 电能质量 供电电压允许偏差 GB 12326-2000 电能质量 电压波动和闪变 GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度 GB/T 15945-1995 电能质量 电力系统频率允许偏差 GB/T 18481-2001 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压 GB 17626.7-1998 供电系统及所连设备谐波、间谐波的测量 和测量仪器导则 GB 17625.7-1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值
—用户侧的频率变化较为普遍，且大都在允许范围内。
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• 电能质量的标准 国外电能质量标准 国内电能质量标准
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• 国外电能质量标准介绍
IEC 61000-4-11: voltage dip immunity standards IEC 61000-4-34: voltage dip immunity standards IEEE 1159: Monitoring Electric Power Quality