电能质量基本概念PPT课件
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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
电能质量标准介绍ppt课件
下的供电电压对标称系统电压的偏差。 本标准不适用于瞬态和非正常情况。
供电电压的允许偏差-术语
术语
标称系统电压 nominal system voltage
系统设计选定的电压。
供电端 supply terminals
供电部门的配电系统与用户电气系统的联结点。
供电电压 supply voltage
电能质量 1 供电电压的允许偏差
现行标准：GB/T12325-2003 代替标准：GB/T12325-1990 //Old standard ======================================
1. 范围：
本标准规定了供电电压允许偏差。 本标准适用于交流50HZ电力系统正常运行条件
任何设备都会产生，大小而已。
短时间谐波 short duration harmonics
冲击持续时间不超过2s，且两次冲击之间的 时间间隔时间不小于30s的电流所含有的谐波 及其引起的谐波电压。
公用电网谐波 ---谐波电压限值
电网标称电压 THDu
kV
%
0.38
5.0
6 4.0
10
35 3.0
从周期性交流量中减去基波分量后所得量。
公用电网谐波---术语
谐波含有率 harmonic ratio (HR)
周期性交流量中含有的第h次谐波分量的方均 跟值与基波分量的方均跟值之比（用百分数 表示）。
第h次谐波电压含有率以HRUh表示，第h次谐 波电流含有率以HRIh表示。
公用电网谐波---术语
三相电压允许不平衡度-术语
公共连接点 point of common coupling
电力系统中一个以上用户的连接处。
供电电压的允许偏差-术语
术语
标称系统电压 nominal system voltage
系统设计选定的电压。
供电端 supply terminals
供电部门的配电系统与用户电气系统的联结点。
供电电压 supply voltage
电能质量 1 供电电压的允许偏差
现行标准：GB/T12325-2003 代替标准：GB/T12325-1990 //Old standard ======================================
1. 范围：
本标准规定了供电电压允许偏差。 本标准适用于交流50HZ电力系统正常运行条件
任何设备都会产生，大小而已。
短时间谐波 short duration harmonics
冲击持续时间不超过2s，且两次冲击之间的 时间间隔时间不小于30s的电流所含有的谐波 及其引起的谐波电压。
公用电网谐波 ---谐波电压限值
电网标称电压 THDu
kV
%
0.38
5.0
6 4.0
10
35 3.0
从周期性交流量中减去基波分量后所得量。
公用电网谐波---术语
谐波含有率 harmonic ratio (HR)
周期性交流量中含有的第h次谐波分量的方均 跟值与基波分量的方均跟值之比（用百分数 表示）。
第h次谐波电压含有率以HRUh表示，第h次谐 波电流含有率以HRIh表示。
公用电网谐波---术语
三相电压允许不平衡度-术语
公共连接点 point of common coupling
电力系统中一个以上用户的连接处。
电能质量概论
1. 电能质量的定义
“电能质量”是“任何明显引起电压、电流或频率偏移并由此导 致用户装置故障或误动作的电能问题” “电能质量”定义为“供电装置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”定义为“满足电子装置的运行条件，并能够以一种 与主布线系统及其它相关装置相协调的方式驱动、保护电子装置”
谐波次数为12k±1，最低次谐波为11次，三重 化二次侧绕组为200、 00 、 -200 ，四重化为150 、 00 、 -150 、 -300
谐波抑制技术
2.功率因数校正技术（PFC）
P UI1 cos1 I1 l cos1 n cos1 S UI I
其中：ν---基波因数 cosφ1 ---基波功率因数
为正弦波、电流波形为非正弦波的情况.
非正弦电路的有功功率
设正弦波电压有效值为U，畸变电流有效值为I，基波电流
有效值及与电压的相位差分别为I1和j 1。 有功功率为：P=U I1 cosj1
功率因数为：
P UI1 cos j1 I1 l cos j1 n cos j1 S UI I
二、谐波与无功
1、谐波的概念与分析
在供用电系统中，通常总是希望交流的电压、电流为正弦波形
u (t ) 2U sin(t )
U----电压有效值 ---初相角
主讲：陈乐柱
Email:chenlezhu@
非正弦电压的傅里叶级数分析：
u (t） a0 (an cos nt bn sin nt )
四、谐波干扰的抑制技术
多脉冲整流、多重化技术 用可关断电力电子器件和PWM技术减少谐波 干扰 无源功率滤波技术 有源功率滤波技术 混合功率滤波技术
电能质量讲座PPT课件
的优化配置和调度。
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
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
四、有源滤波
1、谐波的基本概念 • 电网稳态的供电电压波形为工频正弦波性，其数学表达式为：
u (t )
2U sin( t )
2 f
2 T
• 由于非线性负荷的存在，电网电压的波形往往偏离正弦波形而发生 畸变。畸变波形可以用一系列不同频率的正弦函数之和来近似。
四、有源滤波
一、电能质量概述
1、电能质量概念
国际电气电子工程师协会（IEEE）给出电能质量 问题的一般解释为：在供电过程中导致电器设备出现 误动作或者故障损坏的任何异常现象。 从普遍意义上讲，电能质量是指优质供电。
一、电能质量概述
2、常见的电能质量问题
⑴瞬时电压跌落（Voltage Dip） ⑵频率偏差(Frequency Deviations) ⑶电压下降（Sags）
2、主要谐波源
整流器
脉宽调制的变频器 电弧炉 电气化铁路 电力变压器 家用电器
四、有源滤波
3、谐波的危害
谐振 对旋转电机的影响 对变压器的影响 对电容器和电缆的影响 对输电线的影响 对断路器和消弧线圈的影响 对用电设备的影响 对测量和计量仪表的影响 对继电保护和自动装置的影响 对通讯的干扰
以上11种术语为IEEE第22标准协调委员会（电能质量） 和其他国际委员会于本世纪初推荐采用的说明电能质量 主要扰动的专用术语。
一、电能质量概述
2、常见的电能质量问题
我国电力行业较为重视的电能质量问题：电网谐波；
近年国际上较为重视的电能质量问题：电压瞬间跌落
一、电能质量概述
2、常见的电能质量问题
电力电子在电力系统中的应用
第四章
电能质量
一、电能质量概述
1、电能质量概念
电能质量培训通用课件
通过先进的电压调节和控制技术，可以实时监测和调整电网中的电压水平，确保 其在允许的范围内波动。同时，稳定控制技术可以在发生突然断电时，迅速启动 备用电源或实施紧急供电方案，以降低对重要负荷的影响。
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
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
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。
(电能质量和可靠性)PPT
典型案例分析：商务写字楼电能质量问题
结论 目前，商务写字楼中各种基于电力电子装 置的非线性负荷的应用越来越广泛，引起电能 质量问题的因素也逐渐增多，对各种复杂的、 精密的、对电能质量敏感的用电设备的安全可 靠运行带来严重威胁。通过对一个具体写字楼 供电系统电源出线的测量，分析得出该写字楼 供电系统的电能质量问题主要是谐波，并进一 步讨论了它的危害及一般解决方案。
电能质量和可靠性
引言：
功率因数、线损率、电能质量、供电可靠率 是衡量一个供电企业配电网运行维护和管理的 四个重要经济技术指标。供电企业应将这些指 标的管理作为保障用户电能质量、提高企业自 身效益、指导配电网的规划、建设和运行的重 要工作。上次我们已经对功率因数和线损进行 了培训，今天我们对电能质量和供电可靠性指 标管理进行简要介绍。
案例：电压质量造成家用电器损害，电力 公司应否承担赔偿责任
案情
2002 年 5 月 8 日，在某农场配电室突然短路产生火球，居民用电电压 突然增高，达到 400 伏左右，造成全村停电，大部分居民家用电器烧毁 或出现故障。事故发生后，电力公司实地检查，认为事故是由于用户配 电线路老化，造成电路故障，电压增高。村里居民张某、郭某认为配电 室的产权单位某农场和电力公司对此次事故负有不可推卸的责任。因此 将两单位告上法庭，要求赔偿损失 90000 余元。 审理中，农场认为此事故完全是由于电力公司的供电质量引起的，按照 《居民用户电器损坏处理办法》第 3 条第 3 款的规定应当由电力公司承 担责任。电力公司认为确定产权分界是处理本纠纷的基础。因《供电营 业规则》第 51 条规定了产权归属谁，谁就承担其拥有的供电设施上发 生事故引起的法律责任，而电力公司与某农场的产权分界是清晰的。依 据《供电营业规则》第 47 条第 1 款的分界原则，故障点是在分界点的 用户侧的设备。《居民用户家用电器损坏处理办法》第 3 条规定供电部 门承担责任是有前提的，即必须是在供电企业负责运行的线路上，必须 是供电企业的责任发生的事故。而本案不具备这两个条件，因此电力公 司是没有责任的。
电能质量分析与控制概述课件
有源滤波器
一种能够提供谐波补偿的装置，通过向系统注入与谐波相反 的电流来消除谐波。
有源滤波器能够动态地检测和补偿谐波，提高系统的电能质 量。它通常由电力电子设备和控制系统组成，能够实时地检 测和补偿谐波电流。
静止无功发生器
一种能够快速调节无功功率的装置，通过控制电力电子开 关来调节无功电流。
静止无功发生器能够快速地响应系统无功需求的变化，提 高电压的稳定性和电能质量。它通常由多个并联的电容和 电感组成，通过控制电力电子开关的开断来调节无功电流 。
推广电能质量改善技术
推广无功补偿技术
通过安装无功补偿装置，实现对电网中无功功率的有效补偿，提 高功率因数和电压稳定性。
推广有源滤波技术
利用有源滤波器对电网中的谐波进行抑制，减少谐波对电能质量的 影响。
推广电压暂降治理技术
针对电压暂降问题，采用适当的治理措施，保障重要负荷的连续供 电。
提高电力电子设备电能质量
04
电压偏差
衡量电压偏离额定电压的程度 ，是电能质量的重要指标之一
。
频率偏差
衡量电网频率偏离额定频率的 程度，对电力系统的稳定运行
具有重要影响。
波形畸变
反映电压或电流波形偏离正弦 波的程度，主要表现在谐波和
间谐波的含量上。
电压波动和闪变
反映电压幅值的快速波动对用 电设备的影响，可能导致灯光 闪烁或其他设备性能下降。
优化电力电子设备设计
通过改进设备的设计和制造工艺，降低电力电子设备对电能质量 的影响。
加强电力电子设备维护
定期对电力电子设备进行维护和检修，确保设备的正常运行和性能 。
推广智能电网技术
利用智能电网技术实现对电力电子设备的远程监控和调度，提高电 网的运行效率和电能质量。
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。
电能质量及其控制基本技术概述课件
对发电设备进行技术升级和改造，提 高其效率和稳定性，减少对电网的干 扰。
清洁能源发电
推广使用清洁能源如风能、太阳能等 进行发电，减少化石燃料的燃烧，降 低污染物的排放。
优化电网结构
加强电网基础设施建设
加大投资力度，建设更加坚强、可靠的电网，提高电网的输送能 力和稳定性。
采用先进的输电技术
如采用直流输电、柔性交流输电等先进技术，降低输电损耗，提高 输电效率。
电压监测的常见方法
包括模拟和数字电压表、电压传感器、电压质量 分析仪等。
详细描述
电压监测技术通过实时监测电压的幅值、波形、 相位等参数，判断电压是否符合标准要求，从而 保障电力系统的稳定运行和用电设备的安全。
电压监测技术的应用场景
广泛应用于工业、商业和居民用电等领域，对于 保障电力系统的稳定运行和用电设备的安全具有 重要意义。
自适应控制策略
通过人工智能技术实现自适应控制 策略，根据实时监测的电能质量数 据动态调整控制参数，提高电能质 量控制的效果。
大数据在电能质量控制中的应用
大数据采集与分析
利用大数据技术实现对海量电能 质量数据的实时采集和存储，通 过数据挖掘和分析技术，发现电
能质量问题的规律和趋势。
预测与优化
基于大数据分析结果，对电能质 量进行预测和优化，提高电力系
02
通过在系统中安装有源滤波器或 无源滤波器，滤除谐波电流，减 少其对电网的污染，从而保证供 电的纯净度。
电压波动与闪变控制技术
一种用于抑制电压波动和闪变，提高供电稳定性的电能质量 控制技术。
通过采用电压稳定控制装置或动态电压恢复器等设备，来吸 收或补偿电压波动和闪变的影响，从而保持供电电压的稳定 。
优化电网运行方式
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骤升:电压升高是指工频电压有效值上升到额定电压的110%-180%(1.11.8p.u.) ，持续时间在10ms到60s之间的电压质量问题 。
电压骤降是最常见的电能质量问题。
Sags
9
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
7
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
8
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。
18
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。
13
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。
能源管理业务部 PBC China
电能质量基本概念
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
内容
I. 电能质量概念及现象 II. 电能质量常见问题及解决方案 III. 电能质量标准 IV. Q & A
例如：一个计算机中心失电2s就可能破坏几十个小时的数据处理结果， 导致几十万美元的产值损失。
用电效率包括功率因数校正
据统计美国因电能质量问题造成的损失每年高达260亿美元。
6
电能质量相关现象
电能质量（PQ）通常指电压的幅值，频率，谐波，波形和可靠性。
电压骤降
电压骤升
电压中断 谐波/间谐波
瞬 变
3
电能质量概念及现象
4
何谓电能质量
电力公司常将电能质量定义为供电可靠性 (Reliability)并用统计数据来表示。显然，这 个定义仅仅考虑了电力公司对用户保持持续供 电的能力，而忽略了系统运行条件对用户设备 性能的影响。
电力用户作为受电能质量问题影响最大的群体， 在定义电能质量时理应充分考虑他们的观点。 从用户的角度出发，电能质量问题定义为：导 致用户设备失效(Failure)或误动作 (Misoperation)，并表现为电压、电流或频率 偏移的任何电能问题。
骤升: 通常是由于切断负荷引起的。由于在电压骤降时负荷经常会断 开，所以在电压骤降后经常伴随着电压骤升。
10
电压的骤降和骤升 – 影响?
电压骤降至低于设备的工作电压容许值会导致设备停运。在配电网等级上， 发生电压骤降的频率大概为电压骤升的20倍。 电压骤降会引起敏感控制器不必要的动作（引起跳闸），造成包括计 算机系统失灵、自动化控制装置停顿或误动、变频调速器停顿等；引起接 触器停顿或低压保护启动，造成电动机、电梯等停顿；引起高温光源（碘 钨灯）熄灭，造成公共活动场所失去照明。 造纸厂和半导体厂家对任何电力中断都非常敏感。单次的电压降落可 能造成数百万的损失。半导体厂家表示：“如果发生大于2分钟的停 电，我们的股票价格就会受到影响。”
使它们荡机、损坏、寿命缩短
17
瞬变 –电损?
.系统效率下降。瞬变将使一个用电系统的用电效率严重下降。瞬 变对所有的开关装置、接触元件、线包绕组、半导体元件等，都有 冲击作用，使电机、灯光及系统中所有的用电装置的用电效率下降。 研究发现，由于经年累月的冲击，瞬变会在开关装置及其它接触性 器件上造成氧化性碳膜层。在电机接触器上，每1欧姆阻抗的氧化 性碳膜层的生成和存在，可使电机的效率损失13％。瞬变导致系统 用电效率下降的另一个例子来自这样一个研究结果。在一条120V的 电路中，电流为15A/小时，瞬变发生的频次为40000个/小时，瞬变 持续的时间为100微秒。研究人员发现，在这样一个简单的电路中， 瞬变导致了8.05%的线路电耗增加。
14
最常见的瞬变 – 电容器切 换
注意电容器充电时产生的振荡波形。 振荡应该至少持续1/2-3个周期。
变将引起电弧(电压流动到不应该存在的地方)，会导致突发 故障，火灾和其他危险。
高频瞬变类似于无线电波，会干扰计算机系统。 足够大的瞬变将影响信号的有效值并引起保护设备如继电器动作。 瞬变还影响到所有的电子设备、电脑系统、灯光系统、配电设备，
电力设备生产厂家则将电能质量定义为能使设 备正常运行的供电特征，因此不同的设备制造 商往往存在不同的电能质量标准。 美国计算机制造商会提出了CBEMA曲线，描 述计算机能耐受一定幅度及持续时间的电压 骤降的能力； 国际半导体生产商组织制定了SEMI F47标准。
Zzzzz
5
电能质量的重要性
“电”是一种商品 －质量要求？ 非线性负荷增多（谐波） 用户设备日益敏感
相对于电压骤降，电压骤升造成的损害则是永久性的。 该损害通常比较隐蔽，如减少电机，变压器和其他设备的使用寿命。
11
电压骤降的报告
12
瞬变 – 概念?
在很短时间内的事件 (通常小于10ms, )，为脉冲或振荡。 脉冲(a.k.a. 单方向的) 是一种冲击 振荡(a.k.a.振荡的) 是一种高频衰减
电压骤降是最常见的电能质量问题。
Sags
9
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
7
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
8
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。
18
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。
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电能质量基本概念
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概况二
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内容
I. 电能质量概念及现象 II. 电能质量常见问题及解决方案 III. 电能质量标准 IV. Q & A
例如：一个计算机中心失电2s就可能破坏几十个小时的数据处理结果， 导致几十万美元的产值损失。
用电效率包括功率因数校正
据统计美国因电能质量问题造成的损失每年高达260亿美元。
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电能质量相关现象
电能质量（PQ）通常指电压的幅值，频率，谐波，波形和可靠性。
电压骤降
电压骤升
电压中断 谐波/间谐波
瞬 变
3
电能质量概念及现象
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何谓电能质量
电力公司常将电能质量定义为供电可靠性 (Reliability)并用统计数据来表示。显然，这 个定义仅仅考虑了电力公司对用户保持持续供 电的能力，而忽略了系统运行条件对用户设备 性能的影响。
电力用户作为受电能质量问题影响最大的群体， 在定义电能质量时理应充分考虑他们的观点。 从用户的角度出发，电能质量问题定义为：导 致用户设备失效(Failure)或误动作 (Misoperation)，并表现为电压、电流或频率 偏移的任何电能问题。
骤升: 通常是由于切断负荷引起的。由于在电压骤降时负荷经常会断 开，所以在电压骤降后经常伴随着电压骤升。
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电压的骤降和骤升 – 影响?
电压骤降至低于设备的工作电压容许值会导致设备停运。在配电网等级上， 发生电压骤降的频率大概为电压骤升的20倍。 电压骤降会引起敏感控制器不必要的动作（引起跳闸），造成包括计 算机系统失灵、自动化控制装置停顿或误动、变频调速器停顿等；引起接 触器停顿或低压保护启动，造成电动机、电梯等停顿；引起高温光源（碘 钨灯）熄灭，造成公共活动场所失去照明。 造纸厂和半导体厂家对任何电力中断都非常敏感。单次的电压降落可 能造成数百万的损失。半导体厂家表示：“如果发生大于2分钟的停 电，我们的股票价格就会受到影响。”
使它们荡机、损坏、寿命缩短
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瞬变 –电损?
.系统效率下降。瞬变将使一个用电系统的用电效率严重下降。瞬 变对所有的开关装置、接触元件、线包绕组、半导体元件等，都有 冲击作用，使电机、灯光及系统中所有的用电装置的用电效率下降。 研究发现，由于经年累月的冲击，瞬变会在开关装置及其它接触性 器件上造成氧化性碳膜层。在电机接触器上，每1欧姆阻抗的氧化 性碳膜层的生成和存在，可使电机的效率损失13％。瞬变导致系统 用电效率下降的另一个例子来自这样一个研究结果。在一条120V的 电路中，电流为15A/小时，瞬变发生的频次为40000个/小时，瞬变 持续的时间为100微秒。研究人员发现，在这样一个简单的电路中， 瞬变导致了8.05%的线路电耗增加。
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最常见的瞬变 – 电容器切 换
注意电容器充电时产生的振荡波形。 振荡应该至少持续1/2-3个周期。
变将引起电弧(电压流动到不应该存在的地方)，会导致突发 故障，火灾和其他危险。
高频瞬变类似于无线电波，会干扰计算机系统。 足够大的瞬变将影响信号的有效值并引起保护设备如继电器动作。 瞬变还影响到所有的电子设备、电脑系统、灯光系统、配电设备，
电力设备生产厂家则将电能质量定义为能使设 备正常运行的供电特征，因此不同的设备制造 商往往存在不同的电能质量标准。 美国计算机制造商会提出了CBEMA曲线，描 述计算机能耐受一定幅度及持续时间的电压 骤降的能力； 国际半导体生产商组织制定了SEMI F47标准。
Zzzzz
5
电能质量的重要性
“电”是一种商品 －质量要求？ 非线性负荷增多（谐波） 用户设备日益敏感
相对于电压骤降，电压骤升造成的损害则是永久性的。 该损害通常比较隐蔽，如减少电机，变压器和其他设备的使用寿命。
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电压骤降的报告
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瞬变 – 概念?
在很短时间内的事件 (通常小于10ms, )，为脉冲或振荡。 脉冲(a.k.a. 单方向的) 是一种冲击 振荡(a.k.a.振荡的) 是一种高频衰减