电能质量计算

相关国家标准：

1、GB/T 19862-2005电能质量监测设备通用要求.pdf

2、电能质量国家标准：

2.1、GBT 12325-2003 电能质量供电电压允许偏差.pdf

2.2、GB_T15945-1995电能质量电力系统频率允许偏差.pdf

2.3、GB_T15543-1995三相电压允许不平衡度.pdf

2.4、GB-T14549-1993 电能质量公用电网谐波.pdf

2.5、GB 12326-2000电能质量电压波动与闪变.pdf

2.6、GB_T18481-2001电能质量暂时过电压和瞬态过电压.pdf

3、某电能质量监测装置中的电能质量表计值及其简单计算、测试

某电能质量监测装置中的电能质量菜单：

电压、电流不平衡度:λ

不平衡度的表达式

式中：U1：三相电压的正序分量方均根值，单位V、U2：三相电压的负序分量方均根值，单位V。如将上式中U1 、U2 换为I1、I2 则为相应的电流不平衡度εI 的表达式。

例：施加正序电流，A相1<0°A，B相1<240°A，C相1<120°A，毫无疑问，此时电流不平衡度εI为0。以下是改变B相电流幅值，某电能质量监测装置电流不平衡度的显示值及其计算验证：

电压、频率偏差；λ

电压偏差deviation of voltage：电力系统正常运行的电压偏移。

例：在该装置中以相电压为基准计算。仍假定正常运行的线电压为10kV，若某相电压由5774V下降为2887V，则电压偏差为-50%。

频率偏差frequency deviation：系统频率的实际值和标称值之差。

例：系统额定频率为50Hz，此时为50.02Hz，则频率偏差为+0.02Hz。

谐波

3.1 谐波相关术语定义：

基波(分量) fundamental (component)：

对周期性交流量进行付立叶级数分解得到的频率与工频相同的分量。

谐波(分量) harmonic (component)：

对周期性交流量进行付立叶级数分解得到频率为基波频率大于1 整数倍的分量。

谐波次数(h) harmonic order(h)：谐波频率与基波频率的整数比

谐波含量(电压或电流) harmonic content (for voltage or current)：

从周期性交流量中减去基波分量后所得的量

谐波含有率harmonic ratio (HR)：

周期性交流量中含有的第h 次谐波分量的方均根值与基波分量的方均根值之比(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。

总谐波畸变率total harmonic distortion (THD)：

周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比(用百分数表示)。

电压总谐波畸变率以THDu表示，电流总谐波畸变率以THDi 表示。

3.2谐波术语的数学表达式

第h 次谐波电压含有率HRUh

3.3 试验和简单计算

以IA电流谐波为例说明，以下是某电能质量监测装置的试验表计数据：施加IA电流1<0°A，改变各谐波分量，得到以下数据：

对上表畸变率数据的简单计算，确认无误。

补充定义：

K FACTOR（K因子）：各次谐波电流与其谐波次数之积的平方和与各次谐波电流的平方和的商。

例：对于备注①，K FACTOR＝[12＋(0.1*2)2]/(12＋0.12)=1.030，实测值为1.034；

对于备注③，K FACTOR＝[12＋(0.1*2)2＋(0.1*3)2＋(0.5*5)2]/(12＋0.12＋0.12＋0.52)=5.811，实测值为5.778。

C（rest）FACTOR（峰值因子）：电流信号的最大绝对值和均方根值的比率。

即：C FACTOR＝电流最大绝对值/均方根值（个人理解，不一定正确，没有查到公式！）

例1：对于备注①：

电流最大绝对值为函数

y=1.414*SINωt+0.1*1.414*SIN2ωt

的最大绝对值(ω=2πf=100π)。通过计算得到在79.27°时，y的绝对最大值为1.441。

均方根值的平方为12＋0.12＝1.01，均方根值为1.005。

故，C FACTOR＝1.441/1.005=1.4337。实测值为1.452。

例2：对于备注②：

电流最大绝对值为函数

y=1.414*SINωt+0.1*1.414*SIN2ωt+0.1*1.414*SIN3ωt

的最大绝对值。通过计算得到在65.25°时，y的绝对最大值为1.353。

均方根值的平方为12＋0.12＋0.12＝1.02，均方根值为1.01。

故，C FACTOR＝1.353/1.01=1.3398。实测值为1.341。

例3：对于备注③：

电流最大绝对值为函数

y=1.414*SINωt+0.1*1.414*SIN2ωt+0.1*1.414*SIN3ωt+0.5*1.414*SIN5ωt 的最大绝对值。通过计算得到在80.61°时，y的绝对最大值为2.021。

均方根值的平方为12＋0.12＋0.12＋0.52＝1.27，均方根值为1.127。故，C FACTOR＝2.021/1.127=1.793。实测值为1.779。