电能质量讲座 第二讲 20世纪末对电能质量要求的新发展
电能质量讲座(2010)
电能质量讲座北京博电新力电力系统仪器有限公司1 前言电力系统中, 理想的电压应具备下列特点:★频率稳定,我国电力系统频率为50 Hz。
★波形为正弦波。
★电压幅值稳定，且为规定值，如：0.38kV、10kV等等。
★三相间相位依次相差120度。
但随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，引起电网电流、电压波形发生畸变，产生电网的谐波污染。
另外，冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且使得电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重，这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，造成对电网的公害。
为此，国家技术监督局相继颁布了涉及电能质量六个方面的国家标准，即：GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变GB/T 14549-93 电能质量公用电网谐波GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡GB/T 18481-2001 电能质量暂时过电压和瞬态过电压电能质量的国家标准就是从不同方面描述和规定电压和电流的这种非理想状态。
2 供电电压允许偏差用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。
当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和寿命将受到影响，影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异。
•电压偏差计算式如下：电压偏差（％）=（电压测量值－系统标称电压）/系统标称电压×100％《电能质量供电电压偏差》规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压的允许偏差为：（1）35kV及以上供电电压正负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10％，如偏差同号，按较大的偏差绝对值作为衡量依据。
（2）20kV及以下三相供电电压允许偏差为标称电压的－7％～＋7％；（3）220V单相供电电压允许偏差为标称电压的－10％～＋7％。
电能质量课件
电能质量课件电能质量课件电能质量是指电力系统中电能的供应和使用过程中，电压、电流、频率、相位等参数的稳定性和准确性。
它关系到电力系统的安全稳定运行，也直接影响到电气设备的正常运行和寿命。
随着电力系统的发展和电气设备的普及，电能质量问题日益突出，给人们的生活和生产带来了诸多困扰。
一、电能质量的概念与重要性电能质量是指电力系统中电能参数的稳定性和准确性，包括电压波动、电压暂降、电压闪变、电压谐波、电压不平衡等方面的问题。
电能质量问题会导致电气设备的故障、损坏甚至火灾事故的发生，给人们的生活和生产带来严重影响。
因此，保障电能质量对于电力系统的安全稳定运行至关重要。
二、电能质量的影响因素1. 电力系统的供电可靠性：供电系统的可靠性直接决定了电能质量的好坏。
供电系统的故障、短路等问题会导致电能质量下降。
2. 电能质量监测与控制技术：电能质量监测与控制技术的发展水平直接影响到电能质量的提高。
通过对电能质量进行实时监测和控制，可以及时发现问题并采取相应措施进行调整和修复。
3. 电气设备的质量和性能：电气设备的质量和性能对电能质量有着重要影响。
优质的电气设备能够更好地适应电能质量变化，减少故障和损坏的可能性。
三、电能质量的解决方法1. 提高供电可靠性：加强供电系统的维护和管理，确保供电系统的可靠性和稳定性，减少电能质量问题的发生。
2. 安装电能质量监测设备：通过安装电能质量监测设备，及时了解电能质量的变化情况，为问题的解决提供依据。
3. 优化电气设备的设计和选用：选择质量可靠、性能稳定的电气设备，能够降低电能质量问题的发生概率。
4. 加强电能质量管理：建立健全的电能质量管理体系，加强对电能质量的监督和管理，及时发现和解决问题。
四、电能质量的未来发展趋势1. 智能化监测与控制：随着物联网和人工智能技术的发展，电能质量监测与控制将更加智能化。
通过智能设备的应用，可以实现电能质量的实时监测和自动控制，提高电能质量的稳定性和准确性。
电能质量标准的概况及发展-林雪海33页PPT
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 பைடு நூலகம்而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
电能质量标准的概况及发展林雪海
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
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
电能质量讲座 PPT课件
电气化铁路与电能质量
电气化铁道负荷的波动性、不对稳性、低 力率（低功率因数）和非线性一直是电力专 家关注的电能质量问题。
我国第一条电气化铁路——宝成铁路宝鸡 至凤州段于1961年8月15日建成通车。由于 当时向该段供电的电网容量较小，电网三相 电压不平衡是当时专家们关注较多的问题。
• 2002年6月成都铁路局、西南交通大学、四川电力公司 对内－昆电气化铁路昭通段进行谐波、负序测试。
(3) 严格负荷 (Critical Load)，对此类负荷, 必须 确保供电严格符合要求, 如信息技术的芯片生产、 微电子元件的智能化流水线、医院、银行和证供、用电应具有以下特征： (1) 供电电压具有稳定的标称频率、 幅值和波形； (2) 保持三相电压和电流的平衡，保 证电网最大传输效率； (3) 持续稳定和充足的电能供应； (4) 低廉的电价； (5) 对环境的不良影响较小。
电能质量是评估电力系统运行水平的重要技 术标准。
优良的电能质量应由供电方、电器制造厂商 和电力用户三方共同保证。
自20世纪90年代起，国际相关组 织开始将电能质量以及电磁兼容构筑成 一个技术体系加以研究。
电能质量已经成为电力系统研究领 域一个新的学科分枝。
电能质量监测与管理已经成为电力 市场管理中的一项系统工程。
电能质量的特征
(1) 电力系统的电能质量始终处在动态变化之中；
(2) 电力系统是一个整体，各个局部的电能质量可 能相互影响；
(3) 电能质量扰动会在系统中广泛传播，并对其他 系统或设备产生实在或潜在危害；
(4) 在一般情况下，用户是保证电能质量的主体；
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。
电能质量
背景
电能质量问题的提出由来已久，在电力系统发展的早期!电力负荷的组成比较简单，主要由同步电动机、异步 电动机和各种照明设备等线性负荷组成，因此衡量电能质量的指标也比较简单，主要有频率偏移和电压偏移两种 20世纪80年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子器件和装置在现代工业中得到了广泛应用。同时， 为了解决电力系统自身发展存在的问题，直流输电和FACTS技术不断投入实际工程应用!调速电机以及无功功率补 偿电容器也大量投入运营。这些设备的运行使得电中电压和电流波形畸变越来越严重，谐波水平不断上升。另外， 冲击性、波动性负荷，例如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等，运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且还会产 生电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题。但另一方面，随着各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用 电设备不断普及，人们对电能质量的要求越来越高，因而电能质量成为目前研究的热点。
改善措施
改善电能质量的装置和措施很多，以大功率电力电子器件为核心单元的新型装置可以用来有效地抑制或抵消 电力系统中出现的各种短时、瞬时扰动，而常规措施则很好地适用于稳态电压调整。电能质量控制装置按功能可 分为以下三大类：无功补偿装置、滤波器和着重于解决暂态电能质量问题的统一电能质量调节器(UPQC)。要想使 电能质量控制装置充分发挥其设计功能，采用准确、高效的分析与控制方法是至关重要的。首先要获得及时、准 确的有关“源”信息，如三相电压、三相电流、中线电流及中线对地电压等，然后对这些源信息进行实时、快速 的分析，得到所需的控制信息，控制装置根据这些控制信息，采用适当的控制方法产生相应的动作，最终才能得 到理想的补偿效果。
概念
电能质量(PowerQuality)，从严格意思上讲，衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。从普遍意义上 讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。电能质量问题可以定义为：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、 瞬时或暂态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。
电能质量讲座 第二讲 20世纪末对电能质量要求的新发展
电能质量讲座第二讲 20世纪末对电能质量要求的新发展陈警众
【期刊名称】《供用电》
【年(卷),期】2000(017)004
【总页数】3页(P52-54)
【作者】陈警众
【作者单位】中国电机工程学会城市供电专委会
【正文语种】中文
【中图分类】TM715
【相关文献】
1.电能质量讲座第七讲与分布式电源并网有关的电能质量标准和规范 [J], 田源;朱永强;夏瑞华;韩民晓;
2.电能质量讲座第一讲新能源并网引起电能质量问题综述 [J], 朱永强;李翔宇;夏瑞华;
3.电能质量讲座第一讲新能源并网引起电能质量问题综述 [J], 朱永强;李翔宇;夏瑞华
4.电能质量讲座第一讲电能质量的研究 [J], 程浩忠
5.电能质量监测和监测仪器讲座第七讲电能质量监测设备通用要求和在线监测[J], 葛毅达;王鸿钰
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电能质量讲座 第一讲 电能质量的常规要求
电能质量讲座第一讲 电能质量的常规要求中国电机工程学会城市供电专委会 陈警众编者按:电能是一种特殊的商品,电能质量一直是人们关注的一个重要课题,尤其是在电力市场兴起和发育之际,电能质量问题更为突出。
为此,本刊特请作者撰写《电能质量》讲座,介绍电能质量的常规要求;20世纪末对电能质量要求的新发展;改善电能质量的新设施以及改善措施的实际应用。
全文分4次刊登,请读者注意。
1 概述电能是一种特殊的商品,既具有以商品形式向用户出售的性质,又具有为千百万用户服务的公用事业性质。
电能的特点是不能储存,而是发、供、用电同时完成并由用电的多少来决定发电与供电的多少。
因此,对用户连续不断供电是电能质量的一个重要标志。
由于电能的供应带有垄断性,电力用户往往在使用电力企业所供的电能时,对其质量的波动或不良情况也无可奈何。
故早期制订的常规电能标准,其要求不够严格,相当长时间内没有重大改进。
用户与电力企业之间矛盾不断发生。
20世纪后半世纪,世界科技发展速度加快,传统的电能质量标准已无法适应用户需要,迫使电力企业和有关学术组织不得不对电能质量标准作出较大的修订补充。
传统的电能质量只包含频率、电压和可靠性(即不断电)三个方面。
随后,部分事故和用户投诉使人们逐步认识到电网中的谐波和三相不平衡现象的严重危害性。
谐波使电能波形产生畸变,从而使电气设备寿命缩短、电网损耗增大、系统发生谐波谐振的可能性增加,还会引起继电保护和自动装置误动、仪表指示和计量不准以及产生通信干扰等一系列问题。
三相不平衡主要是负序分量引起的。
不平衡电压使旋转电机的转子受到反方向的负序旋转磁场的作用,该磁场切割转子产生双倍频率附加电流从而使电机本体发热烧损,双倍频率附加交变电磁力矩同时作用在转子和定子上产生双倍频率附加振动。
负序电流和负序电压还会引起继电保护装置误动和拒动。
据国外有关资料,额定转矩的电动机,如负序电压含量为4%,由于发热,其绝缘寿命缩短约一半。
1984年,大同第二发电厂中的发电机负序电流过负荷保护受到电气铁道所产生的过大负序电流和谐波电流而动作切机,造成大面积停电。
电能质量讲座
八、电力系统三相不平衡
2、三相电压不对称度的允许值 电能质量 三相电压允许不平衡度 （GB/T15543-2008)
– 正常允许2%，短时不超过4% – 每个用户一般不得超过1.3%
八、电力系统三相不平衡
3、三相不平衡产生的原因
• 供电环节不平衡（系统阻抗） • 用电环节不平衡（电气化铁路、电 弧炉）
指标的评估往往是概率统计的结果。
电能质量特征 2
◆电能质量作用的相关性：
电能不易大量储存，其生产、输送、分配和转换过 程直至消耗几乎是同时进行的。当电力系统处于不同运 行状态时，电能质量一旦超标，相关的配电网络和用设 备都会受到不同程度的影响，很显然，在系统运行过中 劣质电能是不可能更换的。 有些情况下，引起电能质量下降的原因是多方面的， 系统中的某一实体，往往既可能是电能质量的破坏者， 同时也是劣质电能的受害者。
INTERRUPTIONS
陷波
NOTCHES
暂升
SWELLS
波动
FLUCTUATIONS
瞬变
TRANSIENTS
频率
FREQUENCY DEVIATIONS
三、电能质量的含义
• • • • 电压质量 电流质量 供电质量 用电质量
四、电能质量的特点
• • • • • • 动态性 相关性 传播性 潜在性 复杂性 整体性
八、电力系统三相不平衡
1、三相电压不对称度的概念
三相电压不对称的程度通常用三相电压不对称度来表示，它表示三相 系统的电压正序分量与电压负序分量的均方根值百分比。即：
U
式中 U
U
U 100% U
——三相电压正序分量的均方根值； ——三相电压负序分量的均方很值；
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。
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电能质量讲座第二讲 20世纪末对电能质量要求的新发展中国电机工程学会城市供电专委会 陈警众中图分类号:TM715 文献标识码:B 文章编号:100626357(2000)0420052204 随着新技术的不断发展,特别是计算机技术、大功率电力电子技术、自动化及控制技术的迅速发展以及电力市场的产生和发育,广大电力用户和电力企业对电能质量的基本概念和具体要求有了根本性变化。
传统的做法,电能质量都是以电力企业自身需要而规定的标准来评定的。
现在需要改变。
一是应以电力用户“所感受到的”影响为依据;二是可以从可靠性和供电质量两个方面来考虑。
可靠性是指用户对供电是否“感受到”了断电影响。
根据目前情况,用户对低于011p.u.(标幺值)的电压就会“感受到”了断电。
但是,敏感电力用户在小于015周波的时间内是“感受不到”断电影响的,也就是说,在60H z 系统的8133m s或50H z系统的10m s时间内的断电可以认为没有断过电,其可靠率为100%。
这个概念对配电技术有极大影响。
过去用自动重合器和自动切换装置作为对用户不间断供电的常规措施,自动重合器实际断电时间要达几个周波至几秒,自动切换装置则一般要015s 至几秒,显然已不符合前述要求,因此,常规措施需更换为新技术。
现在的新技术是采用微电子继电保护装置加上大功率电力电子技术制成的固态切换开关,以保证在015周波内完成全部切换操作。
当然对广大普通用户而言,常规自动重合器或自动切换装置仍然是一个有效措施。
供电质量是指用户所“感受到”的电能质量。
有时虽然有电,但因电能质量不良(稳态或瞬态)而使用户用不到符合其要求的电能,就应看作电能质量不合格。
电能质量不良有很多种,随着电力用户对电能质量敏感程度的变化,电能质量分类亦在发展,还会发现和增加新的内容,总的趋势是分得更细和要求更高。
在具体要求上,除了常规的各项稳态及部分瞬态质量标准外,还新增了若干瞬态质量标准,这就赋予了电能质量以新的含义。
20世纪80年代,美国计算机和商用设备制造商协会(Computer and Business Equi pm en t M anufacturers A ss ociati on CBE M A)(现已改称Info r m ati on T echno l ogy Industry Council IT I C信息技术工业协会)出于大型计算机对电能质量的要求曾提出了电压容限曲线及相关的4种典型电压扰动,以防止电压扰动造成计算机及其控制装置误动和损坏。
容限曲线见图4,阴影部分为合格电压。
该曲线已为IEEE采纳作为IEEE STD44621980的一部分,成为美国标准。
加拿大也有自己规定,与此基本一致。
图4 美国CBE MA电压容限曲线及相关的典型电压扰动(阴影部分为合格电压)从图4可知,电压扰动共分为4类,即电压下跌、电压上升、尖峰脉冲和断电,现分别说明如下。
(1)电压下跌(Sag)这是电压幅值下降持续时间小于2s的情况,通常是由电动机启动瞬变或电力系统的切换操作引起的。
这是用户投诉最多的一种电压扰动。
在电力系统发生故障时会发生剧烈的电压降(降到正常电压的45%,持续时间达60m s),这就是图4中所示的落在电压包络线之外的情况,很可能将计算机或控制部分掉闸停电或造成设备损坏。
配电线故障一般要持续100～200m s,所产生的电压降很可能落在包络线之外,所以是相当危险的。
(2)断电(I n terrupti on)这是由电力系统故障引起的,也就是电压跌到零或接近零。
图4中表明允许断电时间小于8133m s(即60H z 系统中的半个周波,在50H z系统内的半个周波为10 m s),超过半个周波就会产生严重后果,因而是不合格的25供 用 电第17卷第4期2000年8月(如图4中所示之例)。
(3)电压尖峰脉冲(Sp i ke )这是电压高频突发,产生极高的短暂电压升高而损坏电子设备。
图4中显示了一个尖峰脉冲实例:由于在配电回路附近切换电容器而引起的,幸好落在阴影部分(即允许值内),没有损坏设备。
但电容器切换相当频繁,尖峰脉冲的发生又有随机性,必然会有几次是落在曲线之外的,这就造成了设备损坏的事故。
(4)电压上升(Swell )这是系统电压瞬时波动所常见的,关键是幅值和持续时间。
图4中所示之例已超出包络线,因而是危险的。
美国CBE M A 改称信息技术工业协会后,其所属的第3技术委员会(T echn ical Comm ittee 3,TC 3)对图4的曲线作了修订如图5,称作IT I C 曲线,亦有仍称CBE M A 曲线的。
图5 IT I C 曲线(CBE MA 曲线),表明了适用于所有类型设备的电压容限的幅值和持续时间图5仍沿用图4的基本概念,即包络线内的电压为合格电压而包络线外的为不合格电压。
在包络线下面的电压会使负荷失电,而在包络线上面的电压会造成其他设备失灵,诸如绝缘发生问题、过电压脱扣或过励磁等。
图5的包络线与图4的包络线相比,作了几点修订,主要有:(1)将光滑曲线改为折线,增设了几个转折点,使电压变化(幅值与时间)的定量化十分明确。
(2)稳态电压容限从原有的106%和87%改为110%和90%,电压的上下偏差值相等。
(3)下包络线的起始时间从8133m s 改为20m s (超过60H z 系统的一个周波),表明了计算机元件的断电耐受水平有了提高。
这就可为改进电压措施降低造价提供了很大的可能性,例如可少用价格昂贵的可关断晶闸管(Gate T urn off GTO )而多用价格相对低的可控硅整流器元件(Silicon Con tro lled R ectifier SCR )。
(4)图5的横座标(时间座标)既标明秒(s ,m s ,L s )的单位,又标明60H z 系统的周波(图中的c )单位,更具实用性。
关于电能质量扰动问题,一直引起各国的密切关注。
在上述的IT I C 曲线发表后,对此又有了发展。
IEEE 第22标准协调委员会(Standards Coo rdinating Comm ittee 22)(电能质量)和其他国际委员会最近推荐采用11种专用术语来说明电能质量的主要扰动(见图6),现介绍其名称和定义于后。
图6 电能质量的8种主要扰动(1)断电(I n terrupti on s )在一定时间内,一相或多相完全失去电压(低于011p .u .)称为断电。
断电按持续时间分为三类:瞬时断电 015周波至3s ;暂时断电 3s 至60s ;持续断电 >60s(2)频率偏差(Frequency D ev i a ti on s )各国均已作出具体规定。
(3)电压下跌(Sags )持续时间为015周波～1m in ,幅值为011p .u .至019p .u .(标幺值),系统频率仍为标称值。
(4)电压上升(Swells )电压(或电流)暂时性超过标称值10%者称为电压上升。
系统频率仍为标称值。
持续时间为015周波～1m in ,幅值为111p .u .至118p .u .(标幺值)。
(5)瞬时脉冲或突波(Tran si en ts )瞬时脉冲表示了在两个连续稳态之间的一种在极短时间内发生的现象或数量变化。
瞬时脉冲可以是任一极性的单方向脉冲,也可以是发生在任一极性的阻尼振荡波第一个尖峰。
(6)电压波动(Voltage Fluctua ti on s )电压波动是在包络线内的电压的有规则变动,或是幅值通常不超出019p .u .至111p .u .电压范围的一系列电压随机变化。
这种电压变化往往称作闪变(flicker )。
闪变这个专用术语是来自电压波动对照明灯的视觉影响。
对输配电系统产生电压闪变的最常见原因是电弧炉。
(7)电压切痕(Notches )352000年第4期供 用 电电压切痕是一种持续时间小于015周波的周期性电压扰动。
电压切痕主要由于电力电子装置在有关两相间发生瞬时短路时电流从一相转换到另一相而产生的。
电压切痕的频率会非常高,因此用常规的谐波分析设备是很难测量出电压切痕的。
这就是过去从未有过此项电压扰动内容,直到最近才正式列入的原因。
(8)谐波(Har m on i cs)含有基波整倍数频率的正弦波电压或电流称为谐波。
产生畸变后的波形可分解为基波和许多谐波之和。
谐波是由于电力系统和电力负荷中设备的非线性特性造成的。
谐波有奇次(又可分为3的倍数和非3的倍数)和偶次之分。
随着用电装置对谐波敏感性的日益增加,高次谐波越来越受到注意并规定了限额。
其他扰动尚有:(9)间谐波(I n terhar m on i cs)含有基波的非整倍数频率的电压或电流称为间谐波。
小于基波频率的分数谐波(fracti onal har mon ics)亦属于此类。
间谐波的主要来源是静止变频器(static frequency converter)、循环换流器(cycl oconverter)、感应电动机和电弧发生装置等。
间谐波会使显示装置引发视觉闪变。
(10)过电压(Overvoltages)过电压是指电压幅值超过标称电压且持续时间大于1m in。
过电压的幅值为111p.u.至112p.u.。
(11)欠电压(Undervoltages)欠电压是指电压幅值小于标称电压且持续时间大于1m in。
欠电压的幅值为018p.u.至019p.u.。
上述的电能质量不良(以及三相不平衡或负序电压、电流)可能造成工业生产的非计划停工或设备损坏,使用户遭受相当大的经济损失。
不同的负荷(或用户)一般可分成三类:(1)普通负荷(或用户) 电能质量不良一般对普通负荷影响不显著。
只有持续断电过长和电压下跌过多或上升过多才会“感受”到影响。
(2)敏感负荷(sen sitive l oad) 此类负荷对电能质量不良相当敏感并会受到损害,因此对电能质量有一定要求且必须采取一定的对策以确保达到此要求。
但不同类型敏感负荷的敏感程度不同,因此,要在进行费用收益比分析并作出最佳缓解程度的决策后,才提出电能质量要求及其相应措施。
(3)要求严格的负荷(critical l oad) 此类负荷在电能质量不良时会产生严重后果,有的会造成巨大经济损失,有的会发生不可挽回的损害,因此必须要确保所提出的电能质量要求。
例如医院中用计算机进行的心脏外科、脑外科、心血管外科、眼科手术等,又如用大型计算机网络操作的证券交易所、银行等金融机构,再如生产精密度要求特别高的信息工业芯片、微电子元件以至纳米级元件的制造,更如大多数的军事工业制造及军事设施等等。
上述负荷的分类不是由电力企业决定的,而是由用户根据自身的需要而提出的。
电力企业有义务和用户一起,加强合作,共同想法满足用户要求。
保证电能质量的方法无非是两个方面,一个是进行负荷调整,就是使负荷减少敏感程度,这不易做到。