电能质量监测和监测仪器讲座 第五讲 暂态电能质量监测
暂态电能质量
暂态电能质量暂态电能质量是指电能在电力系统中传输和分配过程中的暂时性变化和波动情况。
它是评估电力系统稳定性和可靠性的重要指标之一。
暂态电能质量问题的存在可能会导致设备损坏、电力系统运行不稳定以及对用户正常用电产生影响。
在电力系统中，暂态电能质量问题主要包括电压暂变、电压闪变、电压骤变和电压波动等。
电压暂变是指电压突然增加或减小的瞬时变化，它可能会造成设备损坏或故障。
电压闪变是指电压在较短时间内快速波动的现象，它可能会影响工业生产设备的正常运行。
电压骤变是指电压在极短时间内快速变化的现象，它对灵敏的电子设备可能会造成损坏。
电压波动是指电压在一定时间内波动的现象，它可能会对用户的用电产生影响。
造成暂态电能质量问题的原因很多，主要包括电力系统负荷突变、短路故障、电源开关操作等。
负荷突变是指电力系统负荷在短时间内快速变化的情况，如大型电机的启动和停止。
短路故障是指电力系统中发生的短路现象，它会导致电压的暂时性下降或波动。
电源开关操作是指电力系统中各种开关设备的操作，如合闸、分闸等，这些操作可能会引起电能暂态变化。
为了解决暂态电能质量问题，需要采取一系列的措施。
首先，应对电力系统进行合理的规划和设计，以减少负荷突变和短路故障的发生。
其次，应选择合适的电力设备和保护装置，以提高电力系统的稳定性和可靠性。
同时，还可以采用电力电子器件和控制技术来改善电能暂态质量。
此外，对于用户来说，也应合理安排用电计划，避免在电力系统负荷高峰期使用大功率设备，以减少电压暂变和闪变的发生。
暂态电能质量是电力系统中一个重要的问题，它影响着电力系统的稳定性和可靠性。
为了提高暂态电能质量，需要全面考虑电力系统的规划、设计和运行，采取相应的技术和措施来解决问题。
只有这样，才能确保电力系统的正常运行，满足用户的用电需求。
同时，也需要加强对暂态电能质量问题的研究，不断提高电力系统的暂态稳定性和可靠性。
电能质量监测与控制监测与控制课件
设备集成化
将多个传感器和测量模块集成到一 个设备中，简化安装和维护工作， 降低成本。
设备智能化
增加自动校准、故障诊断和数据自 动处理等功能，提高设备的智能化 水平。
控制技术的创新与发展
算法优化
研究和开发更高效、准确的电能 质量控制算法，提高系统的响应
速度和稳定性。
预测控制
利用大数据和人工智能技术，实 现电能质量的预测控制，提前预
监测方法与技术
01
02
03
时域分析
通过实时监测和分析电压 、电流波形，评估电压暂 降、暂升和浪涌等电能质 量问题。
频域分析
通过分析电压和电流的频 率成分，评估谐波和间谐 波等电能质量问题。
统计分析
对长时间内的电能质量数 据进行统计分析，评估电 压偏差、波动和不平衡等 问题。
监测数据的收集与分析
数据采集与存储
电能质量的影响因素
要点一
总结词
影响电能质量的因素主要包括电力负荷、发电方式、输电 线路和电力系统设备等。
要点二
详细描述
电力负荷是影响电能质量的重要因素之一，不同类型的负 荷对电能质量的要求也不同。发电方式和输电线路也会影 响电能质量，例如风力发电和太阳能发电可能会引起电压 波动和闪变等问题。此外，电力系统中各种设备的运行状 态也会影响电能质量，例如变压器和电动机等设备的故障 可能会导致电压波动和电流畸变等问题。
警和干预。
多目标优化
综合考虑多种性能指标和经济因 素，实现电能质量控制的综合优
化。
监测与控制系统的集成化与智能化
系统集成
将电能质量监测与控制系统整合到一个平台上， 实现数据的共享和协同处理。
数据融合
电力系统中的电能质量监测方法应用教程
电力系统中的电能质量监测方法应用教程随着现代工业的发展和人们对电力质量要求的不断提高，电能质量监测变得越来越重要。
电能质量监测可以帮助我们了解电网的运行状态，并有效地检测和解决电能质量问题。
本文将介绍电力系统中常见的电能质量监测方法，包括电能质量的定义、监测仪器和常见的电能质量事件。
一、电能质量的定义电能质量指的是电力系统中电能的波动和畸变程度的一个综合指标。
主要包括电压波动、电压暂降暂升、电压谐波、电流谐波、电压闪变、电压中断等方面。
电能质量问题可能导致设备损坏、系统不稳定、生产停工等问题，因此需要及时监测和解决电能质量问题。
二、电能质量监测仪器1. 电能质量监测系统电能质量监测系统是一种集成了多种监测功能的仪器，可以对电能质量进行全面的监测和分析。
该系统可以实时采集电能质量数据，并生成相应的报表和趋势图。
电能质量监测系统通常包括电压监测仪、电流监测仪、电能质量分析仪等设备。
2. 数字电能质量分析仪数字电能质量分析仪是一种专业的仪器，用于监测和分析电能质量问题。
它可以提供电压、电流、功率、频率等参数的实时测量和分析。
数字电能质量分析仪通常具有高精度、高速度的数据采集能力，可以快速检测出电能质量问题。
3. 电能质量分析软件电能质量分析软件是一种用于处理电能质量数据的工具，可以对采集到的数据进行分析、统计和图形展示。
电能质量分析软件通常提供多种分析功能，包括谐波分析、波形分析、事件分析等。
通过电能质量分析软件，用户可以更好地了解电能质量问题，并采取相应的措施进行改进。
三、常见的电能质量事件1. 电压波动电压波动是指电压的瞬时变化。
电压波动会导致设备的工作不稳定，甚至损坏设备。
通过电能质量监测仪器可以实时监测电压波动，并根据监测结果采取相应的措施进行调整。
2. 电压谐波电压谐波是指电压中含有频率是基波频率整数倍的谐波成分。
电压谐波会导致设备发热、振动过大等问题。
通过谐波分析仪可以检测电压谐波，并分析谐波的成分和程度，从而找到问题的原因并进行修复。
电力系统的电能质量监测与分析
电力系统的电能质量监测与分析电力系统的电能质量（Power Quality）是指供电系统在满足用户用电需求的同时，电压、电流以及频率等电气参数的稳定性和波形形状是否正常的程度。
而电能质量的监测与分析则是评估和分析电力系统的电能质量情况，以及找出电能质量问题的根源，并提供相应的改进和保护措施。
1. 电能质量的重要性电能质量的好坏直接影响到电力系统和用户用电设备的正常运行。
电能质量问题包括电压波动、电压暂降、电压暂升、电压闪变、谐波、电压不平衡、电能损耗等。
这些问题可能导致电力系统的设备故障、用户用电设备的损坏、生产过程的中断，甚至是安全事故。
因此，电能质量监测与分析对于确保电力系统的稳定运行和提高供电质量至关重要。
2. 电能质量监测的方法电能质量监测的方法主要包括基于数据记录仪的记录分析和在线监测系统。
数据记录仪可用于采集电能质量参数，如电压、电流、频率、谐波等，通过对数据的分析和比对，可以评估电能质量的情况。
而在线监测系统则是通过在电力系统中设置传感器和通信设备，实时监测和记录电能质量参数，并能提供实时警报和故障诊断等功能。
3. 电能质量的分析与评估电能质量的分析与评估需要对采集到的电能质量数据进行处理和分析。
其中，常用的方法有时间域分析、频域分析和统计分析。
时间域分析可以判断电能质量参数的瞬态变化和波形形状，频域分析可以评估电能质量参数的谐波情况，而统计分析可以对电能质量参数的统计特性进行评估。
通过这些分析方法，可以了解电能质量的整体情况，并找出潜在的问题与隐患。
4. 电能质量问题的根源分析在进行电能质量监测与分析的过程中，还需要对电能质量问题的产生原因进行深入分析。
可能的原因包括电力系统本身的故障，设备的老化或故障，用户的负载变化，以及外界因素如雷击等。
通过找出问题的根源，可以采取相应的措施进行改进与保护。
5. 电能质量改进与保护措施针对不同的电能质量问题，可以采取不同的改进与保护措施。
例如，对于电压波动问题，可以采用电容器等设备进行调节和补偿；对于电压不平衡问题，可以采用三相平衡变压器等设备进行优化；对于谐波问题，可以采用滤波器或谐波消除器等设备进行补偿。
电力系统中的电能质量监测技术
电力系统中的电能质量监测技术在当今高度依赖电力的社会中，电能质量的优劣对于各类电气设备的正常运行以及生产生活的有序进行至关重要。
电能质量监测技术作为评估和保障电能质量的关键手段，其重要性日益凸显。
电能质量问题涵盖了多个方面，如电压波动与闪变、谐波、三相不平衡、频率偏差等。
这些问题可能由电力系统内部的故障、电力设备的非线性特性、大容量冲击性负荷的接入等多种原因引起。
它们不仅会影响电气设备的性能和寿命，还可能导致生产过程中断、数据丢失、甚至设备损坏等严重后果。
为了有效地监测电能质量，需要采用一系列先进的技术和设备。
首先，传感器是获取电能质量数据的基础。
这些传感器能够精确测量电压、电流、频率等电参数，并将其转换为可供后续处理的电信号。
在传感器的选择上，需要考虑测量精度、响应速度、带宽以及抗干扰能力等因素。
数据采集系统负责将传感器获取的电信号进行数字化处理，并按照一定的采样频率和精度进行采集。
采集到的数据需要进行实时存储和传输，以便后续的分析和处理。
在数据采集过程中，同步采样技术是确保数据准确性和有效性的关键。
通过精确的时钟同步，能够保证在不同测量点采集到的数据在时间上具有一致性，从而为准确分析电能质量问题提供可靠的基础。
在电能质量监测中，数据分析与处理是核心环节。
这一环节需要运用各种数学算法和工具，对采集到的数据进行深入挖掘和分析。
例如，快速傅里叶变换（FFT）常用于谐波分析，通过将时域信号转换为频域信号，能够准确地确定谐波的频率和幅值。
此外，小波变换等时频分析方法在处理电压波动和闪变等暂态问题时具有独特的优势，能够有效地捕捉信号中的突变和瞬时特征。
为了更直观地展示电能质量监测结果，需要采用有效的数据可视化技术。
通过图表、曲线、柱状图等形式，将复杂的电能质量数据以清晰易懂的方式呈现给用户。
例如，电压和电流的波形图可以直观地反映出电压波动和电流畸变的情况；谐波频谱图能够清晰地展示各次谐波的含量；三相不平衡度的向量图则有助于直观地判断三相电压或电流的不平衡程度。
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％。
电能质量监测和监测仪器讲座 第五讲 暂态电能质量监测
图1
3 暂态电能质量监测实例
以时间 、地点和故障性质看 ,电压暂降 、短时中断 和过电压的发生往往带有随机性 ;它们发生的频度和 公用电网 /用户内部电网的质量 、结构 、地理气象条件 、 运行维持水平等因素有关 ,而影响大小又与用电负荷 性质有关 ,因此 ,只有长期监测 、统计 ,才能根据具体用 户提出协议控制指标和具体的解决方案 。 3. 1 用 VR101电压事件记录设备记录
为了满足实时监测和记录的要求 ,监测仪可用图
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仪表技术
2006年第 2期
1所示的双 CPU 系统实现 。 CPU1 采集 、处理和记录 电网参数 , CPU2 作为人机接口 ,接收键盘的输入 (包 括参数设置 ) ,驱动液晶显示模块 ,在液晶屏上显示测 量和计算分析求得的各电参量的值和电压电流波形 。 两个 CPU 通过双口 RAM 通信 。图中 PT互感器 /CT 互感器和电平转换电路用来隔离电力电路的三相电 压 、三相电流 ,并将它们转换成 A /D 转换器所能接收 的电平 ; A /D 转换器可设置在 CPU1外部或利用 CPU1 内含的电路实现 。为了监控暂态变化 ,要求 A /D 转换 的速度较高 ,如几十 ns,并可采用多种方式触发启动 。 每次触发后依次对被测电压电流采样 ,并将采样和处 理结果存入大容量存储器和外部双口 RAM。图中大 容量记录存储器内含在 CPU1 中 。若选用的 CPU 的 存储容量不够 ,可外接大容量存储器 。记录仪与上位 PC机的通信通常也由 CPU1 实现 。为了提高采样精 度 ,记录仪采用硬件测频电路检测频率 ,并经锁相倍频 后作为采样保持和 A /D 转换的触发信号 。
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；
电能质量的监测和控制技术
电能质量的监测和控制技术一、引言在现代社会中，电力已成为重要的能源之一，广泛应用于生产、生活和科研等方面。
然而，在电力的使用过程中，一些电能质量问题经常出现，如电压波动、电流谐波、电压暂降暂升等，这些问题不仅会影响电力设备的正常运行，还可能会对人们的健康、生产和生活造成影响。
因此，必须对电能质量进行监测和控制，以确保电力系统的稳定运行和电能的合理利用。
本文将介绍电能质量监测和控制技术的相关知识。
二、电能质量的监测电能质量的监测是为了了解电力系统中存在的电能质量问题，以便采取相应的措施来保证电力系统的正常运行。
目前，电能质量监测技术主要包括以下几种：1.电能质量仪器电能质量仪器可以测量电能质量参数，如电流、电压、功率因数、谐波含量等。
常用的电能质量仪器有数字电能质量分析仪、数字功率因数仪、数字功率计等。
2.电能质量监测系统电能质量监测系统是一种综合的监测系统，可以实时监测电力系统中的电能质量问题，并进行数据分析和处理。
电能质量监测系统一般由电能质量分析仪、计算机、通信设备等组成。
3.电能质量自动化测量系统电能质量自动化测量系统是一种实时监测电能质量的系统，可以对电力系统中的电能质量进行连续、自动、在线监测，并及时报警。
该系统具有高度的自动化水平和强大的数据处理能力，是一种较为高级的电能质量监测技术。
三、电能质量的控制电能质量的控制是指通过一系列的技术手段来改善电能质量问题，以确保电力系统的稳定运行和电能的合理利用。
目前，电能质量控制技术主要包括以下几种：1.滤波器滤波器是一种常用的电能质量控制设备，可以有效地消除电力系统中的谐波和其他高频干扰。
常用的滤波器有串联滤波器、并联滤波器、混合滤波器等。
2.有源滤波器有源滤波器是一种新型的电能质量控制设备，可以通过主动控制电路元件来消除电力系统中的谐波和电压暂降暂升等问题。
相比传统的无源滤波器，有源滤波器具有更强的控制能力和更好的响应速度。
3.电网协调控制技术电网协调控制技术是一种基于电网特性和稳定性分析的电能质量控制技术。
电力系统中电能质量监测的使用教程
电力系统中电能质量监测的使用教程电能质量是指电力系统中供电质量的一种指标，它关系到电力设备的运行稳定性和用户电器设备的正常使用。
在电力系统中，为了确保电能质量的可靠和稳定，电能质量监测变得至关重要。
本文将为您介绍电力系统中电能质量监测的使用教程，帮助您了解如何进行电能质量监测及相关的基本知识。
一、电能质量监测的概述电能质量监测主要从电压波形、电流波形、电压偏差、频率偏差、电压暂降/电压暂升、瞬时停电等几个方面对电能质量进行监测。
当电能质量出现异常时，监测系统将发出报警信号，以便及时采取措施避免设备损坏。
二、电能质量监测的设备1. 电能质量分析仪：电能质量分析仪是一种专门用于电能质量监测的设备，它可以测量和分析电压、电流、功率因数、谐波等参数，帮助用户了解电能质量的情况。
2. 数据记录仪：数据记录仪可以自动采集和存储电能质量的相关数据，方便后续的数据分析。
它通常具有长时间的数据记录能力和较大的存储容量。
3. 传感器：传感器是用于直接测量电压和电流等参数的装置，可以通过与电能质量分析仪和数据记录仪连接，将实时数据传输到设备中。
三、电能质量监测的步骤1. 安装传感器：首先，需要将传感器正确安装在被测电路上。
通常，传感器需要连接到变压器的输入和输出端子上，确保获取准确的电能质量数据。
2. 连接设备：将电能质量分析仪和数据记录仪与传感器连接。
根据设备的说明书，正确连接传感器和设备，确保数据能准确地传输到设备中。
3. 设置参数：根据实际情况，设置电能质量分析仪和数据记录仪的参数。
例如，设置记录的时间间隔、存储容量、记录模式等。
确保设备能够按照预期工作。
4. 开始监测：一切准备就绪后，开始对电能质量进行监测。
电能质量分析仪会根据预设的参数实时监测电能质量的情况，并将数据传输到数据记录仪中。
5. 数据分析：监测一段时间后，将数据记录仪中的数据导出到计算机中进行分析。
根据需要，可以制作数据报告、生成图表、寻找异常等。
EM9000电能质量分析仪培训讲座
输入输出功能
8 路开关量输入 4 路继电器输出 1 路断电告警输出
人机交互功能
7 寸高亮度LCD 中文人机界面显示 电阻式触摸屏操作
1.2 EM9000 的特点 EM9000 具有强大的数据采集及处理能力
装置具有三相交流电压、电流的采集功能；三相有功、无功、视在功率计算； 三相有功、无功、视在电度量累计；电能质量监测；开关量采集；SOE 事件记录； 继电器输出等功能。安全性高，可靠性好。
2.2 实时数据
实时数据界面显示各项实时 数据，包括：
1.各相电流 2.各相相电压，线电压 3.各相有功、无功、视在功 率及其总和 4.各相功率因数及其总和 5.各相电压电流相角 6.零序电压、电流 7.系统频率
2.3 电能质量
电能质量界面显示各项电能 质量数据，包含以下内容：
1.各相电压长时、短时闪变 2.各相相电压、线电压偏差 3.正序、负序、零序电压 4.正序、负序、零序电流 5.三相电压波动 6.电压、电流不平衡度 7.频率偏差
2.9 事件记录
事件记录分为5 类， 分别为系统事件、越 限事件、I/O 事件、 波形事件、暂态事件。 通过右侧按钮进行事 件记录显示切换，每 类记录可显示最近的 60 条记录，每页显示 10 条记录，按钮进行 翻页。
2.10 电量数据
电量数据界面显示从基波 到63次谐波的正向有功、无功 电能量和反向有功、无功电能 量。电量数据查询界面共有5 页，按钮进行翻页。第一页显 示基波到13次谐波电量数据， 第二页显示14到26次谐波电 量数据，第三页显示27到39 次谐波电量数据，第四页显示 40到52次谐波电量数据，第 五页显示53到63 次电量谐波 数据。如图所示，H1表示基 波分量，H2~H13表示2到13 次谐波。
电力系统电能质量监测
电力系统电能质量监测近年来，随着电力行业的持续发展和电气设备的普及应用，电能质量问题日益凸显。
电能质量不仅直接影响到电网运行的安全稳定，还关系到用户用电的质量和效果。
因此，为了保障电力系统的可靠运行和用户的合理用电，电能质量监测成为了重要的任务。
一、电能质量问题的背景电能质量是指电能在生产、传输、分配等过程中的各种问题，如电压波动、频率偏差、电流谐波等。
这些问题对电网的稳定运行和用户的正常用电都会产生不利影响。
例如，电压波动可能导致设备故障、数据丢失，电流谐波可能造成设备过热、损坏等。
因此，及时监测电能质量问题，对于保障电力系统的运行和用户的用电质量具有重要意义。
二、电能质量监测的重要性1. 保障电网运行安全稳定电能质量监测可以实时获取电网的运行状态和运行参数，及时发现电能质量问题，采取相应的措施进行调整和优化。
这样可以避免电能质量问题对电网的影响，保障电网的运行安全稳定。
2. 保证用户用电质量通过电能质量监测，可以及时了解用户的用电情况，发现用电质量问题并采取相应的解决措施。
这样可以保证用户得到高质量的供电服务，提升用户满意度。
三、电能质量监测方法1. 现场监测现场监测是通过在电力系统的关键节点设置传感器，实时采集电能质量参数的方法。
现场监测可以提供准确的电能质量数据，但是需要耗费大量的人力和物力，并且无法对全网进行监测。
2. 远程监测远程监测是通过在电力系统中设置智能电能质量监测设备，通过网络传输数据到监测中心进行分析和处理的方法。
远程监测可以对全网进行实时监测，并且减少了人力和物力的投入。
但是远程监测设备的设置和维护成本较高。
四、电能质量监测的应用1. 故障诊断与处理电能质量监测可以实时检测电力系统中的故障，并及时发出告警信号。
这样可以帮助维修人员迅速定位故障，并采取相应的处理措施，缩短停电时间，提高供电可靠性。
2. 用电质量评估通过对电能质量进行监测，可以评估用户的用电质量，帮助用户发现用电问题并改进用电方式。
电力系统中的电能质量监测与分析方法
电力系统中的电能质量监测与分析方法在当今社会，电力系统的稳定运行对于各个领域的正常运转至关重要。
电能质量的优劣直接影响着电力设备的性能、使用寿命以及生产效率。
因此，对电能质量进行有效的监测与分析是保障电力系统可靠运行的关键环节。
电能质量问题的产生原因多种多样。
一方面，电力系统中的非线性负载，如电力电子设备、电弧炉等，会导致电流和电压的波形发生畸变，产生谐波。
另一方面，电力系统中的故障、雷击、开关操作等暂态事件也会影响电能质量。
此外，供电电压的波动、三相不平衡等问题也较为常见。
电能质量监测是获取电能质量信息的重要手段。
监测设备通常包括传感器、数据采集单元和数据传输单元等。
传感器用于测量电压、电流等电气量，数据采集单元将传感器采集到的数据进行数字化处理，而数据传输单元则将处理后的数据传输到监测中心。
在监测点的选择上，需要综合考虑电力系统的结构、负载分布以及可能出现电能质量问题的区域。
一般来说，在变电站的母线、重要的用户进线端以及关键的电力设备附近设置监测点，能够较为全面地获取电能质量信息。
电能质量的分析方法众多，其中谐波分析是一项重要内容。
快速傅里叶变换（FFT）是常用的谐波分析方法，它能够将时域信号转换为频域信号，从而确定各次谐波的含量和相位。
但 FFT 存在频谱泄漏和栅栏效应等问题，为了提高谐波分析的精度，一些改进的算法如加窗FFT 被广泛应用。
电压波动和闪变的分析也是电能质量分析的重要方面。
电压波动通常用相对电压变动值 d 来表示，而闪变则通过视感度系数来评估人眼对电压波动的敏感程度。
常用的分析方法包括平方检测法、有效值检测法等。
三相不平衡的分析则需要计算三相电压或电流的不平衡度。
常用的方法有对称分量法，将不平衡的三相量分解为正序、负序和零序分量，从而定量评估三相不平衡的程度。
电能质量的评估指标众多，包括电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动和闪变、三相不平衡度等。
综合运用这些指标，可以对电能质量的整体状况进行全面评估。
暂态电能质量扰动的基本特征及质量检测现状
暂态电能质量扰动的基本特征及质量检测现状[摘要]随着各种电力污染的不断加剧，暂态电能质量扰动问题受到人们日益重视，如电压骤升（降）、瞬态振荡、电压波动等。
造成这一情况的原因主要是由于电力系统中非线性、冲击性负荷的不断增加。
实现对这些暂态扰动信号实时、有效检测和定位，是电能质量动态补偿的关键前提。
【关键词】暂态电能质量扰动；基本特征；质量检测现状一、定义暂态电能质量问题是近年来随社会信息化的发展而逐渐暴露出来的新问题。
对这些电能质量问题的研究还处在起步阶段，如何界定暂态电能质量问题，用什么样的特征进行描述，怎样制定合理的指标进行评估等，都还缺少成熟的经验和方法。
目前，国际电力电子工程师协会IEEE根据电压扰动的频谱特性、持续时间、幅值变化等，将电压扰动分为长时、短时和瞬时的电压扰动三大类，并把长时扰动所引起的电能质量归结为稳态电能质量问题，把瞬时和短时扰动所引起的电能质量归结为暂态电能质量问题，其主要表现形式有电压脉冲、浪涌、暂态振荡、电压跃落、毛刺或尖峰、电压突起、电压中断及电压短时闪变等，目前国际和国内还没有此方面的统一标准，目前被普遍接受的评价指标有电压短时变动和电磁暂态。
暂态电能质量问题的实质就是暂态电压质量问题。
暂态电能质量问题的研究起步较晚，国内刚刚有所认识，它属于稳态电能质量问题的延伸，影响范围小，但后果却比较严重。
暂态电能质量问题产生的原因较为复杂，发生的频度较为偶然，它主要是系统遭受外来干扰、内部故障或正常操作情况下发生的过渡过程，而且与电网结构、电网联系强度、敏感负荷的用电特性等因素有关。
另外，暂态电能质量扰动的随机性大、持续时间短，传统的基于均方根的检测技术已不适用，这些因素使暂态电能质量分析与检测的难度增大。
这也是目前暂态电能质量分析和检测方法还不成熟的原因。
二、暂态电能质量扰动的基本特征1.短时电压变动由于电力网中发生短路故障、短路器操作、大型变压器或电容器的投切，引起短时电压上升、短时电压下降或短时电压中断等，这均为偶然的电压变动。
电力系统中的电能质量监测与控制
电力系统中的电能质量监测与控制一、引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，它为工业生产、商业运营和家庭生活提供了稳定可靠的电力供应。
然而，在电力系统中，电能质量问题常常困扰着供电方和用电方。
电能质量问题包括电压波动、电压暂降、谐波、电压闪变等，这些问题给电力系统的稳定运行和用电设备的正常使用带来了极大的影响。
因此，电能质量监测与控制成为了解决这些问题的关键。
二、电能质量监测技术1. 电能质量参数的监测电能质量的监测首先需要确定监测的参数，常见的电能质量参数包括电压、电流、频率、谐波等。
通过在电力系统不同节点安装传感器，可以实时监测这些参数，并将数据传回监测中心进行分析和处理。
2. 数据采集与处理电能质量监测系统通过采集电能质量参数的数据，包括瞬时值、频谱分析等信息。
采集到的数据需要经过预处理和滤波等处理，去除噪声和干扰，提取出有效信息。
然后，对数据进行分析和判别，判断电能质量是否满足要求，并预测可能出现的问题。
三、电能质量控制技术1. 频率稳定控制电力系统的频率稳定是其正常运行的基础，如果频率波动过大，会导致电力设备的故障和停机。
为了保持电力系统的频率稳定，需要采取相应的控制技术，如发电机的调节控制和负荷控制等。
2. 电压稳定控制电压稳定是保障用电设备正常运行的重要条件。
电力系统中，电压波动和电压暂降是常见的电能质量问题，它们会对电力设备的工作带来不利影响。
为了保持电压的稳定，可以采取电压调节装置和补偿装置等技术手段。
3. 谐波控制谐波是电力系统中常见的质量问题，它会导致电力设备的运行不稳定和损坏。
谐波的控制可以通过安装滤波器和谐波抑制装置来实现，这些装置可以消除谐波分量，改善电能质量。
四、电能质量监测与控制的应用领域1. 工业生产工业生产对电能质量要求较高，电能质量问题可能导致生产线停机、产品质量下降等问题。
因此，在工业生产中广泛应用电能质量监测与控制技术，确保电力系统稳定运行，保障生产效率和生产质量。
电力系统中的电能质量监测与故障检测方法
电力系统中的电能质量监测与故障检测方法电力系统作为现代社会重要的基础设施，为各行各业提供了可靠的电力供应。
然而，随着电力负荷的不断增加和电力设备的老化，电力系统中的电能质量问题也日益凸显。
为了确保电力系统的正常运行和消费者的用电安全，电能质量监测与故障检测成为了电力系统管理的重要任务。
1. 电能质量监测方法（1）电能质量指标测量：通过对电压、电流、功率等相关参数进行实时测量，得出电能质量指标，如电压波动、频率偏差、谐波失真等。
现代的电能质量监测系统往往会采用高精度的传感器和数据采集设备，以确保测量结果的准确性和可靠性。
（2）功率质量分析：通过对电力系统中的电能质量指标进行分析，确定质量问题的来源和影响程度。
如对于频率偏差导致的电能质量问题，系统可以通过功率频谱分析来确定频率失调情况，并根据分析结果采取相应的措施进行调整。
（3）故障诊断与定位：当电力系统发生电能质量问题时，需要快速识别并定位故障点。
传统的方法通常通过人工排查和现场测试来进行，但这种方法费时费力且效率低。
现代的电能质量监测系统通过对电力系统进行在线监测和数据分析，可以实现实时故障诊断和定位，提高故障处理的效率。
2. 电力系统故障检测方法（1）故障录波：当电力系统发生故障时，系统中的保护装置会记录下相应的故障波形数据。
通过对这些故障波形数据的分析和判断，可以确定故障的类型和位置，进而采取相应的措施来保证电力系统的稳定运行。
（2）数据挖掘技术：传统的故障检测方法依赖于专家经验和人工分析，效率低且受限于人为主观因素。
而数据挖掘技术结合了统计学、机器学习和模式识别等方法，可以在大量的历史数据中自动发现隐藏的模式和规律，并基于这些规律来进行故障检测和预测。
（3）智能保护装置：随着科技的发展，智能保护装置逐渐取代传统的保护设备。
智能保护装置集成了故障检测、定位和处理等功能，通过对电力系统的实时监测和数据分析，可以快速识别故障并采取相应的保护措施，提高电力系统的可靠性和安全性。
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；
电能质量监测和监测仪器讲座
电能质量监测和监测仪器讲座
电能质量监测和监测仪器讲座--电能质量监测
介绍电能质量的基本概念，国家标准的有关规定，监测电能的方式和监测仪器的类型与主要功能。
关键词：电能质量；国家标准；仪器；监测系统
文中所述的电能质量主要指通过公用电网供给用户端的交流电能的质量。
电能质量问题通常定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差，其内容涉及频率偏差、电压偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形失真、三相不平衡以及电压波动和闪变等。
一个理想的电力系统应以恒定的频率(50Hz)和正弦波形，按规定的电压水平向用户供电。
在三相交流电力系统中，各相的电压和电流应处于幅值大小相等、相位互差120°的对称状态。
不过，这种理想状态在实际生活中并不存在，而且，它还有与一般产品质量不同的特点：①电能质量不完全取决于电力生产企业，有的质量偏差(例如谐波，电压波动和闪变，三相电压不平衡度)往往是由用户干扰造成的；②对于不同的供(或用)电点在不同的供(或用)电时刻，电能质量指标往往是不同的。
随着科学技术的发展，用户电力电子设备、非线性负荷和冲击性负荷不断增加，加剧了电网电能质量问题。
对电力系统，电能质量污染使系统的线损增加，变压器寿命降低，继电保护装置误动作，计量仪表误差增加；对电力用户，电能质量污染使用户电机产生附加损耗、发热和振动，降低了电。
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将 EventV iew软件安装到 PC机上 ,利用光接口电 缆将电 压记 录装 置接 PC 机 的 COM 口 。通 过 运 行 EventV iew程序 ,设置记录装置的火线 —中线的电压阈 值 、中线 —地线的电压阈值及频率的阈值等 。然后 ,将 记录装置插入标准的供电插座 ,就可以监测 、记录电压 了。
图1
3 暂态电能质量监测实例
以时间 、地点和故障性质看 ,电压暂降 、短时中断 和过电压的发生往往带有随机性 ;它们发生的频度和 公用电网 /用户内部电网的质量 、结构 、地理气象条件 、 运行维持水平等因素有关 ,而影响大小又与用电负荷 性质有关 ,因此 ,只有长期监测 、统计 ,才能根据具体用 户提出协议控制指标和具体的解决方案 。 3. 1 用 VR101电压事件记录设备记录
事件栏 ( Event)显示所发生事件的类型 。 瞬变事件 ( TransientEvents)记录在火 —中和火 — 地线上检测到的短至 1μs的正负瞬变 。如果电压在半 个周期内超过瞬变偏离阈值 ,一个瞬变事件将被记录 下来 。一个瞬变事件内可能含有发生在同一半个周期 内的一个或多个瞬变 。事件栏将显示记录器能够记下 的瞬变数目 。例如 ,在上面显示的 Event tab内 , #8 事 件含 1个瞬变 , #18 则由 9 个瞬变组成 。多重瞬变事 件的极值记录在 Extreme栏内 。 暂降 ( Sag)与过压事件 ( SweellEvents)指线电压的 下降与上升超过阈值至少一个满周期 。过压可能发生 在火 —中线或中 —地线上 。暂降则只在火 —中线上测 量。 中断事件 (OutageEvents) ,按 VR101定义 ,当记录 器记下一低于 70V rm s、长于 1 s的暂降信号时 ,则将该 事件显示为中断 。记录器进入自供电模式 (电池供 电 ) ,并且每 8 s对电压进行采样 (记录的最短中断将 为 8 s) 。 高 (H igh)与低频率事件 (LowFrequencyEvents)记 录频率越过频率阈值时的事件 。 极值栏 ( Extreme)显示事件发生过ess软件泰克版本
Signal Exp ress软件泰克版本是一个基于 PC的交互式测量 软件 。采用这一软件 ,设计和测试工程师无需编程 ,即可快速 采集 、分析并在台式仪器上存档测量结果 。使用 Signal Exp ress 软件泰克版本之后 ,可以将独立的仪器与 PC连接起来 ,完成即 时的控制 、测量分析和存档任务 ,在实验室内进行台式测量和 在线分析的时候 ,极大地提高测量效率 。通过 USB即插即用的 性能 , 该 软 件 可 以 迅 速检 测 到 泰 克 DPO4000 系 列 示 波 器 和 AFG3000系列波形发生器 ,只需轻击鼠标 ,就可以在实时显示 采集到的波形数据和产生信号的同时 ,配置好仪器通讯 。此 外 ,还可以通过完成更多在线数据采集 、测量分析和存档 ,使用 直观的拖 - 放式配置环境 ,极大地增加测量效率 ,从总体上缩 短测量时间 。
[ 2 ] Fluke 公 司. VR101S Voltage Event Recorder System [ Z ]. 1998.
[ 3 ] 林海雪. 电力系统中电压暂降和短时断电 [ J ]. 供用电 , 2002, 19 (1).
[ 4 ] GB / T18481 - 2001. 电能质量暂时过电压和瞬 态 过 电 压 [ S ].
2006年第 2期
仪表技术
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电能质量监测和监测仪器讲座
第五讲 暂态电能质量监测
葛毅达 1 ,王鸿钰 2 (1. 美国福禄克公司上海办事处 ,上海 200070; 2. 上海仪器仪表研究所 ,上海 200082)
摘要 : 介绍相关标准对电压暂降 、短时中断和过电压等暂态指标的定义 ,对测量仪器的基本要求及监测实例 。 关键词 : 过电压 ;电压暂降 ;电能质量 ;记录仪 中图分类号 : TM933 文献标识码 : B 文章编号 : 1006 - 2394 (2006) 02 - 0063 - 03
3ns < T1 < 100ns 0. 3MHz < f1 < 100MHz 30kHz < f2 < 300kHz
Td ≤3m s
对电压暂降也有类似要求 ,因为它是一种突发性 的小概率事件 ,要求仪器能长时间可靠记录 ,应能连续 测量每半个周波的有效值 ,应能测出电压暂降的深度 和持续时间并具有一定的测量精度 ,如测量深度的误 差不超过 0. 5%额定值 (第一类仪器 )或 2%额定值 (第 二类仪器 )等 。
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仪表技术
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大值 。 终结时间 /持续时间 /角度栏 ( EndTime /Duration /
Degree)显示事件的持续时间 、终结时间或 (在单一瞬 变的情况下 )事件在正弦波上的位置 (以度数计 ) 。信 息显示的方式取决于事件的长度 。
●短于 1 s的事件显示周期数 。 ● 1至 119 s的事件以秒显示 。长至 16 s的中断 以 0. 5周期的分辨率记录 ,其他中断的分辨率为 8 s。 ● 2m in至 24h 的事件显示为小时 、分钟 、秒 (如 07∶51∶24,代表 7h, 51m in, 24 s) 。 ●持续时间长于 24h的事件显示其终结时间 (日 期和时间 ) 。 图 3是 VR101以图形形式显示单一瞬变的波形 图 。此图用事件的幅度 、方向和相位显示火线 —中线 或中线 —地线之间的单次瞬变 。实际操作时 ,在“事 件表 ”( Events tab)状态让“SiteReport”窗口打开 ,在欲 作图的单次瞬变事件上点两下即可 (瞬变波形图还可 用其他方法打开 ) 。
机中 。进一步运行 EventV iew 软件 , PC 机可以“事件 表 ”、“条形图 ”的形式列出记录到的事件 ,也可以以 “事件描述图 ”的形式给出被记录的波形 。
图 2是一张典型的“事件表 ”(可贮存 4000 个事 件 ) 。图中事件号栏 ( Event#)显示每个事件的编号 。 最近的事件先显示 。使用窗口右边的滚动条可检视记 录器已记录的所有事件 。0 号事件是开态事件 ,即从 记录器上下载时仍在进行的事件 。
电压短时中断指供电电压有效值快速降低到接近 电压的典型波形见表 1。
表1
分类
暂时过电压
缓波前
瞬态过电压 快波前
陡波前
电压 波形
范围
10Hz < f < 500Hz 0. 03 s < Td < 3 600 s
20μs < T1 < 5 000μs T2 < 20m s
注 :陡波前的标准试验波形及耐受试验在考虑中
为了满足实时监测和记录的要求 ,监测仪可用图
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仪表技术
2006年第 2期
1所示的双 CPU 系统实现 。 CPU1 采集 、处理和记录 电网参数 , CPU2 作为人机接口 ,接收键盘的输入 (包 括参数设置 ) ,驱动液晶显示模块 ,在液晶屏上显示测 量和计算分析求得的各电参量的值和电压电流波形 。 两个 CPU 通过双口 RAM 通信 。图中 PT互感器 /CT 互感器和电平转换电路用来隔离电力电路的三相电 压 、三相电流 ,并将它们转换成 A /D 转换器所能接收 的电平 ; A /D 转换器可设置在 CPU1外部或利用 CPU1 内含的电路实现 。为了监控暂态变化 ,要求 A /D 转换 的速度较高 ,如几十 ns,并可采用多种方式触发启动 。 每次触发后依次对被测电压电流采样 ,并将采样和处 理结果存入大容量存储器和外部双口 RAM。图中大 容量记录存储器内含在 CPU1 中 。若选用的 CPU 的 存储容量不够 ,可外接大容量存储器 。记录仪与上位 PC机的通信通常也由 CPU1 实现 。为了提高采样精 度 ,记录仪采用硬件测频电路检测频率 ,并经锁相倍频 后作为采样保持和 A /D 转换的触发信号 。
1 定义
前面四讲介绍了对电压偏差 、频率偏差 、三相不平 衡度 、电压闪变和谐波的监测 ,涉及到的都是电能质量 的稳态指标 。本讲介绍暂态电能质量监测 ,涉及到的 指标有电压暂降 、电压骤升和电压短时中断等 。
电压暂降指供电电压有效值在短时间内突然下降 又回升恢复的现象 。 IEC将其定义为下降到额定值的 90% ～1% ,持续时间为 10m s～1m in的现象 ;而 IEEE 将其定义为快速下降到额定值的 90% ～10% ,然后回 升到正常值附近 。
Sags&Swe lls在记 录 间 隔 内 测 量 每 周 波 的 电 压 和 电流的真有效值 。例如 ,对于 1 s的记录间隔 ,将测量 50个周波 。在每一测量间隔结束时 ,记录最小有效 值 、最大有效值和记录间隔内所有周波的平均值 。
Record模式基本上每隔 250m s ( 0. 25 s)测量一次 。 在每一记录间隔结束时 ,也同样记录这一间隔内的最 大值 、最小值和平均值 (如果不使用光标 ,平均值就是 整个记录区间的平均值 ) 。
Sags&Swells模式和 Record模式都可以把记录时 间设为“Endless”。在这种方式下 ,绘图采用了压缩算 法 :首先采用 4m in 记录 ,然后压缩每分钟记录 , 4m in
[ 1 ] Fluke 公 司. 电 能 质 量 与 谐 波 测 量 应 用 文 集 (二 ) [ Z ]. 2001.
2 对测量仪器的基本要求
按 GB / T18481 - 2001要求 ,为监测系统运行中出 现的暂时过电压 (工频过电压 、谐振过电压 )和瞬态过 电压 (操作过电压 、雷电压 ) ,应安装过电压波形或幅 值的自动记录装置 ,并妥为收集实测结果 。即 ,应使用 记录仪器进行监测 。
0. 1μs < T1 < 20μs T2 < 300μs