第一章电能质量概论现象分类与基本描述_图文
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
第1章 电能质量概论

电磁兼容EMC (Electromagnetic Compatibility)
指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰,也 不受其它设备的电磁能量干扰的能力。
电能质量可以定义为: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、暂时或瞬态过电压、波形畸变、电压暂降与 短时间中断以及供电连续性等。
4
一、基本概念与定义
什么是电能质量? 从普遍意义上讲,电能质量是指优质供电。 长期以来,电能质量概念和电力供应可靠性几乎 是等同的。 电力部门把电能质量定义为电压、频率的合格率 以及连续供电的年小时数,并且用统计数字(以“9s” 表示,如99.9%等)来说明电力系统是可靠运行的。 电力用户则把电能质量简单定义为是否向设备提 供了电力。 设备制造厂家则可能定义电能质量就是指电源特 性应当完全满足电气设备的正常工作需要。
一个多世纪以来,电力技术的不断发展,电力生 产及应用的日益增长,迅速改变了人类社会的生产面 貌,也深深影响了人们的生活方式。 电能既是一种经济实用、清洁方便且容易传输、 控制和转换的能源形式,又是一种由电力部门向电力 用户提供,并由供、用双方共同保证质量的特殊产品。 电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电 能的品质。
(3)供电质量
包括技术含义和非技术含义两部分。技术含义有电压 质量和供电可靠性;非技术含义是指服务质量,包括供电部 门对用户投诉与抱怨的反应速度和电力价目的透明度等。
电能质量与电磁兼容
国际大电网会议(CIGRE)36学术委员会(电力系统电 磁兼容)把电能质量控制列入电磁兼容的范畴。
(4)用电质量
包括电流质量和非技术含义等,如用户是否按时、如数 缴纳电费等。 上述定义反映了供用电双方的相互作用和影响以及责任 和义务。
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
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。
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
第一章 电能质量概论现象分类与基本描述

电能质量现象的基本描述
◆波形畸变
波形畸变,是指电压或电流波形偏离稳态工频正弦波形的现 象,用偏移频谱表示。波形畸变有五种主要类型,即, 直流偏臵、谐波、间谐波、陷波、噪声。 (1) 直流偏臵 在交流系统中出现直流电压或电流称为直流偏臵。这可能是由 于地磁干扰或半波整流产生的。例如,为延长灯管的寿命在照明系 统中采用的半波整流器电流,会使交流变压器偏磁,以至于发生磁 饱和,引起变压器铁芯附加发热,缩短使用寿命。直流分量还会引 起接地极和其他电气连接设备的电解腐蚀。
(2)欠电压
欠电压是指工频下交流电压有效值降低,小于额定值的90%,并且持续 时间大于1分钟。可以说引起欠电压的事件与过电压时正好相反。某一负荷 的投入或某一电容器组的断开都可能引起欠电压,直到系统电压调节装臵再 把电压拉回到容限范围之内。过负荷时也会出现欠电压现象。
电能质量现象的基本描述
◆节电降压(Brownout) 是指由电力部门进行的为减小电力需求而采取的特 有的迅速调度策略,由此也出现持续欠电压。但是它不 象电能质量所说的欠电压概念清楚,至今没有规范定义。 因此应避免名词和概念上的混淆。 (3)持续间断 当供电电压下降为0,持续时间超过1分钟,这一长时 间的电压变动现象称为持续间断。若电压间断超过1分钟, 往往是永久性的,这要求人为介入对系统进行检修以恢 复正常供电。
电能质量现象的基本描述
(1)过电压
过电压是指工频下交流电压有效值升高,超过额定值的10%,并且持 续时间大于1分钟。过电压的出现通常是负荷投切的结果(例如,切断某一 大容量负荷或向电容器组增能时)。由于系统的电压调节能力比较弱,或者 难以进行电压控制,系统的正常运行操作就可能造成过电压问题。变压器分 接头的不正确调整也可能导致系统过电压。
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。
电能质量概论

电能质量概论电能质量概论1、电能质量的定义电能是现代文明的支柱,离开了电能的供应,现代社会将即刻崩溃。
电能作为商品,其质量问题也就成了作为供应商品的电力公司和作为顾客的电力用户共同关注的问题。
电能质量指公用电网对电力用户公共连接点的电压质量和电力用户在公共连接点对公用电网的干扰水平。
公用电网对电力用户的供电电压质量一般是用电压频率偏差、谐波电压、电压偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡度、电压暂降、电压暂升、电压中断、电压脉冲和振荡等参数描述。
电力用户对公用电网的干扰水平一般用谐波电流、负序电流、无功波动、有功冲击等参数描述,上述干扰参数会使公用电网公共连接点电压质量变差,即谐波电压、三相电压不平衡度、电压波动与闪变、电压频率偏差变大。
2、电能质量标准2.1电能质量标准制定的必要性严格地控制用户对电网的干扰水平和提高公共连接点的电压质量需要较高的电网控制和管理成本,但是可以降低电网损耗,净化电网和电力设备的运行环境,使电网和电力设备更加安全运行,降低电力设备的设计制造费用。
反之,如果放宽用户对公用电网的干扰和降低公共连接点的电压质量则会降低电网控制和管理成本,但是将使电网损耗增大,电网和电力设备运行环境恶化,增加电网和电力设备的运行故障,增大电力设备的设计制造难度和费用。
为了协调维护电力公司、电力用户和电力及用电设备制造商三方之间的利益,以在整体社会成本最小的条件下,把电能质量控制在允许的范围内,需要一套统一而且完整的电能质量标准,这些标准直接涉及到电能的生产、输送、使用、管理和设备制造行业的生产、管理。
电能质量标准的制定实际上就是在电力公司、电力用户和电力设备制造商三方的权利和利益平衡的基础上,为相关各方提供一个共同的平台,进而在整个社会成本最小的条件下,通过相关各方的合作,实现最大的兼容。
2.2电能质量标准的内容和分类2.2.1电能质量标准的内容电能质量标准包括如下四部分内容:电磁现象和电能质量分类;公共连接点供电电压质量限值和用户对公共连接点的干扰限值;电力设备运行的电压质量限值和对供电点的干扰限值;电能质量测量仪器和测量方法。
电能质量概念

衡量 指标 影响 研究 现状
3. 稳态电能质量
3.1 性能指标
电压偏差 频率偏差 三相不平衡度 谐波 电压波动与闪变
3.1.1 电压偏差
1、概念:电压偏差即为实际供电电压与额定 供电电压之间的差值。
2、范畴:该问题属于基波学电控学院 傅周兴教授
主要内容
绪论 电能质量的概念及分类 稳态电能质量 暂态电能质量 电能质量的污染治理 电能质量检测器
1. 绪 论
1.1 电能及特点:
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。
1、概念:电力系统内的实际频率与标称频率
(50Hz)之间的偏差
2、范畴:该问题属于基波有功问题
3、影响因素:负荷的波动 ,主要包括变化周期在
10 s~3 min的负荷脉动和变化十分缓慢的持续变动 分量且带有周期规律的负荷。
4、相关标准
电能质量电力系统频率允许偏差 Quality of electric energy supply Permissible deviation of frequency for power system
3)技术方面来定义:导致用电设备故障的或者 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、电压波动及 闪变、三相不平衡、暂时或暂态过电压、波形 畸变、电压暂将与短时间中断以及供电连续性
2.2 电能质量的分类
类型 定义 稳态电能质量 暂态电能质量 电力系统稳态运行方式下 电网遭受外来干扰侵 所具有的电能质量参数 袭及内部故障、操作 所带来的系统冲击问 题 电压/频率偏差 电压脉冲、 三相不平衡度、谐波 电压跌落、 电压波动与闪变 电压瞬时中断 范围较广,程度深 范围较小,后果严重
电能质量教学课件

• 示例:
单相接地故障引起的瞬时电压骤升
31
单相接地故障引起的瞬时电压骤升
32
长时间持续变动 (long duration variations)
• 长时间持续变动:是指工频下电压超过允许偏差
1min以上的一种变动现象。要么是过电压、要么是低 电压或失压。
单相接地故障引起的瞬时电压骤降
29
电机启动电流引起的 暂时性电压下降
30
电压骤升(swell)
• 骤升:定义为电压或电流有效值的突然上升,工频
下持续半个周波到1min. 典型的幅值范围为1.1~1.8pu。
• 原因: 非对称故障、大负荷切除或大电容投入 • 特征:幅值、持续时间 • 危害: 破坏电子设备、降低电气设备寿命、使保护
11
1-1 电力供应和电能质量问题
• 电能质量问题
-- 古老问题:质量问题是任何商品固有的特性
-- 成为新问题的原因: 用户侧 大量半导体设备的接入 降低PQ 大量以计算机为基础的设备的应用 要求高PQ 系统侧 电力市场自由化的趋势 有恶化PQ的可能 系统安全运行的目的 有保证PQ的动力 外界 分散型电源的导入、国际化 --对电能质量问题的关注:IEC、IEEE、JIS、CSA、CEC、 EN…… --范畴:低压系统
6
提高电能质量是实现电力 可持续发展的重要基础
• 传统意义上,电力发展以电能供求平衡为出发点 • 现代电网负荷结构变化对电网影响日趋严重
– 主要负荷日趋非线性化与时变化: 电力电子技术广泛使用、工业电弧炉、电气化铁道等
• PQ对经济社会的影响
– EPRI,Jane Clemmensen,PQ对美国每年经济损失260亿 美元 – PQ意味着经济问题:生产力下降、竞争力减弱、员工就 业
第1章 电能质量的基本概念

(3)三相不平衡的主要危害 变压器的三相负荷不平衡,不仅使负荷较大的一 相绕组过热导致其寿命缩短,而且还会由于磁路 不平衡,大量漏磁通经箱壁、夹件等使其严重发 热,造成附加损耗。 在低压配电线路中,三相不平衡会影响计算机正 常工作,还会引起照明电灯寿命缩短(电压过高) 或者照度不足(电压过低),以及电视机的损坏。 三相不平衡时,将引起电网损耗的增加。 使电热炉的电能损耗增加,产量减少,炉子的效 率降低。 对于通信系统,电力三相不平衡时,会增大对其 干扰,影响正常通信质量。
1.电能质量的定义
大多数专家的定义:导致用户电力设备不 能正常工作的电压、电流或频率偏差,造 成用电设备故障或误动作的任何电力问题 都是电能质量问题。 供电部门可以将电能质量定义成供电的可 靠性 电力用户可以定义成能使用户设备正常运 行,不发生中断或扰动的电能的一种性质。
2.电能质量的基本分类
1.电能质量的定义
IEEE 的定义: 合格电能质量:是指给敏感设备提供的电力和设置 的接地系统是均适合于该设备正常工作 IEEE——美国电气及电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEC标准的定义 :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 。 “EMC”(电磁兼容),指出和强调设备与设备之间的相互作用和影响, 以及电源与设备之间的相互作用和影响。 采用排放来表示由设备产生的电磁污染,它反映出电流质量问题,采 用抗扰来表示设备免除电磁污染的能力,它与电压质量相关。 IEC——国际电工委员会(International Electrotechnical Commission)
影响电压偏差的因素
当线路输送功率时,电流将在线路阻抗上 产生电压损耗,由对电压损耗的分析可以 知,无功功率对电压损耗的影响很大,无 功功率是造成电压损耗的主要原因。
第一章 电能质量概论(1)

NORTH CHINAELECTRIC POWER UNIVERSITY
从国际上最新出版的电能质量相关著作看 电能质量研究内容和方向愈加深入明朗
Power quality indices in liberalized markets 《开放市场下的电能质量指标》 2008-02-28 Handbook of Power Quality 《电能质量手册》2008-04-11 Power Quality: VAR Compensation in Power Systems 《电能质量:电力系统无功补偿》2008-08-12 Power quality in power systems and electrical machines 《电能质量与电机》 2008-02-15 Distribution reliability and power quality 《配电可靠性与电能质量》 2008-06 Instantaneous power theory and application to power conditioning 《瞬时无功功率理论及其在电力调节中的应用》 2009-07
NORTH CHINAELECTRIC POWER UNIVERSITY
以 《电能质量手册— HANDBOOK OF POWER QUALITY》为例说明:电能质量是覆盖诸多领域的系统 工程科技问题 电能质量基本现象
第一章 频率变化 第二章 供电连续性 第三章 配电系统电压控制 第四章 电压暂降和短时间供电中断 第五章 电压波动与闪变 第六章 电压和电流不平衡 第七章 电压和电流谐波 第八章 过电压 第九章 现代电力系统波形分析 第十三章 电能质量监测 第十四章 静态换流器与电能质量 第十五章 无功功率补偿 第十六章 分布式发电和电能质量 运行中的电能质量
电能质量概论现象分类与基本描述课件

统计监测法
对电网运行状态进行统计 和分析,评估电能质量的 总体水平。
扰动监测法
监测电网中的电压波动、 骤降、中断等扰动事件, 评估其对敏感负荷的影响 。
电能质量评估指标
频率偏差
衡量电网频率偏离 额定频率的程度。
电压波动
反映电压短时间内 的快速变化。
电压偏差
衡量电压偏离额定 电压的程度。
谐波
反映电流波形畸变 的程度。
总结词
电能质量的影响因素主要包括电力电子设备、可再生能源、电网结构和负荷特性等。
详细描述
随着电力电子设备和可再生能源的广泛应用,非线性负荷和分布式电源的大量接入,对电能质量造成了一定的影 响。此外,电网结构和负荷特性的变化也会对电能质量产生影响。了解和掌握这些影响因素有助于采取有效的措 施来提高电能质量。
总结词
建立用户反馈机制,及时处理用户投诉和反馈。
详细描述
建立用户反馈机制,收集用户对电能质量的意见和建议 ,及时处理用户投诉和反馈,不断改进和优化电能质量 。
总结词
优化发电设备,提高发电效率,减少谐波和电 压波动。
01
总结词
推广可再生能源,减少化石能源的使 用。
03
总结词
加强发电设备的维护和检修。
05
02
详细描述
通过改进发电设备的控制策略,提高设备的 运行稳定性,减少电压和电流的谐波成分, 降低电压波动和闪变。
04
详细描述
利用风能、太阳能等可再生能源替代 化石能源,降低能源转换过程中的谐 波产生,提高电能质量。
06
详细描述
定期对发电设备进行维护和检修,确保设备的 正常运行,及时发现并解决潜在问题,防止设 备故障对电能质量的影响。
第一章 电能质量概述

第一章电能质量概述第一节概述1.我们为什么学习现代电能质量分析这门课?学校的课程设置并非千篇一律,也不是随机选择的,而是根据两方面的需要才设置的。
这两个方面分别是:知识结构的需要和职业发展的需要。
(做进一步解释)(1)知识结构:又称知识体系。
就是既有精深的专门知识,又有广博的知识面。
学习“现代电能质量分析”这门课程除能巩固本专业的专业知识,还可以学到管理学、统计学和一些现代化程度高的控制技术。
(2)职业发展:大学的专业设置是以社会分工为基础的。
学习了这个专业将来从事这个专业的概率是很大的,也是社会需求的必然结果。
我们工作了以后要逐步地提升自己的社会地位。
这就要求我们首先做好本职工作,然后逐渐承担部分管理和研究工作。
能够做好这些工作便需要多年的积累和积淀。
冰冻三尺非一日之寒,没有人能一口吃成胖子。
只有利用现在为将来的就业铺好路,为未来的发展积累知识,成功才会如期而至。
2.什么是电能质量?我们为什么要研究它?(1)什么是商品质量?商品质量可以概括为商品用途、商品寿命、可靠性、安全性、经济性、艺术性六个方面(2)电能是不是商品?电能是一种有电力部门向用户提供,并由供用双方共同保证质量的特殊商品。
它的特殊性在于:A电能质量始终处在动态变化中——一般商品的质量是恒定的B电力系统是一个整体,电能质量状况相互影响——某件商品的质量不影响其他商品C 电能质量需要供电方和用户共同维护——一般商品的质量由生产者保证D 电能质量现象纷繁复杂导致很难进行综合评估——一般商品有统一的认证标准结论:质量是商品的属性,电能是一种特殊的商品,因此电能的质量是一个很现实的问题。
以下为电能质量问题的案例:案例一:海南州某矿业公司存在的主要问题:1.10kV母线电压只有9.2kV,低压侧只有365V,电压值明显偏低2.二期高压电器启动,欠压造成变频电机非正常运行。
3.二期两条生产线同时运行时,母线电压只有7kV,导致生产停滞案例二:列举在不同行业对设备造成危害的实例:1.芯片测试:当电压低于80%时,控制器动作将制冷电机切除,导致巨大生产损失。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
0.5周波~3s <0.1pu
30周波~3s 0.1~0.9pu
30周波~3s 1.1~1.4pu
3s~1min
<0.1pu
3s~1min 0.1~0.9pu
3s~1min 1.1~1.2pu
IEEE制定的电力系统电能质量特性参数及其分类
长时间变动 电压不平衡
持续间断 欠电压 过电压
>1min
0.0pu
图中所示为民用馈电一周电压不平 衡变化记录,实际应用时常采用负序 分量和零序分量与正序分量之比的百 分数表示。
电能质量现象的基本描述
◆波形畸变
波形畸变,是指电压或电流波形偏离稳态工频正弦波形的现 象,用偏移频谱表示。波形畸变有五种主要类型,即, 直流偏置、谐波、间谐波、陷波、噪声。 (1) 直流偏置
交流电网中的直流成分 核电磁脉冲(NEMP)
传导型高频现 象
感应连续波电压或电流 单方向瞬变 振荡性瞬变
IEEE制定的电力系统电能质量特性参数及其分类
类别
纳秒级
瞬变现象
冲击脉 冲
振荡
微秒级
毫秒级 低频 中频 高频
典型频谱 典型持续时间 典型电压幅值
ns~1ms
0.1ms上升
电能质量现象的基本描述
◆节电降压(Brownout) 是指由电力部门进行的为减小电力需求而采取的特
有的迅速调度策略,由此也出现持续欠电压。但是它不 象电能质量所说的欠电压概念清楚,至今没有规范定义。 因此应避免名词和概念上的混淆。 (3)持续间断
当供电电压下降为0,持续时间超过1分钟,这一长时 间的电压变动现象称为持续间断。若电压间断超过1分钟, 往往是永久性的,这要求人为介入对系统进行检修以恢 复正常供电。
电能质量现象的基本描述
◆电压不平衡
电压不平衡,时常被定义为与三相电压(或电流)的平均值的 最大偏差。并且用该偏差与平均值之比的百分数表示。
电压不平衡(小于2%)的起因主要 是负荷不平衡(如单相运行)所致,或 者是三相电容器组的某一相熔断器熔 断造成的。
电压严重不平衡(大于5%)很有 可能是由于单相负荷过重引起的。
。
电能质量体系构成与分类示意图
供电质量
IEC 电能质量干扰(电磁兼容)分类
现象
传导型低频现 象
分类 谐波,间谐波 信号系统(电力线载波) 电压波动 电压暂降(凹陷)和间断 电压不平衡 工频变化 感应低频电压
现象 辐射型低频现象 幅射型高频现象
静电放电现象(ESD )
分类 工频电磁场 磁场 电场 电磁场 连续波 瞬变
另外当大容量负荷甩开或大容 量电容器组增能时也会引起电压凸 起。
当电压暂升是在故障情况下出现 时,电压上升的强度将随故障发生点、系统阻抗和接地状况而变化。在不 接地系统,零序阻抗无穷大,当发生单相对地故障时,非接地相对地电压 将达到1.73pu。
电能质量现象的基本描述
◆长时间电压变动(典型持续时间:>1min)
若干其它问题
◆ 一些错误认识 △ “质量越高越好” 忽略了技术经济关系,应当量体裁衣,质量分等级 △ “高技术产品质量本来就高” 忘记了供用双方的共同责任 △ “凡是电力供应问题都是电能质量问题” 和工程建设质量的区别与联系 △ …… ◆名词与术语 △ Power Quality of Electric Energy Supply △ Voltage Quality, Current Quality
>1min 0.8~0.9pu
>1min 1.1~1.2pu
稳态
0.5~2%
IEEE制定的电力系统电能质量特性参数及其分类
波形畸变
电压波动 工频变化
直流偏置 谐波
间谐波 陷波 噪声
0~100th H 0~6kHz
宽带 <25Hz
稳态 稳态 稳态 稳态 稳态 间歇
<10s
0~0.1% 0~20% 0~2%
主频率低于5kHz,持续时间在0.3-50ms的暂态现象称为低频振荡 。
电能质量现象的基本描述
◆产生的原因:
高频振荡:局部系统对冲击脉冲响应 。
中频振荡:同上。电缆投切。 低频振荡:电容器组投入冲能。
另外,主频低于300Hz的振荡在 配电系统也有发生,原因是铁磁谐振 和变压器空载增能引起。
对带有单独接地线的三相系统发生 的暂态现象按其模式分类,又可分为 出现在线对地或中性线对地之间共模 谐振和线对中性线之间简正谐振模式
第一章电能质量概论现象分类与基本描述_图 文.ppt
IEEE第22标准协调委员会推荐采用的11种 动态电能质量专用术语包括:
断电(Interruptions) 电压和频率偏差(Voltage, Frequency Deviations) 电压暂降(Sags)、电压暂升(Swells) 瞬态脉冲与振荡(Transients Surges) 电压波动(Voltage Fluctuations) 电压陷波(Notches) 谐波(Harmonics)、间谐波(Inter-harmonics) 过电压(Over-voltages)和欠电压(Under-voltages)
由系统故障造成的间断持续时 间是由保护装置的动作时间决定的, 通常对于非永久性故障,瞬时重合 闸将会使电压间断时间限定在工频 下的30个周期以内。
带有延时的重合闸可能导致暂 时的或短时的电压间断。 由设备故障等造成的电压间断持续 时间一般是无规律的。
电能质量现象的基本描述
(2)电压暂降(凹陷)
‘暂降’是指工频条件下电压有效值减小到0.1-0.9pu之间、持续时间为 0.5个周期至1分钟的短时电压变动现象。
把含有供电系统设计运行频率(即简称工频,通常为50Hz或 60Hz)整数倍频率的电压或电流定义为谐波。可以把畸变波形分解 成基频分量与谐波分量的总和。电力系统中的非线性负荷是造成波 形畸变的源头。
波形畸变水平 的描述方法,通常 用具有各次谐波分 量幅值和相位角的 频谱表示。此外, 在实际应用中也常 用单项数据来表示, 如,谐波含有率等。多用总谐波畸变率(THD)作为量度标准。
在交流系统中出现直流电压或电流称为直流偏置。这可能是由 于地磁干扰或半波整流产生的。例如,为延长灯管的寿命在照明系 统中采用的半波整流器电流,会使交流变压器偏磁,以至于发生磁 饱和,引起变压器铁芯附加发热,缩短使用寿命。直流分量还会引 起接地极和其他电气连接设备的电解腐蚀。
电能质量现象的基本描述
(2)谐波(HARMONICS)
电能质量现象的基本描述
(1)过电压
过电压是指工频下交流电压有效值升高,超过额定值的10%,并且持 续时间大于1分钟。过电压的出现通常是负荷投切的结果(例如,切断某一 大容量负荷或向电容器组增能时)。由于系统的电压调节能力比较弱,或者 难以进行电压控制,系统的正常运行操作就可能造成过电压问题。变压器分
甩负荷或弱系统间歇性负荷运行等。 △故障与电压暂降和间断之间的联系:保护装置动作跳闸
,重合闸动作,以及故障相与非故障相(电压暂升)的 区别。
电能质量现象的基本描述
(1)短时间电压中断
供电电压降低到0.1pu以下,且持续时间不超过1分钟(各标委会 规定不仅相同),为电压短时间中断。起因:系统发生故障,用电设 备故障或控制失灵等。
电能质量现象的基本描述
(3)间谐波(INTER-HAR.) 把含有供电系统设计运行频率非整数倍频率的电压
或电流定义为间谐波。其表现为离散频谱或宽带频谱。 在各种电压等级供电网中都可能出现间谐波。间谐波源 主要有静止频率变换器、循环换流器、感应电机和电弧 设备等。电力线载波信号也可视为间谐波。
电能质量现象的基本描述
电能质量现象的基本描述
(3)电压暂升(凸起)
‘暂升’含义是指在工频条件下,电压有效值上升到1.1-1.8pu之间、持 续时间为0.5个周期到1分钟的电压变动现象。
与暂降的起因一样,暂升现象 是同系统与设备故障相联系的。 例如,当单相对地发生故障,非故 障相的电压可能会短时上升。但电 压暂升不象电压暂降那样常见。
△须注意,电压间断与供电中断(Outage)的用法不同。前者是指 一种特定的系统现象,后者是指电力系统中的元件未能正常工作带来 的问题,或专门用于长时间电压短缺问题。
电能质量现象的基本描述
△电压不平衡 △电压波形畸变(谐波、间谐波、次谐波) △电压陷波 △电压波动(特征:典型频谱〈25Hz) △工频变化
除由于重负荷或大型电机启动汲取 大电流造成的电压暂降外,多数情况下 电压暂降是与系统或设备故障相联系的。
图中所示为在某一变电站的馈电线 上发生单相对地故障引起的母线电压凹 陷的变化图形。在断路器切断故障电流 之前,电压80%暂降,并持续了3个周期。
典型的故障切除时间为3-30个周期, 这取决于故障电流的大小和过流保护的 类型。
长时间电压变动是指,在工频条件下电压均方根值偏离额定值, 并且持续时间超过1分钟的电压变动现象(即广义电压偏差问题)。
△ 持续电压中断(>1min,0.0pu)
△过电压和欠电压(>1min,0.8-1.2pu,即小于额定值的90%或超过 额定值的10%。电压允许偏移的极限值)。 △产生的原因:永久性故障,负荷变动或系统的开关操作等。
0~1% 0.1~7%
电能质量分类小结
△电压质量包括的内容:
电压偏差、电压频率偏差、电压不平衡、瞬变现象 、
波动与闪变、暂降(暂升)与间断、电压谐波、电 压陷波、欠电压、过电压等。
△电流质量包括的内容: