电能质量基础知识培训
电能质量培训计划
电能质量培训计划一、培训背景分析电能质量是指电能的基本性能与供电系统和用户电气设备之间的适应性能。
随着电力系统的快速发展和用户需求的增加，电能质量问题也日益凸显。
因此，加强电能质量培训，对于提高企业的电能质量管理水平，确保电力系统的稳定运行和用户电气设备的安全可靠，具有非常重要的意义。
二、培训目标1.了解电能质量的基本概念和相关法律法规；2.掌握电能质量测试和监测的基本方法和技术；3.学习电能质量改进的相关措施和方法；4.提高企业员工对电能质量管理的重视和意识。
三、培训内容1.电能质量基础知识（1）电能质量概念和分类；（2）电能质量标准与监测参数；（3）电能质量与用电设备关系。
2.电能质量测试与监测（1）电能质量测试仪器的使用和操作；（2）电能质量监测方法和技术；（3）电能质量数据分析和评价。
3.电能质量问题诊断与改进（1）电能质量常见问题诊断和分析；（2）电能质量改进的技术措施；（3）电能质量改进案例分享与讨论。
四、培训方式1.理论讲解：邀请电能质量领域专家教授相关理论知识；2.实践操作：组织学员进行电能质量测试仪器的操作实践；3.案例分析：结合真实案例，进行电能质量问题诊断与改进案例分析；4.开展交流：组织学员进行讨论交流，分享电能质量管理经验。
五、培训对象企业电力工程师、电气工程师、设备管理人员等相关人员。
六、培训计划1.第一阶段：电能质量基础知识培训（2天）日期：XX年XX月XX日-XX年XX月XX日内容：电能质量概念与分类、电能质量测试与监测基本方法、电能质量标准及其监测参数等2.第二阶段：电能质量测试与监测培训（2天）日期：XX年XX月XX日-XX年XX月XX日内容：电能质量测试仪器的使用和操作、电能质量监测方法和技术、电能质量数据分析和评价等3.第三阶段：电能质量问题诊断与改进培训（2天）日期：XX年XX月XX日-XX年XX月XX日内容：电能质量常见问题诊断和分析、电能质量改进的技术措施、电能质量改进案例分享与讨论等4.第四阶段：结业考核（1天）日期：XX年XX月XX日内容：考核学员对电能质量概念、测试监测、问题诊断和改进措施的掌握情况。
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
电能质量专业基础知识5
单位 换流站名称
电能质量问题现象及原因的详细描述
随着换流站投运，上海电网超高压、高压、中压、低压系统和 复奉直流换 变配电中11、13次谐波大幅升高，特别是复奉直流输送容量大 上海 流站 的时候更严重。最典型的是上海斜土地区11、13次谐波严重超 标。引起居民的进口家用电器使用异常、投诉。 5次谐波在锦苏直流白天大负荷运行期间较大，夜间锦苏直流小 江苏 苏州换流站 负荷运行时较低。 换流站投运后，金华换流站周边的500kV变电站谐波电压畸变 浙江 金华换流站 率明显提高，500kV信安变的日间谐波电压畸变率超过2.5%。 电流数据显示，66kV母线3次谐波电流较高、66kV4号并联电抗 柴达木换流 青海 器分支B相谐波最大值较高，20次谐波电流较高。可能引起站 站 内无功补偿设备、电容器故障率提高等问题。 2012年6月12日，黑河换流站直流50Hz保护动作导致直流闭锁 黑龙 。引起保护动作的原因为俄罗斯电网电能质量问题，经500kV 黑河换流站 江 阿黑线传递到黑河换流站，引起直流电流谐波异常增大，最终 导致闭锁。
电压事件标记
71
标记要求
• A级监测终端应当对电压事件（包括电压暂降、电压 暂升、电压中断）发生时刻的频率、电压波动与闪变、 供电电压偏差、不平衡、谐波及间谐波测量结果，作 出标记。 • 使用标记的概念可避免将同一信号事件在不同参数测 量中被重复使用（例如，将单次暂降同时记作暂降和 频率变化），并表明累积值可能是不可靠的。
四川 陕西
沙溪坝、城南、 白石岩变电站110KV 调查白石岩变电站无功设备损坏事件，监测标明，白石岩变电站110KV电压畸变 宝轮牵引站 出线 率长期超2%国标限值。 由于负序和谐波影响造成发电机功率变送器输出瞬间下降，使得机组DCS按照功 330千伏蟠龙牵 大唐宝鸡热电厂 率变化做出相应负荷调整，发生原因为蟠龙变四台单相牵引变正在开展冲击合 80 闸试验。
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
电能质量培训通用课件
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。
电能质量培训计划(3篇)
第1篇一、培训背景随着我国经济的快速发展，电力行业作为国民经济的基础设施，其供电质量和稳定性对各行各业的生产和生活都具有重要意义。
电能质量是指电能的品质，包括电压、频率、波形、谐波、电压波动和中断等方面。
电能质量的好坏直接影响到电力系统的稳定运行和用户设备的正常运行。
为了提高电力行业的整体素质，提升电能质量，本培训计划旨在对相关从业人员进行电能质量知识的普及和技能培训。
二、培训目标1. 提高从业人员对电能质量重要性的认识，增强电能质量意识。
2. 使从业人员掌握电能质量的基本概念、标准和检测方法。
3. 培养从业人员解决电能质量问题的能力，提高电力系统的稳定性和可靠性。
4. 促进电能质量管理体系的建立和完善。
三、培训对象1. 电力行业相关企业、科研院所、高等院校的从业人员。
2. 电力系统的规划设计、运行维护、检修试验等岗位人员。
3. 与电能质量相关的设备制造、安装、调试等岗位人员。
4. 对电能质量感兴趣的各界人士。
四、培训内容1. 电能质量基本概念（1）电能质量的概念和重要性（2）电能质量的组成要素（3）电能质量的影响因素2. 电能质量标准和检测方法（1）电能质量标准体系（2）电能质量检测方法及仪器设备（3）电能质量评价方法3. 电压波动与谐波（1）电压波动的分类及影响因素（2）谐波的产生及危害（3）谐波治理技术4. 电压中断与三相不平衡（1）电压中断的原因及危害（2）三相不平衡的产生及危害（3）电压中断与三相不平衡的治理方法5. 电能质量管理体系（1）电能质量管理体系的建立与实施（2）电能质量管理体系的运行与持续改进（3）电能质量管理体系在企业中的应用6. 电能质量案例分析（1）典型电能质量问题的案例分析（2）电能质量问题的诊断与处理（3）电能质量改进措施及效果评估五、培训方式1. 理论授课：邀请专家、学者进行专题讲座，系统讲解电能质量相关理论知识。
2. 实践操作：组织学员进行电能质量检测、故障诊断、治理措施等实践操作，提高学员的实际操作能力。
最新电能质量复习提纲及内容
（一）电能质量概论1．电能质量基本概念，电能质量问题的定义，电能质量问题的基本分类方法1.1电能质量基本概念：IEEE 定义：合格的电能质量是指给敏感设备提供的电力和设置的接地系统均是适合该设备正常工作的。
IEC 定义：电能质量是指描述电能特性的参数的集合，与供电的连续性和电压特性相关。
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。
3．电能质量与电磁兼容的相互关系国际大电网会议(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。
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。
4．电能质量现象的描述一、瞬变现象(Transients)1、冲击性瞬变(impulsive transient)现象是一种在稳态条件下，电压、电流非工频、单极性的突然变化现象。
通常用上升和衰减时间来表现冲击性瞬变的特征。
最常见的引发冲击脉冲瞬变现象的原因是雷电。
2、振荡瞬变(Oscillatory transient)现象是一种在稳态条件下，电压、电流的非工频、有正负极性的突然变化现象。
常用起频谱成分(主频率)、持续时间和幅值大小来描述其特性。
可分级为高频、中频和低频。
短时间电压变动：电压中断；电压暂降；电压暂升；长时间电压变动：过电压；欠电压；持续性中断；电压不平衡；波形畸变：直流偏置；谐波；间谐波、陷波、噪声。
电压波动和工频变化6．改善电能质量的意义a. 有利于树立良好的电力企业形象。
在长期的计划经济体制下。
服务意识和质量意识差是各个行业的通病。
尤其电力部门是典型的垄断行业。
这个问题更为突出。
要想在市场经济中有良好的企业形象，收费合理，服务周到固然重要。
供配电安全技术-电能质量与无功补偿培训课件
一、电能质量简介： 供电电压允许偏差
电压偏差计算：
供电电压的允许偏差： 1）35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称系
统电压的 10％；注：如供电电压上下偏差同号（均为正或负 ）时，按较大的偏差绝对值作为衡量依据。 2） 10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的± 7％ 。 3）220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7％ 、－10％ 。 4）对供电电压允许偏差有特殊要求的用户，由供用电双方协议 确定。
接于公共接点的每个用户，引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1．3％ ，根据连接点的负荷状况，邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要求， 可作适当变动、但必须满足上条的规定。
用户引起的电压不平衡度允许值换算
电压不平衡度允许值一般可根据连接点的正常最小短路容量换算为相应的负序 电流值，为分析或测算依据；邻近大型旋转电机的用户，其负序电流值换算时 应考虑旋转电机的负阻抗。有关不平衡度的计算见附录B。
n 集中补偿:无功功率补偿装置通过开关接在母 线侧。用以补偿配电变压器、输电线路、配 电线路的无功功率损耗。
三、谐波：谐波的产生
非线性负载产生谐波：
工业用易产生谐波设备：直流调速器、变频调速 器、不间断电源系统（UPS）、 现代照明系统、 焊接装置 、感应加热炉、整流器、饱和变压器等 。
民用易产生谐波设备：电视机、空调、计算机、 日光灯、电冰箱等 。
三、谐波：谐波的相序（1）
每一谐波的相序都有关于基波的联系. 按约定基波被设定为正相序. 所有高次谐波都有相对于基波的正、负或是零相序.
三、谐波：谐波的相序（2）
RYB的相序 (+ Seq.) 基次分量
R
R
Y
电能质量培训课件
•四、影响电能质量的因素
• 电压质量是电能质量的核心。影响电压质量的主要因素有：①负荷无功功 率或无功功率变化量；②电网短路容量或电网等效电抗。负荷无功功率或无功 变化量越大，对电压质量的影响越大；电网短路容量越大，则负荷变化对电网 电压质量的影响越小。
•五、改善电网电能质量的措施
•无功功率补偿是电网节能降耗的措施，也是改善电网电能质量的措施之一。
• 另外为了减少无功功率冲击引起的电压闪变，国内外普遍 采用一种静止无功功率补偿装置（SVC）进行无功功率补偿。 这种装置在调节的快速性、功能的多样性、工作的可靠性、投 资和运行费用的经济性等方面具有显著的优点。
• 静止无功补偿器由特殊电抗器和电容器组成，有的是两者 之一为可控的，有的是两者都是可控的，是一种并联联接的无 功功率发生器和吸收器。近年来，电力系统中主要应用的静止 补偿器有自饱和电抗器型（简记为SR）和可控硅控制电抗器型 (简记为TCR)两种。
电能质量培训课件
2020年4月19日星期日
•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
•第一节 电能质量概述
•一、电能质量问题
• 电能质量是指电气设备正常运行所需要的电气特性，任何导致用电设备故 障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差都属于电能质量问题。
•二、理想的电能质量
• 在三相电力系统中，理想的电能质量是：系统频率恒为额定频率；三相电 压波形是三相对称的、幅值恒为额定电压的正弦波形；三相电流波形是三相对称 的正弦波形；供电不间断。
•三、电能质量标准
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。
电能质量基础知识培训资料
电能质量基础知识
• 电能质量国家标准摘要（1）
电能质量基础知识
• 电能质量国家标准摘要（2）
电能质量问题的危害
美国工业每年因供电可靠性问题造成损失为250－ 500亿美元(美加8月14日大停电）。 台湾半导体工业区一次停电导致全世界半导体芯 片价格暴涨。 电压几百毫秒的跌落（低于 90 ％额定值），导致 许多电动机跳闸，工厂停工。气体放电灯熄灭， 15 分钟后才能重新点亮，对大型比赛造成巨大损 失－如奥运比赛。 谐波干扰精密电子设备工作，引起电动机等设备 的异常发热，影响设备寿命甚至造成永久性损坏 。 供电电压的闪变和三相不对称，导致许多电气设 备工作异常，如灯闪烁、电动机烧毁。
对于普通用户，电能质量同样会引起许多问题，例如：电脑死机 ，屏幕频闪，灯光频闪，中线过载，功率因数补偿设备所产生的问题 ，谐波集肤效应所引起的导线过热，在负载适中情况下的变压器过热 现象等。
电能质量基础知识
• 电能质量定义（Power Quality）： 表现为电压、电流或频率的偏差，造成用 户设备故障或错误动作的任何电力问题都 是电能质量问题。 IEEE （美国电气和电子工程师协会）：给 敏感设备以适合该设备的电力供应及接地 方式。 IEC（国际电工委员会）：供电系统在正常 工作情况下不中断和干扰用户使用电力的 物理特性。
电能质量基础知识
• 电压、电流三相不平衡
电能质量基础知识
• 电压、电流波形畸变
直流偏移－地磁干扰，半波整流。导致变压器饱和等影响 。 谐波－基频整数倍的正弦电压电流，非线性负载。 间谐波－离散的频率或宽带的频谱。静止变频器，循环换 流器，感应电动机，电弧发生装置，电力线载波信号。 陷落－电力电子设备正常操作时，由一相换流至另一相时 ，两相间瞬时短路产生的周期性的电压干扰。产生连续直 流输出的三相整流器。 噪声－无意义的电磁信号。电力电子设备，控制电路，电 弧发生装置，电力开关，不正确的接地。
电能质量专业基础知识4
电压波动与闪变51电压波动：定义电压波动：电压幅值不超出 0.9~1.1p.u.的一系列相对快速变动或连 续改变的现象，其变化周期大于工频周期。
电压波动特征量：电压变动（%）、电压变动频度（次/h）52闪变：定义闪变：电光源的电压波动造成灯光照度不稳定的人眼视感反应。
如果电压幅值变动0.5%，每秒变动6.25次，将造成明显的烦扰效 果。
白炽灯对电压方均根值敏感；节能灯对电压峰值敏感。
闪变：典型电压波形、频谱 两个不同频率的正弦波叠加，拍频频率为两个正弦波的频率差。
230V照明系统，导致闪变现象的拍频典型值8.8Hz 110V照明系统，导致闪变现象的拍频典型值8.6Hz53电压波动：成因波动性负荷• 频繁启动和间歇通电的负荷（轧钢机、绞车、电阻 （弧）焊机、电动机、挖掘机、锯木机、粉碎机等） • 固有波动性负荷（电弧炉） • 风力发电系统设备投切• 无功功率补偿装置 • 大型整流设备 • 短路故障或开关操作54电压波动：危害 照明灯光闪烁，引起人的视觉疲劳 电视机屏幕图像失真、摆动翻滚和亮度变化 电动机转速不均匀、振动、异响，影响产品 质量 电子计算机、监测和控制设备等工作不正常55电压波动：限值电压波动限值 r (次/h) LV、MV r≤1 1<r≤10 10<r≤100 100<r≤1000 4 3* 2 1.25 d(%) HV 3 2.5* 1.5 1说明 1. 对于随机性不规则的 电压波动，如电弧炉 负荷引起的电压波动， 表中标有“*”的值为 其限值。
低压（≤ 低压（ ≤1kV 1kV） ）,中压（ 中压（1kV<U 1kV<U≤ ≤35kV 35kV） ）,高压（ 高压（35kV<U 35kV<U≤ ≤220kV 220kV） ）56闪变：限值电力系统公共连接点，在系统正常运行的较小方式下，以 一周为测量周期，所有长时间闪变值都应满足限值要求。
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二、无功与谐波的基础知识(3/10)
谐波
任何频率“f”的周期信号，无论它的波形是什么，都可以作为以下的总
和被表现：
频率f的正弦分量，被称为基波（h1）
有频率的正弦分量（即基波的全倍数）被称为谐波（hn）.
dc(直流)分量（如果可用）。
例：
yt h1t h3t
1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5
➢非线性负载： 如果一个负载引导的电流与电源电 压没有相同的波形，则它被称为是 “非线性的”。这样的电流有高谐 波分量。谐波频谱取决于负载的类 型。 例如 开关电源，整流电源，变压器
二、无功与谐波的基础知识(5/10)
作为基波的％的谐波频谱 100 50
0
➢次数： 谐波次数定义为谐波频率等于基波频 率的倍数。 例：对于50Hz的基波，第3次谐波的 频率是3 x 50 = 150 Hz。
三、无功治理与谐波治理方法(19/24)
有源电力滤波器的特点
– 实现了动态补偿，可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功进行 补偿，对补偿对象的变化有极快的响应；
– 可同时对谐波和无功进行补偿，且补偿无功的大小可做到连续调节； – 补偿无功时不需贮能元件；补偿谐波时所需贮能元件容量也不大； – 即使补偿对象电流过大，电力有源滤波器也不会发生过载，并能正常
二、无功与谐波的基础知识(1/10)
无功功率
无功功率只是描述了能量交换的幅度，而并不消耗功率。无功功 率分为感性无功与容性无功，感性无功表现为电压相位超前电流 相位，容性无功表现为电压相位滞后电流相位。
二、无功与谐波的基础知识(2/10)
增加额外电费 根据《功率因数调整电费办法》： 功率因数标准为0.9时(大于160kVA的用户)若功率因数大于0.9小于0.95， 则每增加0.01减收0.15%的电费，大于0.95减收0.75%的电费；若功率 因数小于0.9大于0.64，则每减少0.01增收0.5%的电费，如为0.8则要加 收5%的电费 奖的少，罚的多
发挥补偿作用； – 受电网阻抗的影响不大，不容易和电网阻抗发生谐振； – 能跟踪电网频率的变化，故补偿性能不受电网频率变化的影响； – 既可对一个谐波和无功源单独补偿，也可对多个谐波和无功源集中补
偿。
三、无功治理与谐波治理方法(20/24)
有源电力滤波器技术参数：
✓参数1：容量 与其它三相交流电力设备的容量定义相同，有源电力滤波器装置的容
图（无电抗器）
3相负载主要产生5，7，11，13次谐波电流
iIs e1
M
电流是不稳定的
C
e2
e3
谐波电流是 S=23kVA THDI=124%
2.5 12 .5001.5 -0.5 -1 --12.5 -2.5
谐波频谱
81% H5, 74% H7, 42% H11, ...
100 50 0
H1 H5 H7 H11 H13 H17 H19 H21 H23
一、电能质量概述(2/5)
电能质量问题：
➢频率问题 ➢幅度问题
✓稳态过电压、欠电压及电压波动 ✓闪变（flicker） ✓幅度暂低（sag，dip）、暂高（swell）、短时中断（interruption）
一、电能质量概述(3/5)
➢波形和对称度
✓三相不对称 ✓谐波（harmonics） ✓暂态脉冲（impulsive transient） ✓暂态振荡（oscillatory transient）
三、无功治理与谐波治理方法(9/24)
几种无功补偿方案比较：
三、无功治理与谐波治理方法(10/24)
谐波治理方法
LC无源滤波器
➢单调谐滤波器 ➢高通滤波器 ➢双调谐滤波器
有源电力滤波器
➢并联型 ➢串联型 ➢与无源滤波器混合 ➢统一电能质量调节器－并联型＋串联型
三、无功治理与谐波治理方法(11/24)
➢静止无功发生器(SVG)
静止无功发生器（SVG：Static Var Generator）的基本原理是指将自换 相桥式电路通过电抗器直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧 输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸 收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
Is
二、无功与谐波的基础知识(8/10)
➢整流器等：
3相负载主要产生5，7，11，13次谐波电流
图
L1 iIs e1
L2 e2
L3 e3
C Z
谐波电流是 S=122kVA THDI=30%
谐波频谱
28% H5, 5% H7, 6% H11, ...
100 80 60 40 20 0
H1 H5 H7 H11 H13 H17 H19
电容器提供超前的无功
I
TCR提供滞后的无功，大小连续可调
可
✓总体上既可提供超前的无功，也可提供
滞后的无功可连续动态调节
V
控
电
纳
L
三、无功治理与谐波治理方法(4/24)
➢晶闸管投切电容器(TSC)抑制冲击电流源自I的小电感V
V ABC
IC
O IL I
✓提供超前的无功 ✓动态投切 ✓分级调节
三、无功治理与谐波治理方法(5/24)
➢照明（荧光灯）：
单相负载 有较高3次谐波含量的电流
Is
FL
谐波电流是 S=22kVA
谐波频谱
51% H3, 11% H5, 8% H9, ...
100 80 60 40 20 0
H1 H3 H5 H7 H9 H11
三、无功治理与谐波治理方法(1/24)
无功治理方法介绍
➢同步调相机 ➢并联电容器 ➢静止无功补偿装置(SVC)
一、电能质量概述(4/5)
产生电能质量问题的原因 ➢干扰性负荷 电弧炉、整流器、单相负荷及各种电源的变换设备等
➢雷电、外力破坏
➢配电设备故障、电容器投切、线路切换等
一、电能质量概述(5/5)
国家标准
《供电电压允许偏差》(GB12325-1990) 《电压允许波动和闪变》(GB12326-2000) 《公用电网谐波》(GB/T14549-1993) 《三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995) 《电力系统频率允许偏差》(GB/T15945-1995) 《暂态过电压和瞬态过电压》(GB/T18481-2001)
➢ SVG采用了PWM技术和多重化技术，与TCR型SVC相比， 谐波含量极低，对电网不会产生二次污染。
占地面积较小
➢ SVG采用直接PWM电流控制技术，其输出电流波形和相位完 全可控，SVG能够在额定感性到额定容性的范围内运行。由 于无需大容量的电容器和电抗器做储能元件，SVG的占地面 积最大只有相同容量SVC的50%。
电能质量基础知识培训
培训人：徐翔
报告内容：
电能质量概述 无功与谐波基础知识 无功补偿与谐波治理方法 某移动基站谐波治理案例
一、电能质量概述(1/5)
电能质量的定义：
从普遍意义上讲是指供电和用电质量，包括电压、电流的稳态及暂态量值 的偏差、波形畸变的程度、闪变等对用电设备造成影响的供电和用电问题。
LC无源滤波器
➢单调谐滤波器 ➢高通滤波器 ➢双调谐滤波器
Z fn
R fn
j(n S L
1)
n S C
Zfn
单调谐滤波器对某一频率的谐波呈现低阻抗，与电 R
nS)
网阻抗形成分流的关系，使大部分该频率的谐波流
0
1
2
入滤波器。
三、无功治理与谐波治理方法(12/24)
➢有源电力滤波器——并联型
交流 iS
iL
电网
iC
APF
负载
(谐波源)
iL iLf iLh iC iLh iS iL iC iLf
三、无功治理与谐波治理方法(13/24)
并联型有源滤波器原理简图：
usa iSa usb iSb usc iSc
Harmonics Source
iLa
iLb
Load
iLc
iCc iCb iCa
Lc Lb La
System
Iload
M
Load
Isvg
SVG
注： 蓝色表示电压 绿色表示电流
三、无功治理与谐波治理方法(6/24)
SVG的三种运行模式:
三、无功治理与谐波治理方法(7/24)
SVG特点：
响应速度更快
➢ SVG响应时间：≤5ms。 ➢ SVG可在极短的时间之内完成从额定容性无功功率到
额定感性无功功率的相互转换，这种无可比拟的响应 速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。
三、无功治理与谐波治理方法(16/24)
➢混合型－有源滤波器和无源滤波器混合
C5 C7 CHF
负载
APF L5 L7
变流器
RHF LHF
三、无功治理与谐波治理方法(17/24)
➢统一电能质量调节器
✓并联型有源滤波器和串联型有源滤波器的组合 ✓同时解决电压、电流的波形问题
三、无功治理与谐波治理方法(18/24)
Active Power Filter
p
Sap
Sbp
Scp
iDC
va
vb
vc
uDC
San
Sbn
Scn
n
三、无功治理与谐波治理方法(14/24)
➢有源电力滤波器——串联型
ZS iS
VC +
eS -
ZL VL
✓通常用于补偿电压型的谐波源 ✓可等效为一个谐波电压源 ✓解决电压波形问题
三、无功治理与谐波治理方法(15/24)
需注意以下问题：
1、弄清负载的谐波电流哪些频次是必须补偿的，若负载的高次谐波电流很 小就没有补偿的必要，一般而言25次以上的谐波电流很小。