电能质量现用国标介绍

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一、电能质量背景知识
1.5 电能质量（Power quality)相关术语简介

电压暂降 voltage dip(sag)：在电力系统某一点的电压暂时下降，经历半个周期到几
秒钟的短暂持续期后恢复正常。

电压暂升 voltage swell：在电力系统某节点上出现的一个暂时的电压上升。 电压短时中断 voltage interruption 供电电压消失一段时间，一般不超过1 min。短时中断可以认为是90％～100%幅值的电 压暂降。
电流质量
供电质量
服务质量1
用电质量
服务质量2
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电能质量的分类
（1）IEC分类
表1 IEC 关于引起电磁扰动的基本现象分类 ²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 ²幅射型高频现象 磁场 电场 电磁场 连续波 瞬变 ²静电放电现象（ESD） ²核电磁脉冲（NEMP）
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²传导型低频现象 谐波，间谐波 信号系统（电力线载波） 电压波动 电压凹陷（骤降）和间断 电压不对称 工频偏差 感应低频电压 交流电网中的直流分量 ²辐射型低频现象 工频电磁场
电能质量 公用电网谐波
电能质量 电压波动和闪变 电能质量 三相电压不平衡 电能质量 公用电网间谐波 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压 电能质量监测设备通用要求
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2.1 GB/T 15945-2008 电能质量 电力系统频率偏差
术语和定义
标称频率 nominal frequency：系统设计选定的频率。 频率偏差frequency deviation：系统频率的实际值和标称值之差。
噪
声
0 -200 -400
电压暂降
0 200 400 600 800 1000
500
400 200
电压暂升
0
0 -200
-500
-400
电压间断
0 200 400 600 800 1000
0
200
400
600
800
1000
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几种动态电压质量问题的示意图波形
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---示意性关系框图
电 能 质 量
电 压质 量
值，但应保证近区电力网、发电机组和用户的安全、稳定 运行以及正常供电。
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2.2 GB/T 12325-2008 电能质量 供电电压偏差
术语和定义
电压偏差 voltage deviation：
实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值，以百分数表示。
电压偏差（ %）
电压测量值 系统标称电压 100% 系统标称电压
高频振荡
0 100 200 300 400 500
400 200 0 -200 -400 0 100 200 300 400 500
400 200 0 -200 -400 0 200 400 600 800 1000
电力谐波
400 200
400 200 0 -200 -400
0 200 400 600 800 1000
供电电压偏差的限值
35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的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。
20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7% 220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%；
对供电点短路容量较小、供电距离较长的以及对供电电压偏差有特殊要求的用户，由供、 用电双方协议确定
电能质量的分类
（2）IEEE分类
表 2 IEEE 电力系统电磁现象的特性及分类 类别 典型频谱 典型持续时间 典型电压 幅值 瞬 冲 纳秒级 5ns 上升 <50ns 击 微秒级 1us 上升 50ns-1ms 毫秒级 0.1ms 上升 >1ms 变 脉 冲 现 振 低频 <5kHz 0.3-50ms 0-4pu 中频 5-500kHz 20us 0-8pu 象 荡 高频 0.5-5Mhz 5us 0-4pu 瞬 短 凹陷(骤降) 0.5-30 周 0.1-0.9pu 间 凸起 0.5-30 周 1.1-1.8pu 期 暂 间断 0.5 周-3s <0.1pu 凹陷(骤降) 30 周-3s 0.1-0.9pu 变 时 凸起 30 周-3s 1.1-1.4pu 短 间断 3s-1min <0.1pu 动 凹陷(骤降) 3s-1min 0.1-0.9pu 时 凸起 3s-1min 1.1-1.2pu
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2.3 GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波
术语和定义
基波（分量） fundamental（component）：对周期性交流量进行傅里叶级数分级，得到
的频率与工频相同的分量。 谐波（分量） fundamental（component）：对周期性交流量进行傅里叶级数分级，得到 的频率为基波频率大于1整数倍的分量。 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 波分量的方均根之比。 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。 电压总谐波畸变率以 THDu 表示电流总谐波畸变率以THDi 表示
谐波污染属于稳态电能质量的突出问题，负荷用电的非线性特性是引起稳态电能质 量现象的主要诱因。
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一、电能质量背景知识
1.4 暂态电能质量的主要指标

电压暂降（电压骤降） 电压暂升（电压骤升）

电压短时中断
暂态电能质量问题发生频度较小，但后果却比较严重；暂态电能质
量问题实质主要是暂态电压质量问题，或者电网遭受外来干扰侵袭及内部故障、操作所
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2.1 GB/T 15945-2008 电能质量 电力系统频率偏差
频率偏差限值
1.电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz。当系 统容量较小时，偏差限值可以放宽到±0.5Hz。 2.用户冲击负荷引起的系统频率变动一般不得超过±0.2Hz，
根据冲击负荷性质和大小以及系统的条件也可适当变动限
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一、电能质量背景知识
1.2 电能质量问题分类
以现象发生时，电网所处的运行方式进行区分：

稳态电能质量问题
暂态电能质量问题
狭隘的说，电能质量问题主要表现为电压质量问题及电流波形问 题；除频率指标之外，电能质量问题的主要控制手段从无功调控的 角度出发。因此从某种意义上来说，电能质量问题主要是一种无功 功率问题
电能质量现用国标介绍
ver20150302v0.2
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主要内容
一、电能质量背景知识 二、现行电能质量国家标准 三、电能质量在线监测系统及
其应用
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一、电能质量背景知识
1.1 什么是电能质量？
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者误动作的任何电力问题 IEC（1000-2-2/4）标准：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
频率偏差 frequency deviation：系统频率的实际值和标称值之差。 谐波 harmonic：对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整 数倍的分量。

电压波动 Voltage fluctuation：电压方均根值一系列的变动或连续的改变。 闪变 flicker：灯光照度不稳定造成的视感。 不平衡度 unbalance factor：三相电力系统中三相的不平衡程度，用电压或电流负序 分量与正序分量的方均根值百分比表示。
电压合格率 voltage qualification rate
实际运行电压偏差在限值范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间的百分比。
电压超限时间 电压合格率（ %） 1 100% 总运行统计时间
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来自百度文库
2.2 GB/T 12325-2008 电能质量 供电电压偏差
带来的系统冲击问题，其事件特征描述量一般为事件过程的电压“有效值”及其持续时 间（有时考虑其上升下降率等）。 在所有暂态电能质量问题中，电压暂降的影响最为普遍。
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一、电能质量背景知识
1.5 电能质量（Power quality)相关术语简介


电压偏差 voltage deviation：供电电压对标称电压的偏差。
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2.4 GB/T 24337-2009 电能质量 公用电网间谐波
限值
1. 220kV及以下电力系统公共连接点间谐波电压含有率不大于表1限值。 表1 间谐波电压含有率限值（%）
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2.3 GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波
谐波电压限值
公用电网谐波电压(相电压)限值见表1。
表1 公用电网谐波电压(相电压)
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2.3 GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波
谐波电流允许值
公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量(方均根值)不 应超过表2中规定的允许值。当公共连接点处的最小短路容量不同于 基准短路容量时，表2中的谐波电流允许值可按照比例换算。
注：220kV基准短路容量取2000MVA。
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2.4 GB/T 24337-2009 电能质量 公用电网间谐波
术语和定义
基波分量 fundamental component：对周期性交流量进行傅里叶级数分级，得到的频

率与工频相同的分量。 间谐波分量 interharmonic component：对周期性交流量进行傅里叶级数分级，得到的 频率不等于基波频率整数倍的分量。 间谐波次数 interharmonic order：ih 间谐波频率与基波的比值。 间谐波含有率 interharmonic ratio ；IHR 周期性交流量中含有的第ih次间谐波分量的方均根值与基波分量的方均根之比。 第 ih 次谐波电压含有率以IHRUih 表示第h 次谐波电流含有率以HRIh 表示
频率偏差=实测频率-标称系统频率
频率合格率 frequency qualification rate
实际运行频率偏差在限值范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间的百分比。
频率超限时间 频率合格率（ %） 1 100% 总运行统计时间
频率偏差限值
电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差限值 可以放宽到±0.5Hz。
由于电压、电流或频率偏差引起的，用户设备工作异常或损坏的
任何电力问题，都属于电能质量问题。
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IBM的研究结果
电能质量问题是造成数据丢失的最大原因！
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---几种质量现象波形
400 200 0
400 200 0 -200 -400
0 100 200 300 400 500
低频振荡 脉冲暂态
-200 -400
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一、电能质量背景知识
1.3 稳态电能质量的主要指标


供电电压偏差：供电电压对标称电压的偏差。
频率偏差：电网频率的实际值和标称值之差。 三相不平衡度：电压或电流负序分量与正序分量的方均根值百分比。 谐波：对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1的整数倍的分 量。

电压闪变：灯光照度不稳定造成的视感。

公共连接点 point of common coupling：电力系统中一个以上用户的连接处。
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二、现行电能质量国家标准

GB/T 15945-2008 GB/T 12325-2008
电能质量 电力系统频率偏差 电能质量 供电电压偏差


GB/T 14549-93
GB/T 12326-2008 GB/T 15543-2008 GB/T 24337-2009 GB/T 18481-2001 GB/T 19862-2005
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电能质量的分类
(2)IEEE 分
类
续表 2 IEEE 电力系统电磁现象的特性及分类 类别 典型频谱 典型持续 典型电压 时间 幅值 长 持续间断 >1min 0.0pu 期 欠 电 压 >1min 0.8-0.9pu 变 过 电 压 >1min 1.1-1.2pu 动 电压不平衡 稳态 0.5-2% 直流偏移 稳态 0-0.1% 波 谐波 0-100th 稳态 0-20% 形 间谐波 0-6kHz 稳态 0-2% 畸 陷波 稳态 变 噪声 宽带 稳态 0-1% 电压波动 <25Hz 间断 0.1-7% 0.01Hz 工频变化 <10s