電能質量

定義

　　電能質量(Power Quality)，從嚴格意思上講，衡量電能質量的主要指標有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指優(yōu)質供電，包括電壓質量、電流質量、供電質量和用電質量。其可以定義為：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài)過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。

用例

　　在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和短時中斷已成為最重要的電能質量問題。

具體指標

ontent">電網(wǎng)頻率

　　我國電力系統(tǒng)的標稱頻率為50Hz ，GB/T15945-2008《電能質量 電力系統(tǒng)頻率偏差》中規(guī)定：電力系統(tǒng)正常運行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz，當系統(tǒng)容量較小時，偏差限值可放寬到±0.5Hz，標準中沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限。在《全國供用電規(guī)則》中規(guī)定"供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬千瓦以下者，為±0.5HZ。實際運行中，從全國各大電力系統(tǒng)運行看都保持在不大于±0.1HZ范圍內(nèi)。

電壓偏差

　　GB/T 12325-2008《電能質量 供電電壓偏差》中規(guī)定：35kV及以上供電電壓正、負偏差的絕對值之和不超過標稱電壓的10%；20kV及以下三相供電電壓偏差為標稱電壓的土7%；220V單相供電電壓偏差為標稱電壓的+7%，-10%。

三相電壓不平衡

　　GB/T15543-2008《電能質量 三相電壓不平衡》中規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點電壓不平衡度限值為：電網(wǎng)正常運行時，負序電壓不平衡度不超過2%，短時不得超過4%；低壓系統(tǒng)零序電壓限值暫不做規(guī)定，但各相電壓必須滿足GB/T 12325的要求。接于公共連接點的每個用戶引起該點負序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時不超過2.6%。

公用電網(wǎng)諧波

　　GB/T14549--93《電能質量 公用電網(wǎng)諧波》中規(guī)定：6～220kV各級公用電網(wǎng)電壓(相電壓)總諧波畸變率是0.38kV為5.0%，6～10kV為4.0%，35～66kV為3.0%，110kV為2.0%；用戶注入電網(wǎng)的諧波電流允許值應保證各級電網(wǎng)諧波電壓在限值范圍內(nèi)，所以國標規(guī)定各級電網(wǎng)諧波源產(chǎn)生的電壓總諧波畸變率是：0.38kV為2.6% ， 6～10kV為2.2%，35~66kV為1.9%，110kV為1.5%。對220kV電網(wǎng)及其供電的電力用戶參照本標準110kV執(zhí)行。

公用電網(wǎng)間諧波

　　GB/T 24337-2009《電能質量 公用電網(wǎng)間諧波》中規(guī)定：間諧波電壓含有率是1000V及以下<100Hz為0.2%，100~800Hz為0.5%，1000V以上<100Hz為0.16%，100~800Hz為0.4%，800Hz以上處于研究中。單一用戶間諧波含有率是1000V及以下<100Hz為0.16%，100~800Hz為0.4%，1000V以上<100Hz為0.13%，100~800Hz為0.32%。

波動和閃變

　　GB/T 12326-2008《電能質量 電壓波動和閃變》規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點，在系統(tǒng)運行的較小方式下，以一周（168h）為測量周期，所有長時間閃變值Plt滿足：≤110kV，Plt=1；>110kV，Plt=0.8。以及單個用戶的相關規(guī)定。

指標含義

　　電壓不平衡是指三相電壓的幅值或相位不對稱。不平衡的程度用不平衡度（電壓負序分量和正序分量的均方根值百分比）來表示，典型的三相不平衡是指不平衡度超過2%，短時超過4%。在電力系統(tǒng)中，各種不平衡工業(yè)負荷以及各種接地短路故障都會導致三相電壓的不平衡。

　　過電壓是指持續(xù)時間大于1分鐘，幅值大于標稱值的電壓。典型的過電壓值為1.1~1.2倍標稱值。過電壓主要是由于負載的切除和無功補償電容器組的投入等過程引起，另外，變壓器分接頭的不正確設置也是產(chǎn)生過電壓的原因。

　　欠電壓是指持續(xù)時間大于1分鐘，幅值小于標稱值的電壓。典型的欠電壓值為0.8~0.9倍標稱值。其產(chǎn)生的原因一般是由于負載的投入和無功補償電容器組的切除等過程。另外，變壓器分接頭的錯誤設置也是欠電壓產(chǎn)生的原因。

　　電壓驟降是指在工頻下，電壓的有效值短時間內(nèi)下降。典型的電壓驟降值為0.1~0.9倍標稱值，持續(xù)時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟降產(chǎn)生的原因主要有電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障；大容量電機的啟動和負載突增也會導致電壓驟降。

　　電壓驟升是指在工頻下，電壓的有效值短時間內(nèi)上升。典型的電壓驟升值為1.1~1.8倍標稱值，持續(xù)時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟升產(chǎn)生的原因主要有電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如系統(tǒng)發(fā)生單相接地等故障；大容量電機的停止和負載突降也是電壓驟升的重要原因。

　　供電中斷是指在一段時間內(nèi)，系統(tǒng)的一相或多相電壓低于0.1倍標稱值。瞬時中斷定義為持續(xù)時間在0.5個周期到3秒之間的供電中斷，短時中斷的持續(xù)時間在3~60 秒之間，而持久停電的持續(xù)時間大于60秒。

　　電壓瞬變又稱為瞬時脈沖或突波，是指兩個連續(xù)的穩(wěn)態(tài)之間的電壓值發(fā)生快速的變化，其持續(xù)時間很短。電壓瞬變按照電壓波形的不同分為兩類：一是電壓瞬時脈沖，是指疊加在穩(wěn)態(tài)電壓上的任一單方向變動的電壓非工頻分量；二是電壓瞬時振蕩，是指疊加在穩(wěn)態(tài)電壓的同時包括兩個方向變動的電壓非工頻分量。電壓瞬變可能是由閃電引起的，也可能是由于投切電容器組等操作產(chǎn)生的開關瞬變。

　　電壓切痕是一種持續(xù)時間小于10ms的周期性電壓擾動。它是由于電力電子裝置換相造成的，它使電壓波形在一個周期內(nèi)有超過兩個的過零點。由于其頻率非常高，用常規(guī)的諧波分析設備無法測出，因此以前一直末把此項作為電壓質量的一個指標。

改善措施

　　（1） 改善用電功率因數(shù)，使無功就地平衡。

　?。?） 合理選擇供電半徑.

　?。?） 合理選擇供電系統(tǒng)線路的導線截面。

　?。?） 合理配置變、配電設備，防止其過負荷運行。

　?。?） 適當選用調壓措施，如串聯(lián)補償、變壓器加裝有載調壓裝置、安裝同期調相機或靜電電容器等。

　　供電電壓超過允許偏差的原因有哪些？

　?。?） 供電距離超過合理的供電半徑。

　　（2） 供電導線截面選擇不當，電壓損失過大。

　?。?） 線路過負荷運行。

　?。?） 用電功率因數(shù)過低，無功電流大，加大了電壓損失。

　　（5） 沖擊性負荷、非對稱性負荷的影響。

　　（6） 調壓措施缺乏或使用不當，如變壓器分頭擺放位置不當?shù)取?

　　（7） 用電單位裝用的靜電電容器補償功率因數(shù)沒采用自動補償。

　　總之，無功電能的余、缺狀況是影響供電電壓偏差的重要因素。