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电能质量概论

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电能质量概述与节能案例分析

电能质量概述与节能案例分析

电能质量概述与节能案例分析1. 电能质量概述电能质量是指电能供给系统中的电压、电流和频率等特性是否符合预期的标准，以及系统是否存在引起设备故障或降低设备性能的电力问题。

电能质量问题常常包括电压波动、频率偏差、谐波、电压暂降和电压间断等。

1.1 电压波动电压波动是指电源电压的瞬时变化，如瞬时电压升高或降低。

电压波动可能导致设备的误动作或损坏，特别是对于需要稳定电压供给的设备，如计算机和精密仪器。

1.2 频率偏差频率偏差是指电源供电频率与标准频率之间的差异。

在某些设备中，频率偏差可能导致设备运行不稳定或损坏。

1.3 谐波谐波是指电源电压或电流中存在的频率为基波频率整数倍的成分。

谐波可能会导致设备发热、噪音增加、电机振动增加等问题。

1.4 电压暂降电压暂降是指电源电压在短时间内下降到较低水平。

电压暂降可能导致设备的误动作，甚至引起设备的损坏。

1.5 电压间断电压间断是指电源电压在一段时间内完全中断。

电压间断可能导致设备停机、数据丧失等问题。

2. 节能案例分析节能是指通过合理利用能源资源，降低能源消耗，到达减少能源浪费、保护环境和降低本钱的目的。

在电能质量方面，合理的节能措施不仅可以减少能源消耗，还可以改善电能质量，提高电网的稳定性。

2.1 照明系统节能案例分析照明系统是企业和家庭中能耗较高的设备之一，通过采用节能灯具、智能调光和自动控制系统等技术手段，可以显著降低照明系统的能源消耗。

例如，使用LED灯替代传统白炽灯可以降低能源消耗约80%，并且LED灯具寿命更长，减少了更换灯具的频率。

2.2 空调系统节能案例分析空调系统在夏季高温时期是较大能耗的设备之一。

通过合理选择空调设备、优化空调系统的运行参数和建筑物的绝热性能，可以有效降低空调系统的能源消耗。

例如，使用高效节能的变频空调可以在保持室内舒适温度的同时，减少能源消耗。

2.3 动力系统节能案例分析在工业生产中，动力系统消耗了大量的电能。

通过优化动力系统的组织结构、使用高效电机和变频器，以及合理调整动力系统的工作方式，可以显著降低动力系统的能源消耗。

电能质量概论

电能质量概论

1. 电能质量的定义
“电能质量”是“任何明显引起电压、电流或频率偏移并由此导 致用户装置故障或误动作的电能问题” “电能质量”定义为“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” “电能质量”定义为“满足电子装置的运行条件，并能够以一种 与主布线系统及其它相关装置相协调的方式驱动、保护电子装置”
谐波次数为12k±1，最低次谐波为11次，三重 化二次侧绕组为200、 00 、 -200 ，四重化为150 、 00 、 -150 、 -300
谐波抑制技术
2.功率因数校正技术（PFC）
P UI1 cos1 I1 l cos1 n cos1 S UI I
其中：ν---基波因数 cosφ1 ---基波功率因数
为正弦波、电流波形为非正弦波的情况.
非正弦电路的有功功率
设正弦波电压有效值为U，畸变电流有效值为I，基波电流
有效值及与电压的相位差分别为I1和j 1。 有功功率为：P=U I1 cosj1
功率因数为：
P UI1 cos j1 I1 l cos j1 n cos j1 S UI I
二、谐波与无功
1、谐波的概念与分析
在供用电系统中，通常总是希望交流的电压、电流为正弦波形
u (t ) 2U sin(t )

U----电压有效值 ---初相角
主讲：陈乐柱
Email:chenlezhu@
非正弦电压的傅里叶级数分析：
u (t） a0 (an cos nt bn sin nt )
四、谐波干扰的抑制技术
多脉冲整流、多重化技术 用可关断电力电子器件和PWM技术减少谐波 干扰 无源功率滤波技术 有源功率滤波技术 混合功率滤波技术

电能质量讲座PPT课件

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的优化配置和调度。
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1章 电能质量概论

第1章 电能质量概论
2007年春 湖南大学电气与信息工程学院
刘斌、武旭鹏、黄纯制作
近年来电力行业深化改革，发电与输配 电体制分离、电能按质按量论价、电力网 逐步实行商业化运营与市场交易最大限度 地满足用户对用电量的需求和对不同电能 形态变换的需要已成为工业发达地区电力 系统面临的新问题。
2007年春 湖南大学电气与信息工程学院
2007年春 湖南大学电气与信息工程学院
刘斌、武旭鹏、黄纯制作
2、变化型和事件型分类
按照电能质量扰动现象的两个重要表现特征—— 变化的连续性和事件的突发性为基础分成两类。 变化型：指连续出现的电能质量扰动现象，其重要 的特征表现为电压或电流的幅值、频率、相位差等在时 间轴上的任一时刻总是在发生着小的变化。 这一类现象包括电压幅值变化、频率变化、电压与 电流间相位变化、电压不平衡、电压波动、谐波电压和 电流畸变、电压陷波、主网载波信号干扰等。 电能质量现象多为随机现象，在对变化型电压和电 流进行质量评估时，往往采用概率统计方法来处理，根 据变化型电能质量的特征，当测量变化型电压和电流时 要求连续纪录它们的变化值。
2007年春 湖南大学电气与信息工程学院
刘斌、武旭鹏、黄纯制作
事件型：指突然发生的电能质量扰动现象， 其重要的特征表现为电压或电流短时严重偏离其 额定值或理想波形。 这一类现象包括电压暂降和电压短时间中 断、欠电压、瞬态过电压、阶梯形电压变化、相 位跳变等。 在事件型电压和电流评估时，通常采用其特 征量，如用幅值偏离量的多少、事件持续时间长 短以及发生的频次等来描述，并且用概率论和数 理统计方法以及可靠性计算来处理。监测事件型 电压和电流时，要求有一个事件启动信号。
2007年春 湖南大学电气与信息工程学院
刘斌、武旭鹏、黄纯制作
从工业实用角度出发，将电能质量概念具体 分解为： (1)电压质量

电能质量分析与控制

电能质量分析与控制
对于一些非平稳信号，例如电能质量领域中的电压暂降等问题，不 适合用傅里叶变换来进行分析（可采用小波变换）。
2020/4/22
N 2 log2 N
次。以N=1024为例，计算量降为
5120次，仅为原来的4．88％，数字信号处理的里程碑。
常用基2FFT算法—蝶形运算：
六、傅里叶变换的特点及其应用
1、傅里叶变换的特点
傅里叶谱反映的是信号的统计特性。从其表达式中也可以看出，它
是整个时间域内的积分，没有局部化分析信号的功能，完全不具
1
F ( )e jt dt
2
F(ω)是ω的连续函数，称为信号f(t)的频谱密度函数，或简称频谱，
它又可进一步分成实部和虚部、幅度谱和相位谱。
2020/4/22
25
2电能质量的数学分析方法
三、离散傅里叶变换
为了实现连续傅立叶变换，需要用到数值积分。实际应用时需要
进行离散化。给定实的或复的离散时间序列：x0,x1,…,xN-1设该
对该电压信号用离散化傅里叶级数编程求各次谐波含量（该算法延迟 时间？）
2020/4/22
24
2电能质量的数学分析方法
二、连续傅里叶变换
设f(t)为一连续非周期时间信号，满足狄里赫利条件，那么，f(t)的 傅里叶变换存在，并定义为 ：
反变换为
^
F() f ()
f (t)e jtdt
∨
f (t) F ()
备时域信息。
2020/4/22
29
2电能质量的数学分析方法
在电能质量分析领域中，傅里叶变换得到了广泛应用。但是，在运 用FFT时，必须满足以下条件： ①满足采样定理的要求，即采样频率必须是最高信号频率的2倍以上； ②被分析的波形必须是稳态的、随时间周期变化的。当采样频率或信 号不能满足上述条件时，利用FFT分析就会产生“频谱混叠”和 “频谱泄漏”现象，给分析带来误差。

电能质量

电能质量

四、有源滤波
1、谐波的基本概念 • 电网稳态的供电电压波形为工频正弦波性，其数学表达式为：
u (t )
2U sin( t )
2 f
2 T
• 由于非线性负荷的存在，电网电压的波形往往偏离正弦波形而发生 畸变。畸变波形可以用一系列不同频率的正弦函数之和来近似。
四、有源滤波
一、电能质量概述
1、电能质量概念
国际电气电子工程师协会（IEEE）给出电能质量 问题的一般解释为：在供电过程中导致电器设备出现 误动作或者故障损坏的任何异常现象。 从普遍意义上讲，电能质量是指优质供电。
一、电能质量概述
2、常见的电能质量问题
⑴瞬时电压跌落（Voltage Dip） ⑵频率偏差(Frequency Deviations) ⑶电压下降（Sags）
2、主要谐波源
整流器
脉宽调制的变频器 电弧炉 电气化铁路 电力变压器 家用电器
四、有源滤波
3、谐波的危害
谐振 对旋转电机的影响 对变压器的影响 对电容器和电缆的影响 对输电线的影响 对断路器和消弧线圈的影响 对用电设备的影响 对测量和计量仪表的影响 对继电保护和自动装置的影响 对通讯的干扰
以上11种术语为IEEE第22标准协调委员会（电能质量） 和其他国际委员会于本世纪初推荐采用的说明电能质量 主要扰动的专用术语。
一、电能质量概述
2、常见的电能质量问题
我国电力行业较为重视的电能质量问题：电网谐波；
近年国际上较为重视的电能质量问题：电压瞬间跌落
一、电能质量概述
2、常见的电能质量问题
电力电子在电力系统中的应用
第四章
电能质量
一、电能质量概述
1、电能质量概念

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.已发布的电能质量标准可分为两大类：GB系列国家电能质量标准和电磁兼容标准.2.2。

第一章 电能质量概论现象分类与基本描述

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。

电能质量概念

电能质量概念
起步早 标准体系完善 实用的监测装置 起步晚 标准体系不健全 研究处于仿真阶段
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

第一章 电能质量概论(1)

第一章 电能质量概论(1)

十几年前，国际上第一本电 能质量专著出版，提出的第 一个问题是： 1.1 What is Power Quality?
NORTH CHINAELECTRIC POWER UNIVERSITY
一、电能质量是多学科综合性问题，是一项复杂的系统工程， 对生产、社会和经济的影响是巨大的；在当今资源节约型和 环境友好型两型社会建设中，已引起电气工程界、电力用户 和电力公司的全面关注 当代电力系统的电源类型与特性、电网结构和负荷构成正在 发生着深刻变化，加之电气设备的敏感性不断增强，电力系 统问题（包含电能质量）也愈加复杂。 近十几年来，在全球范围内，不少著名学者著书立说，许多 国家和团体纷纷成立专门的研究机构，在关于电能质量的理 论与方法、技术与装置、监测与标准，监管与治理等许多方 面取得了明显进步。
技术层面上就是电力系统稳定性问题： 稳定性是电力系统受到扰动（例如功率和阻抗变化）后返回运行平衡 状态的能力。它是涉及电力系统安全的一个重要的复杂问题，往往另 立专题研究（其中电压稳定和频率稳定与电能质量紧密关联）。
NORTH CHINAELECTRIC POWER UNIVERSITY
电力系统的6种运行状态
一、正常状态
能够保持系统充裕性和系统安全性的运行状态。 二、紧戒状态（可以通过调整控制恢复到正常状态）
三、紧急状态（某些母线电压或系统频率超越允许范围。允许损失部分负
荷）； 四、极端紧急状态或严重事故状态（不至于造成大面积停电）；
五、崩溃（系统稳定破坏，故障连锁反应，电压频率崩溃，大面积减负荷，
系统解列，孤岛状态）； 六、恢复过程（黑启动，”灰启动“）。
治理电能质量措施
第十七章 电力市场 第十八章 劣质电能的成本 第十九章 电能质量与电能的合理使用 第二十章 可认知的电能质量

电能质量分析期末总结

电能质量分析期末总结

第一章电能质量概论1.检验电能质量的主要指标：电压±5% 频率0.2±HZ 三相不平衡度±2%2.电能质量的基本特征：（1）三恒定：电压，频率，波形（2）两平衡：三相电压，负荷电流。

（3）充足：连续供电3.电能质量的定义：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.瞬变现象：变量的部分变化，且从一种稳定过度到另一种稳定状态过程中该变化逐渐消失的现象。

（1）冲击性瞬变：是一种在稳态条件下，电压，电流非工频的单极性的突然变化现象。

（2）振荡瞬变：是一种在稳态条件下，电压，电流非工频双极性的突然变化现象。

5．电压波动：是指电压包络线有规律的变化或一系列的随机电压波动。

第二章电能质量的数学分析1.电能质量分析方法：时域²²²，频域²²²，数学变换²²²其中数学变换方法包括：（1）傅里叶变换（2）矢量变换（3）小波变换。

2.采样定理：采样频率Fs至少是原信号频率Fc的2倍低通滤波器的上限频率=2fs3.短时傅里叶变换4.小波变换：合适的波形》》伸缩,变换5.比较两种变换：6.有功功率：能量因做功而被消耗，能量转换电压在电阻上的功率，电压在负载上的电流分量。

无功功率：用于产生磁场或磁通的功率，本身不做功。

第三章传统电能质量分析与改善措施1.电压偏差：供电系统在正常运行方式下，某一点的电压测量值与系统标称电压之差对系统标称电压的百分数称为该节点的电压偏差。

δU=Ure-Un／Un2.电压偏差产生的原因：电力系统的无功功率平衡是指在系统运行中的任何时刻，无功电源供给的无功功率与系统需求的无功功率相等。

电力系统中的负荷一级发电机组的出力随时发生变化，网络结构随着运行方式的改变而改变，系统故障等因素都引起电力系统功率不平衡。

电能质量概论现象分类与基本描述课件

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。

电能质量概述讲解

电能质量概述讲解

电能质量讲座1．电能质量综述一、概述电能质量是通过电压来表征的, 描述电力系统或供电系统性能和测量方法的总称。

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。

主要包括：●频率偏差；●电压偏差；●功率因数●三相电压不平衡度；●谐波（波形畸变）；●电压波动与闪变；●暂时过电压与瞬态过电压。

1）频率我国规定50Hz正弦波为系统的标准频率，正常频率标准为50Hz±0.2Hz，系统容量较小时，可放宽到50Hz±0.5Hz。

标准GB/T 15945－1995《电力系统频率允许偏差》中并没有说明系统容量大小的界线，全国供用电规则中规定了供电局供电频率的允许偏差：电网容量在3000MW及以上者为0.2Hz，电网容量在3000MW以下者为0.5Hz。

实际运行中，我国各跨省电力系统频率的允许偏差都保持在+0.1～-0.1Hz的范围内。

2）电压电网中各点的电压调节不同与频率的调节，电网各点电压主要反映该点无功功率的供需关系，电压调节一般采取无功就地平衡的方式进行无功功率补偿，从源头上进行解决，同步发电机和变压器均具有调整电压的功能。

3）三相不平衡度电力系统中三相电压的不平衡度，用电压或电流负序分量与正序的均方根百分数表示：%10012⨯=u u u ε 其中，U 1-三相电压正序分量方均根值U 2－三相电压负序分量方均根值三相电压不平衡（即存在负序分量）会引起继电保护误动、电机附加振动力矩和发热。

额定转矩的电动机，如长期在负序电压含量在4％的状态下运行，由发热，电动机绝缘的寿命将会降低一半，若某相电压高于额定电压，其运行寿命的下降将更加严重。

4）电压波动和闪变电压波动和闪变是指电压幅值在一定范围内有规则的变动时，电压最大值与最小值之差相对额定电压的百分比，或电压幅值不超过0.9p.u .～1.0p.u.（标么值）的一系列随机变化。

这种电压变化称为闪变，以表达电压波动对照明灯的视觉影响。

电能质量总结

电能质量总结

电能质量总结1.引言电能质量是指供电系统中电压、电流和频率等参数的稳定性和纯净度，以及与之相关的电力设备正常运行的情况。

良好的电能质量对于保障电力系统的稳定运行、提高电力设备的使用寿命以及保障用户用电质量至关重要。

本文将对电能质量进行总结，包括常见问题、影响因素和改善措施。

2.常见问题在电力系统中，存在一些常见的电能质量问题，对电力设备和用电设备产生不良影响。

以下是一些常见的电能质量问题：2.1电压波动电压波动是指供电系统中电压的瞬时变化或周期性变化。

电压波动可能导致灯光闪烁、设备故障以及数据丢失等问题。

2.2电压暂降电压暂降是指供电系统中电压短暂降低的现象，通常持续时间较短。

电压暂降可能导致电力设备重启、数据丢失以及停机等问题。

2.3电压闪变电压闪变是指供电系统中电压快速变化的现象，通常由突然的负载变化引起。

电压闪变可能导致灯光明暗变化、设备故障以及感应器误动等问题。

2.4谐波污染谐波是指频率是供电系统基波频率的整数倍的电压和电流成分。

谐波污染可能导致电力设备发热、传输损耗增加以及电力网络容量下降等问题。

2.5高频干扰高频干扰是指供电系统中出现的高频噪声信号，通常由电子设备或放电装置产生。

高频干扰可能导致无线电干扰、通信中断以及设备故障等问题。

3.影响因素影响电能质量的因素多种多样，包括供电系统本身、用户设备、负载特性以及外部环境等。

以下是一些主要的影响因素：3.1电源质量电源质量是指供电系统提供的电能的质量。

供电系统中存在电力设备的损耗、电力损耗、电网结构等因素，这些因素会影响电能的质量。

3.2用户设备用户设备的设计和使用情况也会对电能质量产生影响。

例如，一些老旧设备可能存在功率因数低、谐波污染等问题，这些问题可能会传导到供电系统中。

3.3负载特性不同类型的负载对电能质量的要求不同。

例如，对于灵敏的电子设备来说，电压稳定性和纹波电流等参数的要求较高。

3.4外部环境外部环境中的电磁干扰、天气条件、雷击等因素也可能对电能质量产生影响。

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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。

已发布的电能质量标准可分为两大类：GB系列国家电能质量标准和电磁兼容标准。

2.2.2 GB系列国家电能质量标准GB系列国家电能质量标准主要规定了公用电网公共连接点的电压质量限值和用户对公共连接点的干扰限值；规定了电能质量测量仪器的技术规范和测量方法。

已发布的GB系列国家电能质量标准有：GB/T14549-1993 电能质量公用电网谐波；GB/T14545-1995 电能质量电力系统允许偏差；GB/T12325-2003 电能质量供电电压允许偏差；GB/T12325-2000 电能质量电压允许波动和闪变；GB/T15543-1995 电能质量三相电压不平衡度；GB/T19862-2005 电能质量监测设备通用要求。

2.2.3电磁兼容标准电磁兼容标准主要给出了电磁现象和电能质量的分类方法；规定了电力设备运行的电压质量限值和对供电点的干扰限值；规定了电能质量测量仪器的技术规范和测量方法。

（1）电磁现象和电能质量分类标准IEEE Std 1159-1995 IEEE recommended practice for monitoring electric power quality。

（2）非线性负荷谐波限值GB17625。

1-2003 / IEC61000-3-2:2001 电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）；GB/Z17625。

4-2000 / IEC61000-3-6:1996 电磁兼容限值中高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估。

IEEE 519-1993 IEEE recommended practice and requirements for hamonic control in electrical power；EA电力协会工程推荐标准G5/4（2001）：英国谐波电压畸变及非线性设备接入输电系统和配电网的规划水平（planning levels for harmonic voltage distortion and connection of non-linear equipment to transmission systems and distribution networks in the United Kingdom）。

（3）无功波动负荷产生的电压波动和闪变限值GB17625。

2-1999 / IEC61000-3-3:1994 电磁兼容限值对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限值；GB/Z17625。

3-2000 / IEC61000-3-5:1994 电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限值；（4）电压容限曲线IEEE 446-1987 IEEE recommended practice for emexgency and stand by power systems for industrial and commerical applications(IEEE orange book)(ANSI)[S]；ITI(CBEMA) curve applicating note[ol]。

http://www。

itic。

org；SEMI F47-0200(C) SEMI 1999，2000 specification for semionductor processing equipent voltage sag immunity。

（5）电能质量参数定义、测量仪器、测量技术和测量方法IEC61000-4-15:1997 电磁兼容试验和测量技术闪变测试仪—功能和设计规范；IEC61000-4-7:2002 电磁兼容试验和测量技术供电系统及所带设备谐波、间谐波的测量和测量仪器导则；IEEE Std 1159。

3TM-2003 IEEE recommended practice for the transfer of power data；IEC 61000-2-8:2002 voltage dips and short interruption on public electric power supply systems with statistical measurement results。

2.3电能质量标准应用中的几个问题2.3.1接于公共连接点的多个用户对公用电网的干扰限值分配问题国标中对接于公共连接点的多个用户对公用电网干扰限值分配是按照公平原则分配的，协议用电容量越大，允许干扰限值越大。

但多数情况下，每个用户对公用电网的干扰性质和干扰水平是不一致的，如果每个电能质量指标都是公平分配，会造成单个用户治理费用大，从而使整体社会成本太高。

对于负荷较固定的场合，只要保证全部用户的干扰限值不超标和用户的安全经济运行，在整体社会成本最小的条件下，可以对单个用户的干扰限值适当放宽。

举例如下:接于公共连接点的三个干扰用户分别为谐波源用户、无功波动用户和三相不平衡用户，按照国标给的公平原则分配干扰限值，三个干扰用户都超标，但三个用户总体对公共连接点的干扰并不超标。

因此，在用户负荷相对固定的前提下，可以放宽各用户的干扰限值，从而节省了用户的电能质量治理费用。

2.3.2中高压用户内部配电网对子系统供电电压质量和子系统干扰限值的分配问题在保证中高压用户对公用电网公共连接点干扰限值在国标限值以内的前提下，配电网用户的电压质量按照电磁兼容的规划水平管理，子系统或设备对用户配电网的干扰限值按照电磁兼容的规划水平确定，电力设备对供电电压质量要求的限值按电磁兼容水平确定。

对同一电能质量指标，国标比电磁兼容的规划水平严格，电磁兼容的规划水平比电磁兼容水平严格，因此按照上述方法确定中高压用户内部配电网的电能质量和干扰限值可以最大限度地会降低用户电能质量的技术和管理成本。

2.3.3提高电力设备的电磁兼容水平，弱化电能质量问题随着技术进步，设备制造商提高设备的电磁兼容水平往往比供电方提高供电电压质量要经济的多。

例如[1]美国半导体制造商和电力公司合作后制定了一个国际半导体设备和材料组织（Semiconductor Equipment and Mattrial Internation，Inc SEMI）性能曲线，要求处理设备可以承受最大的电压下降为50%，而持续时不超过200mS的电压暂降，从而形成了半导体工业自己的电磁兼容标准。

这种方式对其他谋求提高生产设备电磁兼容水平的其他用户而言，同样是重要的。

根据企业或行业的具体情况制定相应的电磁兼容标准，提高电力设备的电磁兼容水平，可以弱化电能质量问题，降低相应的技术和管理成本。

3、电能质量测试评估与解决方案3．1电能质量测试评估3.1.1电能质量测试的必要性配电系统是最复杂的非线性系统，一方面随着工农业生产规模迅速扩大和电力电子新技术的应用，大量的非线性、冲击性、不对称负荷产生的谐波电流、冲击无功、负序电流注入电网，使公用电网的谐波电压、电压波动与闪变、三相电压不平衡度日趋严重，另一方面电压敏感用户对电能质量和供电可靠性提出了越来越高的要求。

上述问题不仅影响电力用户的安全经济运行，而且还使公用电网电能质量变差。

为了构建安全可靠、优质高效的输配电网，必须对配电系统的电能质量进行系统的测试评估，并针对评估结果，系统地采取相应的技术措施，这里强调系统全面的测试评估和治理，可以避免局部测试评估和治理中出现顾此失彼的问题。

3.1.2电能质量测试评估的内容（1）综合测试评估供电母线短路容量和电能质量限值计算，公共连接点供电电压质量和干扰水平测试评估，供电母线总进线和各馈线电压、电流及功率测试评估，供电变压器负载功率测试评估，配电网阻抗计算及仿真，谐波潮流分析。

无功潮流分析，系统安全运行评估，系统经济运行评估，电能质量问题与解决方案。

（2）故障诊断数据采集（鼓掌录波数据及补充测量数据），数据分析，故障数学模型，故障仿真，故障诊断结论，解决方案。

（3）电能质量治理效果测试评估数据采集（干扰负荷支路数据，治理设备之路数据，公共连接点数据）、数据分析、治理效果评估、存在问题及解决方案。

3.1.3电能质量测试仪器（1）仪器类型选择根据不同的测试目的，确定不同的测试内容，选择不同类型的测试仪器：在线监测一般选用电能质量远程监测仪；专项测试一般选用便携式多通道电能质量分析仪；简单谐波测试一般选用手持式谐波分析仪；信息设备电压容限曲线（ITI）记录一般选用专用瞬态电压记录仪。

（2）电能质量仪器的性能指标●每台仪器通道数要满足评估对必须同时测量信号路数的要求。