电能质量及改善措施
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电能质量
E科技名词定义
中文名称:
电能质量
英文名称:
power quality
定义: 关系到供电、用电系统及其设备正常工作 (或运行)的电压、电流的各种指标偏离规
定范围的程度。
应用学科:
电力(一级学科);电力系统(二级学科)
本内容由全国科学技术名词审定委员会 审定公布
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电能质量即电力系统中电能的质量。 理想的电能应该是完美对称的正弦波。 一些因素会使波
形偏离对称正弦,由此便产生了电能质量问题。一方面我们研究存在哪些影响因素会导致电 能质量问题,一方面我们研究这些因素会导致哪些方面的问题, 最后,我们要研究如何消除
这些因素,从而最大程度上使电能接近正弦波。
目录
定义
用例
具体指标
指标含义
改善措施
定义
用例
具体指标
指标含义
改善措施
展开
I ;编辑本段定义
电能质量(Power Quality),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。其可以定义为: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( 谐 波)、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。
编辑本段 用例
在现代电力系统中,电压暂降和短时中断已成为最重要的电能质量问 题。
编辑本段 具体指标
我国电力系统的标称频率为 50Hz,GB/T15945-2008《电能质量 电力
系统频率偏差》 中规定:电力系统正常运行条件下频率偏差限值为土 0.2Hz, 当系统容量较小时,偏差限值可放宽到土 0.5Hz,标准中没有说明系统容量 大小的界限。在《全国供用电规则》中规定 "供电局供电频率的允许偏差: 电网容量在300万千瓦及以上者为土 0.2HZ;电网容量在300万千瓦以下者, 为土 0.5HZ。实际运行中,从全国各大电力系统运行看都保持在不大于
±0.1HZ范围内。
电压偏差
GB/T 12325-2008《电能质量 供电电压偏差》中规定: 35kV及以上供
电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的 10%; 20kV及以下三相
供电电压偏差为标称电压的土 7% 220V单相供电电压偏差为标称电压的
+7% -10%。
三相电压不平衡
GB/T15543-2008《电能质量 三相电压不平衡》中规定:电力系统公共 连接点电压不平衡度限值为:电网正常运行时,负序电压不平衡度不超过 2%短时不得超过
4%低压系统零序电压限值暂不做规定,但各相电压必 须满足GB/T 12325的要求。接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压 不平衡度允许值一般为 1.3%,短时不超过 2.6%。
公用电网谐波
GB/T14549--93《电能质量 公用电网谐波》中规定: 6〜220kV各级公
用电网电压(相电压)总谐波畸变率是 0.38kV为5.0% ,6〜10kV为4.0% ,35〜
66kV为3.0%,110kV为2.0% ;用户注入电网的谐波电流允许值应保证各级 电网谐波电压在限值范围内,所以国标规定各级电网谐波源产生的电压总
谐波畸变率是:0.38kV 为 2.6% , 6 〜10kV 为 2.2%,35~66kV 为 1.9%, 110kV 为1.5%。对220kV电网及其供电的电力用户参照本标准 110kV执行。
公用电网间谐波 GB/T 24337-2009《电能质量 公用电网间谐波》中规定:间谐波电压
含有率是 1000V及以下 <100Hz为 0.2% ,100~800Hz 为 0.5%,1000V 以上
<100Hz 为0.16%,100~800Hz为0.4%,800Hz以上处于研究中。单一用户间谐波含 有率是 1000V 及以下 <100Hz为 0.16%,100~800Hz 为 0.4%,1000V 以上
<100Hz 为 0.13%,100~800Hz 为 0.32%。
波动和闪变
GB/T 12326-2008《电能质量 电压波动和闪变》规定:电力系统公共 连接点,在系统运行的较小方式下,以一周( 168h)为测量周期,所有长
时间闪变值 Pit满足:w 110kV, Plt=1 ; >110kV,Plt=0.8。以及单个用户 的相关规定。
编辑本段指标含义
电压不平衡是指三相电压的幅值或相位不对称。不平衡的程度用不平
衡度(电压负序分量和正序分量的均方根值百分比)来表示,典型的三相 不平衡是指不平衡度超过 2%短时超过4%在电力系统中,各种不平衡工
业负荷以及各种接地短路故障都会导致三相电压的不平衡。
过电压是指持续时间大于 1分钟,幅值大于标称值的电压。典型的过
电压值为1.1~1.2倍标称值。过电压主要是由于负载的切除和无功补偿电 容器组的投入等过程引起,另外,变压器分接头的不正确设置也是产生过 电压的原因。
欠电压是指持续时间大于 1分钟,幅值小于标称值的电压。典型的欠
电压值为0.8~0.9倍标称值。其产生的原因一般是由于负载的投入和无功
补偿电容器组的切除等过程。另外,变压器分接头的错误设置也是欠电压 产生的原因。
电压骤降 是指在工频下,电压的有效值短时间内下降。典型的电压骤
降值为0.1~0.9倍标称值,持续时间为 0.5个周期到1分钟。电压骤降产
生的原因主要有电
力系统发生故障,如系统发生接地短路故障;大容量电机的启动和负 载突增也会导致电压骤降。
电压骤升 是指在工频下,电压的有效值短时间内上升。典型的电压骤
升值为1.1~1.8倍标称值,持续时间为 0.5个周期到1分钟。电压骤升产
生的原因主要有电力系统发生故障,如系统发生单相接地等故障;大容量 电机的停止和负载突降也是电压骤升的重要原因。
供电中断 是指在一段时间内,系统的一相或多相电压低于 0.1倍标称
值。瞬时中断定义为持续时间在 0.5个周期到3秒之间的供电中断,短时
中断的持续时间在 3~60秒之间,而持久停电的持续时间大于 60秒。
电压瞬变 又称为瞬时脉冲或突波,是指两个连续的稳态之间的电压值 发生快速的变化,其持续时间很短。电压瞬变按照电压波形的不同分为两 类:一是电压瞬时脉冲,是指叠加在稳态电压上的任一单方向变动的电压 非工频分量;二是电压瞬时振荡,是指叠加在稳态电压的同时包括两个方 向变动的电压非工频分量。电压瞬变可能是由闪电引起的,也可能是由于 投切电容器组等操作产生的开关瞬变。
电压切痕 是一种持续时间小于 10ms的周期性电压扰动。它是由于电力 电子装置换相造成的,它使电压波形在一个周期内有超过两个的过零点。 由于其频率非常高,用常规的谐波分析设备无法测出,因此以前一直末把 此项作为电压质量的一个指标。
编辑本段改善措施
(1) 改善用电功率因数,使无功就地平衡。
(2) 合理选择供电半径.
(3) 合理选择供电系统线路的导线截面。
(4) 合理配置变、配电设备,防止其过负荷运行。
(5) 适当选用调压措施,如串联补偿、变压器加装有载调压装置、 安装同期调相机或静电电容器等。
供电电压超过允许偏差的原因有哪些?
(1) 供电距离超过合理的供电半径。
(2) 供电导线截面选择不当,电压损失过大。
(3) 线路过负荷运行。
(4) 用电功率因数过低,无功电流大,加大了电压损失。
(5) 冲击性负荷、非对称性负荷的影响。
(6) 调压措施缺乏或使用不当,如变压器分头摆放位置不当等。
(7) 用电单位装用的静电电容器补偿功率因数没采用自动补偿。
总之,无功电能的余、缺状况是影响供电电压偏差的重要因素。