电力系统的电压与电能质量

电能质量指标电能质量是指电力系统中电能的稳定性和纯度的指标。

电能质量指标可以分为电压质量、电流质量、功率质量和波形质量等方面。

下面是关于电能质量指标的一些参考内容：1. 电压质量指标电压质量是衡量电能质量的重要指标之一，可以通过以下几个方面来衡量：- 电压稳定性：如电压的变化范围、电压波动和电压暂降等。

常用的评估指标有：瞬时变动率（Dv/dt）、短暂电压变化（SV）和长暂电压变化（LV）等。

- 电压波动和闪烁：是指电压的瞬时变化和频繁变化引起的电压波动和闪烁。

常用的评估指标有：电压波动率等。

2. 电流质量指标电流质量是指电流的稳定性和纯度，电流质量的好坏对于电力系统的正常运行和电气设备的稳定工作至关重要。

以下是一些常用的电流质量指标：- 阻抗不平衡：当三相电压不对称或负载不平衡时，会产生电流不平衡现象，称为阻抗不平衡。

常用的评估指标有：零序电流和负序电流等。

- 谐波畸变：电力电子设备引起的谐波电流可以导致电力系统谐波畸变。

常用的评估指标有：总谐波畸变率（THD）、谐波含量等。

3. 功率质量指标功率质量是指电力系统中转化和传输的有用电能的质量，主要关注功率因数、有功功率和无功功率等方面。

以下是一些常用的功率质量指标：- 功率因数：功率因数是电力系统中有功功率与视在功率的比值。

常用的评估指标有：功率因数值、功率因数纠正角等。

- 无功功率调节范围：无功功率调节能力是评估电力系统对无功功率波动的响应能力，常用的评估指标有：无功功率调节速度和无功功率调节范围等。

4. 波形质量指标波形质量是指电能传输过程中电压和电流的波形特性，主要关注波形的畸变和滞后等。

以下是一些常用的波形质量指标：- 波形畸变率：通过比较实际电压或电流波形与正弦波的差异来评估波形的畸变。

常用的评估指标有：总谐波畸变率（THD）、奇次谐波含量和偶次谐波含量等。

- 波形滞后：指电流相对于电压的相位差，正常情况下电流应该滞后于电压。

常用的评估指标有：功率因数纠正角和无功功率滞后角等。

电力系统电压调整的方式与措施系统电压是电能质量的首要指标,其过高或过低对电网及用户均有危害.随着发展,电力用户对电能质量的要求越来越高.本文从系统电压调整的必要性、措施及分时段的调整的方法几个方面进行论述,以便能更好地服务社会.关键词电压调整电力系统电能质量1 电力系统电压调整的必要性电压是电能质量的重要指标.电压偏移过大,就会直接影响工业、农业生产的产量和质量,会对电力设备造成损坏,严重会引起系统的"电压崩溃”,引发大范围停电的严重后果.系统电压偏高系统电压偏高的原因伴随着电网的发展,超高压电网中大容量机组的直接并入,和超高压线路的投入,其充电功率大,致使超高旱缤内无功增大,导致主网系统电压升高.电压过高构成的危害将促使接入电网的电气设备绝缘老化速度加快,减少使用寿命.当电压过高时会造成变压器、电动机等铁芯过饱和,铁损增大,温度上升,降低寿命；也会影响产品质量,致使生产出不合格产品等.系统电压偏低系统电压偏低的原因由于早期设计的供电及配电网络结构不尽合理,尤其是一部分线路送电距离较长,供电的半径较大,导线截面积较小,增大了线路电压损耗.系统无功补偿设备投入不足是系统电压水平降低的根本原因.变压器超负荷运行也会引起电压下降.不合理地摆放变压器分接头位置、不合理的电网结线,负荷的功率因数低,运行方式改变及异常方式等,均能引起电网电压下降.系统电压偏低的危害对发电机可能引起定子电流增大.对异步电动机引起温升增加,降低效率,缩短寿命.会导致照明亮度不足等.会导致冶金等行业产品不合格.系统的电压过低还可能造成系统振荡、解列以至于大范围停电,直接影响人们的生活和社会安全.2 系统调整电压的方式与措施系统调整电压的方式顺调压方式所谓顺调压方式是指在高峰负荷时允许系统中枢点电压稍有降低,在低谷负荷时允许系统中枢点的电压稍有升高.与逆调压相对,在供电线路较短、负荷较稳定的中枢点可以采用顺调压方式.通常顺调压允许系统负荷高峰时中枢点电压最低降低%倍的额定电压,在低谷负荷时电压最高升高不超过%的额定电压.逆调压方式指系统在高峰负荷时通过将增大中枢点电压的方式去弥补甚至抵消电压损耗；系统在低谷负荷时通过将中枢点电压降低的方式去补偿电压损耗的减少.在系统采用逆调压时,高峰负荷时可将中枢点电压提高5%倍的额定电压,低谷负荷时将其降至额定电压值.恒调压方式就是指在任何负荷下都保持不变的电压中枢点的电压.系统调整电压的措施通过改变发电机端电压来调整系统电压在各类调整电压的方法中,通过发电机来调整电压压是最为直接、最为经济的方法,因为这种方法不需要额外的投资,所以它应该优先考虑.在发电机须经过多级变压器升压向远方供电的时,仅仅依赖发电机调整电压根本不能保证这部分用户的电压,必须采用与其他调整电压方式一同调节电压.通过改变变压器变比来调整系统电压是通过选择变压器高压侧的不同的分接头,就是改变变压器变比去实现调压.在系统无功充足时,采用有载变压器调整电压方便、有效.在系统无功功率不足时,必须补偿无功功率,若此时改变变压器分接头进行升压,会导致系统的“电压崩溃”.通过无功补偿调压当系统的无功功率缺乏时,需要考虑补偿无功进行调压.补偿方式有两种：串联补偿和并联补偿.串联补偿方式就是指通过串联电容器进行补偿,但是电容器的串联补偿由于设计和运行等多方面的原因,应用的很少.并联补偿包括并联电容器、调相机和静止补偿器.并联电容器的优点：电容器可以根据需要分组连接,分散安装,就地补偿,降低线路功率损耗和电压损耗；投切方便、投资较少,因此,并联电容器在电网中得到了广泛的应用.并联电容器的缺点：电容器不能吸收无功去实现降低电压.调相机的优点：调相机的调整电压是通过改变其励磁电流的大小来改变感性无功功率输出或吸收的.在较大负载时,可以输出无功功率,在负载小的时可以吸收无功功率.调相机的缺点：调相机有较大的有功功率损耗、维护量较大.静止补偿器是将可控的电抗器和电容器并联使用的一种能控的动态无功补偿装置,根据无功负荷的变化对无功功率的输出进行调整,来维持母线电压的稳定.适当增大导线半径大部分老城网的都是因为导线半径小电阻大而导致电网电压损耗太大.因此,增加供电线路线的半径是重要的改造内容.组合调压就是将几种调压方法组合起来使用.不同的调压方法都有各自的优缺点,应综合使用各种调压方法,取长补短,以使得调压效果最好.选择调压方法的原则：首先考虑发电机调压.当无功充足时,优先考虑改变变压器变比进行调压.当无功不足时,考虑采用无功补偿设备.为能合理的选择调压方法,要经过技术经济比较.所选方法不单在技术层面上有优势,能满足调整电压的要求,更要满足最佳经济指标.经济上的最优方案就是折旧维修费用、投资回收费用和电能损耗费用三个指标相加最小的方案.3 不同时段系统电压调整系统日常的电压调整当系统电压较低时,应该优先考虑提高电压最低地区的发电厂的输出电压,然后按照电压从低到高的顺序投入无功补偿装置,再按照从配电网到主网的顺序逐渐调整.当系统电压较高,与之前的相反,应该优先考虑的是降低主电网电厂及中枢点的电压,然后减少该地区发电厂的无功功率,如果系统的电压仍就偏高,则按从高电压到低电压等级的顺序去切除无功补偿设备.节假日时的系统电压调整在节假日时候系统的电压普遍是偏高的,电压普遍升高的原因是系统的用电负荷减少,个别地区的系统电压严重下降很有可能是发电机事故或电网的联络线跳闸造成的.调度人员应做好有功功率和无功功率的分区平衡工作,未雨绸缪,事先做好事故处理预案,改变运行方式,将部分负荷倒出,以维持电网的有功和无功的平衡.4 结束语电压是电能质量的重要指标,电压合格对社会生产和人民生活有着十分重要意义.所以通过选择更为合理的电压调整方法来保证系统电压合格是电力部门的一项重要任务.作者简介魏大庆1981-,男,辽宁省铁岭市人.大学本科学历.现为国网铁岭供电公司工程师、高级技师.国网铁岭供电公司,电网调度.作者单位国网铁岭供电公司辽宁省铁岭市 112000。

国家电网公司电力系统电压质量和无功电压管理规定第一章总则第一条电压质量是电能质量的重要指标之一。

电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。

为保证国家电网公司系统电压质量，降低电网损耗，向用户提供电压质量合格的电能，根据国家有关法律法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准，特制订本规定。

第二条本规定适用于国家电网公司各级电网企业。

所属发电机组并网运行的发电企业、电力用户应遵守本规定。

第三条各电网有限公司、省(自治区、直辖市)电力公司可根据本规定结合本企业的具体情况制订实施细则。

第二章电压质量标准第四条本规定中电压质量是指缓慢变化(电压变化率小于每秒1%时的实际电压值与系统标称电压值之差)的电压偏差值指标。

第五条用户受电端供电电压允许偏差值(一)35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10％。

(二)1OKV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。

(三)220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。

第六条电力网电压质量控制标准(一)发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1. 500(330)kV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。

2. 发电厂220kV母线和500(330)kV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%——+10%；事故运行方式时为系统额定电压的-5%——+10%。

3. 发电厂和220kV变电站的110kV—35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%—+7%；事故运行方式时为系统额定电压的±10%。

4. 带地区供电负荷的变电站和发电厂(直属)的10(6)kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%—+7%。

工厂供电题库四、多选题1、电能的质量指标有：（ ）A．电压 B．频率 C．电流 D．功率答案：A，B解析：电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。

难易程度：易知识点：电力系统的电压与电能质量。

2、发电机的额定电压比线路的额定电压高出（ ）A．1% B．3% C．5% D．10%答案：C解析：发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出5%，用于补偿线路上的电压损失。

难易程度：易知识点：三相交流电网和电力设备的额定电压3、变压器副边接负载时额定电压比负载的高出（ ）A．1% B．3% C．5% D．10%答案：C解析：变压器一次绕组的额定电压分两种情况：① 当变压器直接与发电机相连时，高于电网额定电压5%② 当变压器直接与线路相连时，与供电线路电压相同。

变压器二次绕组的额定电压分两种情况：①变压器二次侧供电线路较长，高于供电线路额定电压10%②变压器二次侧供电线路较短，或低压线路时，高于供电电网额定电压5%。

仅考虑补偿变压器满负荷时绕组内部5%的电压降。

难易程度：易知识点：三相交流电网和电力设备的额定电压4、变压器副边接线路时额定电压比线路的高出（ ）A．1% B．3% C．5% D．10%答案：D解析：变压器一次绕组的额定电压分两种情况：① 当变压器直接与发电机相连时，高于电网额定电压5%② 当变压器直接与线路相连时，与供电线路电压相同。

变压器二次绕组的额定电压分两种情况：①变压器二次侧供电线路较长，高于供电线路额定电压10%②变压器二次侧供电线路较短，或低压线路时，高于供电电网额定电压5%。

仅考虑补偿变压器满负荷时绕组内部5%的电压降。

难易程度：中等知识点：三相交流电网和电力设备的额定电压5、对工厂供电系统的要求有：（ ）A．安全 B．可靠 C．优质 D．经济答案：ABCD解析：对厂电系统的要求有安全、可靠、优质经济。

难易程度：易知识点：工厂供电的意义、要求6、中线的功能有（ ）A 连单相设备B 传导三相系统中的不平衡电流和单相电流C 减少负荷中性点的电位偏移答案：ABC解析：中线的功能有：一是用来接用额定电压为系统相电压的单相设备，二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减少负荷中性点的电位偏移 难易程度：易知识点：低压配电系统接地型式7、TN系统包括（ ）A TN-S系统B TN-C系统C TN-C-S系统。

电能质量三要素的要求电能质量是电力系统正常运行的重要保障，其三要素包括电压、波形和频率。

在电力系统中，电能质量问题的出现可能会导致供电中断、设备损坏、生产效率下降等严重后果。

因此，对电能质量的三要素提出明确的要求，有助于确保电力系统的稳定运行。

1.电压要求电压是电能质量中最基本的要求，直接影响到电力设备的运行状态。

电压偏差、电压波动和闪变、电压三相不平衡等都是电压质量的主要问题。

（1）电压偏差：电压偏差包括电压下跌和电压上升，超过一定的范围会对用电设备产生影响。

我国对电压偏差的标准有明确的规定，根据不同用电负荷和设备的要求，电压偏差有不同的允许范围。

（2）电压波动和闪变：电压波动和闪变主要发生在电力系统运行过程中，由负荷变化、线路故障等原因引起。

电压波动会影响设备的稳定运行，而闪变则可能导致照明设备的光照强度波动，影响视觉效果。

（3）电压三相不平衡：电压三相不平衡是指三相电压之间的差异，超过一定程度会引发电力系统的不稳定，对设备运行产生影响。

电能质量标准对电压三相不平衡有明确的要求，以保证电力系统的平衡运行。

2.波形要求波形质量是电能质量的另一个重要方面，主要包括谐波和间谐波。

（1）谐波：谐波是电能质量中的常见问题，产生于非线性负载设备和电力系统的故障。

谐波会对电力系统造成附加损耗、设备过热、绝缘老化等危害，严重时还会导致电力系统故障。

（2）间谐波：间谐波是频率位于基波频率附近的电压或电流波形，其对电力系统的影响较小，但长时间存在仍可能对设备产生损害。

3.频率要求频率是电能质量的另一个关键要素，对电力系统的稳定运行具有重要意义。

频率偏差和频率波动是频率质量的主要问题。

（1）频率偏差：频率偏差通常由电力系统的负荷变化、发电机故障等原因引起。

我国对频率偏差的标准有明确的规定，一般情况下，频率偏差应在±0.2Hz范围内。

（2）频率波动：频率波动是指电力系统运行过程中频率的短暂变化，通常由负荷波动、发电机输出变化等因素引起。

公司系统各区域电网公司、省(自治区、直辖市)电力公司，电科院、武高所，宜昌、常州、惠州超高压管理处：为适应厂网分开、电力体制改革不断深化的新形势，进一步加强国家电网公司系统电压质量和无功电力管理工作，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，公司组织有关人员在广泛征求公司系统各单位意见的基础上，制定了《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》(以下简称《规定》，详见附件)，现将《规定》印发给你们，请认真贯彻执行。

执行中遇到的问题，请及时向国家电网公司生产运营部反映。

二○○四年四月二十一日附件：《国家电网公司电力系统电压质量和无功电压管理规定》国家电网公司电力系统电压质量和无功电压管理规定第一章总则第一条电压质量是电能质量的重要指标之一。

电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。

为保证国家电网公司系统电压质量，降低电网损耗，向用户提供电压质量合格的电能，根据国家有关法律法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准，特制订本规定。

第二条本规定适用于国家电网公司各级电网企业。

所属发电机组并网运行的发电企业、电力用户应遵守本规定。

第三条各电网有限公司、省(自治区、直辖市)电力公司可根据本规定结合本企业的具体情况制订实施细则。

第二章电压质量标准第四条本规定中电压质量是指缓慢变化(电压变化率小于每秒1%时的实际电压值与系统标称电压值之差)的电压偏差值指标。

第五条用户受电端供电电压允许偏差值(一)35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10％。

(二)1OKV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。

(三)220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。

第六条电力网电压质量控制标准(一)发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1.500(330)kV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。

电力系统中的电能质量检测与分析方法电能质量是指电力系统中电能的技术指标，主要包括电压稳定性、电压波动、谐波畸变、电压暂降、电压间断等方面的参数。

电力系统中的电能质量问题对电力设备的正常运行和电气设备的寿命都具有一定的影响，因此电能质量的检测与分析方法显得十分重要。

一、电能质量检测方法1. 电力系统监测点选取电能质量检测需要在电力系统中选择合适的监测点，这些监测点应该具有代表性，能够真实反映电力系统中的电能质量情况。

一般情况下，可以选择电网主站、电厂变电站、重要用户用电主线路等作为监测点。

2. 电能质量参数测量对电能质量的具体参数进行测量是了解电能质量的关键步骤。

常用的电能质量参数包括电压波动和闪变、谐波畸变、电压暂降和间断等。

可以通过使用电能质量仪或者电能质量分析仪来获取这些参数。

3. 数据采集与记录在测量电能质量参数的过程中，需要对数据进行采集和记录。

可以使用数据采集器将测得的数据实时记录下来或者导出至计算机中，便于后期分析。

二、电能质量分析方法1. 统计分析方法统计分析方法主要是对电能质量参数进行统计和分析。

通过对大量的电能质量数据进行统计，可以得到某一电能质量参数的概率密度函数、累积分布函数、均值、方差等。

2. 频谱分析方法频谱分析方法主要针对电能质量中的谐波畸变问题。

通过将原始电能质量信号转换到频域上，可以得到谐波分量的频率和振幅。

这样就可以判断谐波是否超过了标准限值，并进行相应的修正措施。

3. 波形分析方法波形分析方法主要通过观察电能质量波形的形状和变化来判断电能质量是否符合要求。

通过对波形的细节进行观察和分析，可以发现电能质量中的问题，比如可疑的闪变、电压波动等。

4. 统计学方法统计学方法主要用于分析电能质量参数之间的相关关系。

通过建立数学模型，可以研究电能质量参数之间的相互影响，并预测可能的电能质量变化。

5. 人工智能方法人工智能方法主要利用机器学习和深度学习等技术来分析电能质量数据。