电能质量综述

电能质量概述马锦燕，0805020304（河海大学能源与电气工程学院电气工程及其自动化3班，江苏南京211100）摘要：本文简要介绍了电能质量的基本情况，包括电能等级的综合评价、电能质量问题及其分类、电能质量改善措施以及可持续电能质量发展观。

指出随着人们对电能发展的要求，新能源的开发已经被提上日程。

随之带来了更多与电能质量相关的问题，急待解决。

提出坚强智能电网的建设已经成为必然趋势。

关键词：电能质量、新能源、风力发电、太阳能发电0 引言电能既是一种经济实用、清洁方便且容易传输、控制和转换的能源形式，又是一种由电厂发电、电力部门向电力用户提供，并由发、供、用三方共同保证质量的特殊产品。

与其他产品一样，讲求商品质量。

尤其是科技的发展、新能源的引入，使得电能质量的问题日益突出。

1 电能质量概述1.1电能质量等级综合评估我国现有的六项电能质量标准分别对电压偏差、频率偏差、谐波、电压三相不平衡、电压波动与闪变、暂态过电压进行了限定。

除暂态过电压外,目前的电能质量测试仪器具有对前五项电能质量指标进行是否满足标准要求的判断。

由于不同负荷受不同质量问题的影响不同,多个电能质量问题共同存在时, 不同的组合对设备的影响是十分复杂的问题, 在作评估时要与当地负荷的敏感度相结合, 才能得到比较准确的评估指标结果。

这使得电能质量的综合评估复杂化。

因此,应结合实际情况并采取适当的数学方法, 如模糊数学、神经网络、概率论等, 建立各电能质量指标的数学模型,进行综合电能质量评估, 给出其等级划分。

1.2 电能质量问题及其分类电能质量问题按产生和持续时间可分为稳态电能质量问题和动态电能质量问题。

稳态电能质量问题：稳态电能质量问题以波形畸变为主要特征, 一般持续时间较长, 在一段时间内( 通常是1 min以上) 出现的电能质量不正常的情况, 主要有下列类型:过电压, 是指持续时间大于l min, 数值大于标称电压的电压。

欠电压, 是指持续时间大于1 min, 数值小于标称电压的电压。

电能质量问题概述窦婷婷[文章摘要]随着电力企业和用户对电能质量的日益关注，电能质量问题越来越受到重视。

本文首先介绍了电能质量的一般概念，简述了关于电能质量的国家标准，指出了存在的问题，并提出解决问题的方法。

[关键词] 电能质量，电压波动与闪变，谐波，三相不平衡，检测与控制0引言随着科学技术的发展，一些带有基于微处理器的控制器和大功率电子开关器件的现代用电设备对电能质量的要求越来越高，它们对电磁干扰都极为敏感，而且随着电力用户对电能质量认识的提高，越来越多的用户向电力部门提出了高质量的供电要求，另外，电能质量的恶化会带来比如使继电保护误动，附加损耗增加等问题，而且电力企业出于提高自身运行效率的需要，也在努力寻求提高电能质量的新途径。

1 电能质量的定义从普遍意义上讲，电能质量是指优质供电。

但迄今为止，对电能质量的技术含义还存在着不同的认识，一方面是由于人们看问题的角度不同，如电力企业可能把电能质量简单地看成是电压(偏差)与频率(偏差)的合格率，并且用统计数字来说明电力系统电能99％是符合质量要求的;电力用户则可能把电能质量笼统地看成是否向负荷正常供电;而设备制造厂家则认为合格的电能质量就是指电源特性完全满足电气设备正常设计工况的需要，但实际上不同厂家和不同设备对电源特性的要求可能相去甚远。

另一方面，对电能质量的认识也受电力系统发展水平的制约，特别是用电负荷的性能和结构的制约。

IEEE技术协调委员会已正式采用“power quality”这一术语，并且给出了相应的技术定义:“合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设置的接地系统是均适合于该设备正常工作的”。

这个定义的缺点是不够直接和简明。

IEC标准则对电能质量定义为“电能质量是指导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流、或频率偏差。

这里的“偏差”应广义理解，其内容涉及频率偏差、电压偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形失真、三相不平衡以及电压波动和闪变等。

电能质量定义无功补偿产品- 谐波治理产品- 电能监测产品- 节电节能产品- 柔性供电产品- 电力成套产品-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，电压暂降和中断已成为最重要的电能质量问题。

[编辑本段]具体指标电网频率我国电力系统的标称频率为50Hz ，GB／T15945-1995《电能质量一电力系统频率允许偏差》中规定：电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz，当系统容量较小时，偏差值可放宽到±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±0.2HZ；电网容量在300万千瓦以下者，为±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GBl2325－90《电能质量一供电电压允许偏差》中规定：35kV及以上供电电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10％；10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的土7％；220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7％～10％。

三相电压不平衡GB／T15543-1995《电能质量一三相电压允许不平衡度》中规定：电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2％，短时不得超过4％。

标准还规定对每个用户电压不平衡度的一般限值为1.3％。

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％。

电能质量的定义
电能质量是指电力系统中电能的质量，电能质量主要指的是交流电的电压质量，交流电的频率等。

电网频率。

我国电力系统的标称频率为50Hz ，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，偏差限值可放宽到±0.5Hz，标准中没有说明系统容量大小的界限。

电压偏差。

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。

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。

公用电网谐波。

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%。

电能质量介绍贾保军在现代生活中, 我们几乎每天都与电打交道。

对于电工技术人员来说, 除了应掌握电的一般特性, 以及发电、供电、用电等各个方面的知识外, 还需要了解电能的质量特性, 以便更好的使用电能, 使之产生最佳的经济效益。

电能质量是通过电压来表征的, 例如电压的频率、波形和幅值。

本文根据电网电磁兼容性理论, 对电能质量及影响电能质量的因素作个简要论述, 供有关人员参考。

一、电能的特性电能是一种特殊性质的能源, 通过电网进行输送和分配。

发电厂将近似“洁净”的50Hz电压送入电网, 供给用户使用。

在电能的输送过程中, 由于某些因素的影响, 可能会使电压发生改变。

大多数用户几乎察觉不到电压的瞬时改变, 但有些对电压比较敏感的电气设备, 例如电子数据处理系统和工业过程控制系统, 即使电压出现微小的改变, 也可能会导致干扰或故障。

供电部门通常采取必要的技术措施(例如增大电网容量、多回路供电、自动监测及控制系统等)来避免对电网电压的干扰, 以满足大多数用户电气设备对电压质量的要求。

但是, 如果使公用电网满足某些敏感电器对电压的较高要求, 在技术上和经济上都是不可行的。

对于这类设备, 在其接电端连接一个保护及净化装置, 是一种比较经济的解决办法。

二、敏感电器各种电气设备对电压不正常的反应也互不相同, 如果当电压出现微小异常或短时间异常(例如1/10秒)的情况下, 导致电气设备发生干扰或故障, 则这类设备属于敏感电器。

这类敏感电器在各工业部门及办公场所均有使用, 主要是带电子电路的设备。

为了避免干扰引起的损失, 在使用敏感电器前应明确以下几点：━敏感电器的抗干扰性；━电网电压可能出现的异常程度；━电压异常对设备的影响范围。

在以上分析的基础上提出必要的保护措施。

三、电压异常的表现形式发电机发出的是三相交流正弦电压, 某些影响会降低电压的质量, 对于三相交流系统表现在以下四个方面：━电压幅值短时或规律的改变；━电压波形偏离正弦形状；━三相电压不对称(三个线电压的幅值和相位发生偏移)；━电压的频率偏离50Hz。

电能质量及谐波标准内容提纲1．电能质量基本概念2．电能质量的影响3．电能质量国家标准综述4．电能质量国家标准摘要5．电能质量国外标准简介6．谐波国家标准基本内容7．国外谐波标准介绍1 电能质量的基本概念（1）电力系统概况：结构、有功和无功平衡，各种干扰（2）电能质量——关系到电气设备工作（运行）的供电电压指标。

（3）电能质量指标：电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡度、暂时过电压和瞬态过电压、电压暂降、波形缺口、……（4）电能质量指标特点：a. 空间上、时间上不断变化b. 需要供、用电双方共同合作维护（5）电能质量问题的由来Ø 随电力工业诞生而存在的一个传统问题；Ø 现代用电负荷结构发生了质的变化。

电力电子技术广泛应用，家用电器普及，炼钢电弧炉和轧机的发展等，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性引起电能质量的恶化。

Ø 计算机的普及、IT产业的发展、微电子控制技术应用导致对电能质量要求越来越高。

例如：一个计算中心失电2s就可能破坏几十个小时数据处理结果，导致几十万美元产值损失；1～2周波供电电压暂降，就可能破坏半导体生产线，导致上百万美元损失。

据统计美国因电能质量问题造成的损失每年高达260亿美元。

2005年由国际铜业协会（中国）的一次“中国电能质量行业现状与用户行为调研报告”中，调查了32个行业，共92个企业中有49个企业，因电能质量问题，在经济上损失2.5～3.5亿元（人民币），每个企业年经济损失约10万～100万（人民币）（其中有四家年损失1000万元以上）。

（6）关于电能质量的定义Power Quality——电能质量（电源质量、电力质量、电力品质）Ø 导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。

Ø 合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设置的接地系统是都适合于该设备正常工作的。

Ø 在电力系统中某一指定点上电的特性，这些特性可根据预定的基准技术参数来评价。

电能质量及主要问题分析我们通常会关注电能的电压、电流和波形，但那只是我们用户单方面所关注的问题。

然而，电能质量从字面上理解就是电力系统中的电能质量，在电能生产出来时应该是完美对称的正弦波，而在输送和使用过程中某些因素都会是波形畸变或者幅值变化，从而影响使用效率。

近年来人们越来越关注的电能质量问题，分析了电能质量日益关注问题的产生及原因。

随着电力电子技术的发展，它所带来的各种电能质量问题如不断上升的谐波水平，还有使用的波动性、冲击性负载产生三相不平衡、电压闪变与波动等电能质量问题。

解决这些是摆在中国电力科技工作者面前的一项重要工作。

标签：电能质量；正弦波；谐波污染1 电能质量1.1 电能质量的基本概述电能质量（Power Quality），通常指的是提供优质供电。

我们对于电网提供的电，就会关注其电能质量，主要是电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。

每个人对其都会从不同角度观看，从而对于电能质量问题的理解也就不同。

站在供电角度上，电能质量主要指供电可靠性和各项供电参数是否符合标准；若站在用电设备制造厂家角度上，电能质量主要指设备是否能提供满足要求的电能特性；但站在用户观点上，电能质量还是很陌生的，在电能问题方面谈就是那些引起电设备运行故障的供电频率、电流及电压的异常扰动。

然而在大部分电能事故当中，电能质量问题主要发生在电力系统中电压方面的问题。

1.2 电能质量问题发生的原因发生电能质量问题的原因大致有如下几点。

1.2.1 电力系统非线性的负载。

这是电力系统中谐波问题的主要来源，主要发生在在生活和工业用电负载当中。

如人们使用的电弧灯、电力电子用电器等都会使电力系统电压波形产生严重畸变，而大功率变频装置和整流装置使用不仅会造成电网严重污染，而且还会降低功率因数。

1.2.2 电力系统中非线性特性。

同步发电机通常在电力系统是电网电源，在正常运行过程中感应电动势波形并不是理想的，则输出电压一定有的谐波的产生。

电力系统电能质量电力系统电能质量是指电能在输电、分配和使用过程中的稳定性、纯度和可靠性。

良好的电能质量对于保障电力供应的可靠性、提高设备运行效率以及保障用户负载运行的稳定性至关重要。

本文将从电能质量的定义、影响因素、常见问题和解决方法等方面进行论述。

一、电能质量的定义电能质量是指电力系统中所传输、分配和使用的电能在各个方面符合电能供应对象的要求，具备良好的稳定性、纯度和可靠性。

良好的电能质量包括电压稳定、频率稳定、波形纯度和电能供应可靠等方面。

二、电能质量的影响因素1. 电源质量：电源的稳定性和纯度对电能质量有着重要影响。

电源波形的不纯度、电源电压的不稳定以及频率的波动都会对电能质量产生不良影响。

2. 输电和配电系统：输电线路和配电设备的损耗、阻抗不平衡以及短路等问题都会导致电能质量下降。

3. 用户负载：用户负载的变化、非线性负载以及突发故障等都会对电能质量造成不利影响。

三、常见的电能质量问题1. 电压波动：电压波动是指电压在短时间内的较快速度变化，如瞬时电压下降或升高。

电压波动会使设备发生故障、影响设备的正常运行。

2. 电压骤变：电压骤变是指电压在较短时间内发生较大变化的现象。

电压骤变可能使设备损坏、导致系统中断、引起电弧放电等故障。

3. 电压闪变：电压闪变是电压在较长时间内频繁波动的现象。

电压闪变引起的问题主要包括照明亮度的变化、设备性能的降低以及电力设备的寿命减少。

4. 电流谐波：电流谐波是指在交流电流中存在的频率为基波频率整数倍的谐波分量。

电流谐波会引起电力设备发热、振动、声响等问题，进而影响电力系统的性能稳定。

5. 电压谐波：电压谐波是指在交流电压中存在的频率为基波频率整数倍的谐波分量。

电压谐波会使设备工作不稳定、降低设备效率、导致设备的过热等问题。

四、电能质量问题的解决方法1. 优化电源质量：采用稳定、纯净的电源，如电池供电、稳压器等，提供稳定、纯净的电能。

2. 改善输电和配电系统：优化输电线路和配电设备的设计，减少损耗、改善阻抗平衡，并加装线路继电器等保护装置，提供更稳定的电能。

电能质量的概念电能质量是指在电力系统中，电能传输和利用过程中，电能的特定质量要求和指标。

它是影响电气设备和系统正常运行和使用的关键因素之一。

如果电能质量不合格，不仅会影响电力系统及内部的各种设备、系统的安全稳定运行，而且还会引起能耗增加、短寿命、损坏、保险费增加等不良后果。

电能质量的指标主要包括以下几个方面：1. 电压稳定度电压稳定度是指电网电压的波动时间、频率偏差、电压突变等能影响用电设备的电气量的变化。

电压的有效值不变，变化的是电压的大小和相位，良好的电压稳定性应为电压的波动范围小，趋于平稳。

2. 电压偏差电压偏差指的是电网电压与其标称值相比的偏离程度，分为欠压、过压、闪变、瞬变四种类型。

电压偏差越大，对设备的影响就越大。

•欠压：电网电压小于其标称值，设备不能正常工作，影响生产和运行。

•过压：电网电压大于其标称值，设备可能过早失效，造成电器设备故障和后果。

•闪变：轻微的电压偏差，造成灯光闪烁和运行不平稳的现象。

严重的闪变也可能导致设备损坏。

可以通过增加系统容量来减轻闪变。

•瞬变：电源切换、发电机交趾，等突发因素引起电压瞬间变化，瞬变存在时间较短，但能量较大，对设备造成的损害也较大，瞬变会直接引起设备损坏。

3. 噪声电能质量中的噪声主要指高频噪声，它主要来自各类干扰源，如放电、开关操作、搅拌、振动、电子器件等。

噪声对设备产生的影响包括：降低设备的寿命、损坏设备、缩短设备维护周期、增加设备修理成本等。

4. 谐波电能质量中的谐波指非正弦周期波，它可以有机会产生并叠加在电网电压和电流中，使得电能质量变差，并可能导致电气设备的故障，谐波的主要作用如下：•占用设备的运行能力；•引起设备变形或损坏；•减少有效功率；•引起电网电压谐波；•损坏电缆绝缘层等。

综合来看，电能质量的好坏决定了电力系统的稳定性和安全性，而对于电气设备的使用寿命和保养维护周期等问题也会产生很大的影响。

因此，为了保证电气设备的正常运行，必须注重电能质量的维护和管理，提升电网稳定性和用电设备安全性，避免影响企业生产经济效益。