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浅谈电能质量指标有哪些及标准

文章出处:人气:15发表时间:2019-6-10 17:08:31

一、电能质量是如何产生的:

      电能质量问题的提出由来已久,在电力系统发展的早期,电力负荷的组成比较简单,主要由同步电动机、异步电动机和各种照明设备等线性负荷组成,因此衡量电能质量的指标也比较简单,主要有频率偏移和电压偏移两种,20世纪80年代以来,随着电力电子技术的发展,非线性电力电子器件和装置在现代工业中广泛应用。同时,为了解决电力系统自身发展存在的问题,直流输电和FACTS技术不断投入实际工程应用!调速电机以及无功功率补偿电容器也大量投入运营。这些设备的运行使得电网中电压和电流波形畸变越来越严重,谐波水平不断上升。另外,冲击性、波动性负荷,例如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等,运行中不仅会产生大量的高次谐波,而且还会产生电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题。但另一方面,随着各种复杂的、对电能质量敏感的用电设备不断普及,人们对电能质量的要求越来越高,因而电能质量成为目前研究的热点。

二、电能质量指标:

      电能质量指标是电能质量各个方面的具体描述,不同的指标有不同的定义。参考国际电工委员会标准,从电磁现象及相互作用和影响角度考虑给出的引起干扰的基本现象分类如下。

1、电压中断(断电,interruption,outage):在一定时间内,一相或多相完全失去电压(低于0.8“标幺值”称为断电。按持续时间长短,分为瞬时断电(0.5周期~3S)暂时断电(3S~60S)和持续断电(大于60S)。

2、频率偏差(frequencydeviation):各国对此均已做出明确规定。

3、电压下跌(sag)(电压跌落,dip):持续时间为0.5周期~1min,幅值为0.1~0.9(标幺值),系统频率仍为标称值。

4、电压上升(电压隆起,swell):电压(或电流)持续时间为0.5周期~1min,幅值为1.1~1.8(标幺值),系统频率仍为标称值。

5、瞬时脉冲(impulse):在两个连续稳态之间的一种在极短时间内发生的电压(或电流)变化。瞬时脉冲可以是任一极性的单方向脉冲,也可以是发生在任一极性的阻尼振荡波第1个尖峰。

6、电压波动(fluctuation)与闪变(flicker):电压波动是在包络线内的电压的有规则变动,或是幅值通常不超出0.9~1.1电压范围的一系列电压随机变化。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影响。

7、电压切痕(notch):电压切痕是一种持续时间小于0.5周期的周期性电压扰动。电压切痕主要由于电力电子装置在相关的两相间发生瞬时短路时电流从一相转换到另一相而产生的。电压切痕的频率非常高,用常规的谐波分析设备很难检测出来,这就是过去从未有过此项电压扰动内容,直到最近才正式列入的原因。

8、谐波(harmonics):含有基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。谐波是由于电力系统和电力负荷设备的非线性特性造成的。

9、间谐波(inter-harmonics):含有基波非整数倍频率的正弦电压或电流称为间谐波。小于基波频率的分数次谐波也属于这一类。间谐波会使照明装置引发视觉闪变。

10、过电压(overvoltage):电压(或电流)持续时间为大于1min,幅值为1.1~1.2(标幺值),系统频率仍为标称值。

11、欠电压(undervoltage):电压(或电流)持续时间为大于1min,幅值为0.8~0.9(标幺值),系统频率仍为标称值。

什么是电能质量指标

       电能质量问题归纳起来主要包括以下4个方面:①电压波动(fluctuation)和闪变(flicker);②谐波(harmonics);③电压三相不平衡(unbalance);④电压降低(dip)和供电中断(outage)。 

三、电能质量国家标准体系:

1、GB/T 12325-2008  电能质量 供电电压偏差

2、GB/T 15945-2008  电能质量 电力系统频率偏差

3、GB/T 15543-2008  电能质量 三相电压不平衡度

4、GB/T 12326-2008  电能质量 电压波动和闪变

5、GB/T 14549-1993  电能质量 公用电网谐波

6、GB/T 24337-2009   电能质量 公用电网间谐波

7、GB/T 19862-2005   电能质量 电能质量监测设备通用要求

8、DL/T 1028-2006 电能质量测试分析仪检定规程

9、GB/T 17626.7-2008 电磁兼容试验和测试技术 供电系统及其所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则

四、电能质量指标标准解析
       电网频率:

      调整电力系统的频率,使其变化不超过规定的允许范围,以保证电能质量。频率是衡量电能质量的基本指标之一,是反映电力系统电能供需平衡的标志

电力系统的负荷随时都在变化,系统的频率也相应发生变化。因此对频率进行调整。频率调整主要与有功功率调节和控制有关。因此,在实用上应将频率调整与电厂有功功率的控制、系统有功功率的经济分配和联络线功率控制结合起来,实现如下目标:  

①维持系统额定额率(中国为50赫兹),不使其偏移超过规定的允许值(正常运行时,中、小容量电力系统允许频率偏差为±0.5赫兹,大容量电力系统为±0.2赫兹)。

②经济分配电厂和机组负荷,求得全系统燃料总耗量最低,降低网络损耗。

③控制联络线功率,防止过负荷,维持系统稳定运行。

④进行电钟和天文钟之间的时间差校正,保持电钟的准确度。

      三相电压不平衡:

      电力系统三相不平衡是由于三相负载不平衡以及系统元件三相参数不对称所致。电力系统三相电压平衡的状况是电能质量的主要指标之一。三相不平衡将导致旋转电机附加发热和振动,变压器漏磁增加和局部过热,电网线损增大以及多种保护和自动装置误动等等

      公用电网谐波:

     公用电网谐波是指公用电网中某些设备的非线性特性或负荷的非线性快速时变,即所加的电压与电流不成线性关系而造成的波形畸变。非线性负荷产生的谐波电流注入电网,使公用电网的电压波形产生畸变,严重地污染了电网的环境,威胁着电网中各种电气设备的安全经济运行
由于高次谐波对电网有很大危害,GB|T14549-1993《电能质量 公用电网谐波》,对谐波电压限值、限波电流允许值做出了明确规定。
公用电网公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量(方根均值)不超过表中规定的允许值。

电能质量指标公用电网谐波

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