電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)的主要參數(shù)

1、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)的主要參數(shù)社會(huì)發(fā)展到今天， 電力無(wú)所不能。 但由于電網(wǎng)中日益增多的 非線性、 波動(dòng)性和沖擊性負(fù)荷， 導(dǎo)致了電能質(zhì)量問(wèn)題成為人們時(shí) 下廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)話題之一， 受到了供用電雙方的極為重視。 為 保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，很有必要對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。圖 1 所示為電力系統(tǒng)在理想狀態(tài)下按額定頻率和額定電壓 的正弦波形進(jìn)行供電的波形圖和向量圖。 其三相電壓和電流的幅 值均相等，相位差互差 120 度。圖 1 理想對(duì)稱(chēng)三相系統(tǒng)的電壓波形圖和向量圖但在現(xiàn)實(shí)中， 由于各種各樣的原因， 這樣理想的供電系統(tǒng)實(shí) 際上是不可能存在的。 從對(duì)理想的三相交流電力系統(tǒng)的分析可以 得知，對(duì)電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)可

2、以從以下的因素進(jìn)行分析研究。（1）對(duì)三相交流電來(lái)講， Ua，Ub，Uc 是否達(dá)到基本平衡； （2），頻率偏差與其動(dòng)態(tài)屬性；（ 3）電壓是否存在偏差以及偏 差的大小，是否發(fā)生了波動(dòng)與閃變等；（ 4）電壓和電流的波形 是否發(fā)生突變。現(xiàn)如今，國(guó)家已經(jīng)頒布了供電電壓允許偏差、 暫時(shí)過(guò) 電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓、頻率允許偏差、公共電網(wǎng)諧波等 以及有關(guān)電壓的波動(dòng)、閃變、間斷、三相不平衡等方面的電能質(zhì) 量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 本論文就是遵循以上的電能質(zhì)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。1. 電壓允許偏差。 在正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)中， 某一處的供電 電壓的實(shí)際值與系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓的差值對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓的百分比 稱(chēng)為該

3、處的電壓偏差，其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：其中，電壓的實(shí)際值在電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置中可由得到。2. 頻率偏差。所謂頻率是指電力系統(tǒng)中的正弦交流電在1s內(nèi)交變的次數(shù)， 單位是赫茲。 所謂頻率偏差是指在正常運(yùn)行條件 下，電力系統(tǒng)頻率的實(shí)際值與標(biāo)稱(chēng)值（也稱(chēng)額定值）之差，它的 數(shù)學(xué)表達(dá)式是：。在我們國(guó)家，電力系統(tǒng)的額定頻率是50HZ，而國(guó)外采用的是60HZ頻率。我國(guó)對(duì)頻率偏差的規(guī)定是，其偏差 允許值范圍為-0.2HZ+0.2HZ,對(duì)于容量較小的系統(tǒng)，其允許值 范圍可以擴(kuò)大到-0.5HZ+0.5HZ。頻率偏差產(chǎn)生的根本原因是電 力系統(tǒng)中存在不平衡的有功功率。3. 高次諧波。 所謂高次諧波， 是指頻率為基波頻率整數(shù)倍的

4、 波形。在供電系統(tǒng)中， 產(chǎn)生電壓諧波的根本原因是具有非線性特 性的某些元件和負(fù)荷的存在， 例如電力系統(tǒng)中的波形突變就是電 壓與電流因?yàn)椴怀删€性關(guān)系而導(dǎo)致的。 理想情況下電路中的波形 是一個(gè)很標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形， 但是當(dāng)諧波出現(xiàn)時(shí)， 正弦波形會(huì)產(chǎn)生 明顯的失真。干擾源能夠產(chǎn)生高次諧波， 有三種方式對(duì)電源及鄰近設(shè)備產(chǎn) 生諧波污染，即傳導(dǎo)、電磁輻射和感應(yīng)耦合。所謂傳導(dǎo)就是高次 諧波根據(jù)阻抗大小不同分流到電源和負(fù)載上。 而電磁輻射是指干 擾源產(chǎn)生的高次諧波能夠產(chǎn)生輻射作用， 對(duì)周?chē)臒o(wú)線電等電子 設(shè)備產(chǎn)生污染。 而感應(yīng)耦合則是在傳導(dǎo)中， 相互平行敷設(shè)的導(dǎo)線 形成電磁耦合而產(chǎn)生的感應(yīng)干擾。4. 電力系統(tǒng)的三

5、相不平衡度。 所謂三相平衡系統(tǒng)是指三相交 流電力系統(tǒng)中的三相交流電都具有相同的頻率和幅值， 且在相位 上三相按順序互差 120 度的角度。但是在實(shí)際的電力系統(tǒng)中由于 有各種各樣的原因存在，實(shí)際電力系統(tǒng)不能達(dá)到理想中的平衡。 三相不平衡是指在電力系統(tǒng)中三相電流（或電壓）幅值不一致， 且幅值差超過(guò)規(guī)定范圍。 在電力系統(tǒng)中， 由于三相不平衡的存在， 會(huì)使系統(tǒng)或用戶(hù)受到一系列的影響，具體有如下五個(gè)方面的影 響。5. 電壓暫降。電壓暫降（也稱(chēng)電壓驟降或稱(chēng)電壓跌落，還有 的稱(chēng)為電壓凹陷），是指在 50HZ頻率條件下電壓均方根值迅速 減小到額定電壓的0.10.9倍之間、其持續(xù)時(shí)間約為10毫秒至 1 分鐘的短

6、時(shí)間的電壓變動(dòng)現(xiàn)象。標(biāo)稱(chēng)電壓暫降的三個(gè)最重要的 特征量， 第一個(gè)是電壓暫降的幅值， 第二個(gè)是電壓暫降的持續(xù)時(shí) 間，第三個(gè)是電壓暫降的相位跳變。產(chǎn)生的原因一般是由電網(wǎng)、 變電設(shè)施的故障或負(fù)荷突然出現(xiàn)大的變化（如大功率設(shè)備啟動(dòng) 時(shí)）所引起的。 在某些情況下會(huì)出現(xiàn)兩次或更多次連續(xù)的跌落或 中斷。6. 電壓的波動(dòng)與閃變。 電網(wǎng)中的一系列的電壓均方根值的連 續(xù)變化或相對(duì)快速變動(dòng)稱(chēng)為電力系統(tǒng)的電壓波動(dòng)。 電壓波動(dòng)值是 電壓均方根值的兩個(gè)極限值 Umax和Umin之差 U,通常用與其 標(biāo)稱(chēng)電壓UN的百分值來(lái)表示。在對(duì)諧波進(jìn)行測(cè)量， 以及對(duì)電壓偏差和三相不平衡度等電能 質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算過(guò)程中， FFT（Fast Fourier Transformation 即快速傅里葉變換）算法有著，所以選用FFT算法作為三相電能