電能質量標準講座PPT課件

1、本講內容本講內容1. 電能質量基本概念2. 電能質量的影響3. 電能質量標準第1頁/共19頁1. 電能質量基本概念1.1 電力系統(tǒng)的組成和特點電力系統(tǒng)的組成和特點功率平衡：有功功率平衡（主要影響系統(tǒng)頻率水平）功率平衡：有功功率平衡（主要影響系統(tǒng)頻率水平）無功功率平衡（主要影響系統(tǒng)電壓水平）無功功率平衡（主要影響系統(tǒng)電壓水平）各種干擾：負荷變化；運行操作；故障；雷擊各種干擾：負荷變化；運行操作；故障；雷擊（10kV110kV）配電線（220kV500kV）原動機發(fā)電機升壓變壓器輸電線降壓變壓器配電變壓器用戶第2頁/共19頁1.2 1.2 電力系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象電力系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象圖1 與不良電能質

2、量有關的幾個最重要的波形畸變 第3頁/共19頁1.3 電能質量定義 Power Quality電能質量（電源質量、電力質量、電力品質） 導致用戶設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差。 合格電能質量的概念是指給敏感設備提供的電力和設置的接地系統(tǒng)是都適合于該設備正常工作的。 在電力系統(tǒng)中某一指定點上電的特性，這些特性可根據預定的基準技術參數(shù)來評價。電壓質量、電流質量、供電質量、用電質量。實際上電能質量就是供電電壓特性，即關系到用電設備工作（或運行）的供電電壓各種指標偏離理想值（額定值或標稱值）的程度。第4頁/共19頁1.4 電能質量問題的由來 隨電力工業(yè)誕生而存在的一個傳統(tǒng)問題； 現(xiàn)代用電

3、負荷結構發(fā)生了質的變化。電力電子技術廣泛應用，家用電器普及，煉鋼電弧爐和軋機的發(fā)展等，由于其非線性、沖擊性以及不平衡的用電特性引起電能質量的惡化。 計算機的普及、IT產業(yè)的發(fā)展、微電子控制技術應用導致對電能質量要求越來越高。 例如：一個計算中心失電2s就可能破壞幾十個小時數(shù)據處理結果，導致幾十萬美元產值損失； 12周波供電電壓暫降，就可能破壞半導體生產線，導致上百萬美元損失。 據統(tǒng)計美國因電能質量問題造成的損失每年高達260億美元。 最近由國際銅業(yè)協(xié)會（中國）的一次“中國電能質量行業(yè)現(xiàn)狀與用戶行為調研報告”中，調查了32個行業(yè)，共92個企業(yè)中有49個企業(yè)，因電能質量問題，在經濟上損失2.53.

4、5億元（人民幣），每個企業(yè)年經濟損失約10萬100萬（人民幣）（其中有四家年損失1000萬元以上）。第5頁/共19頁2 電能質量的影響2.1 電能質量指標電壓偏差、頻率偏差、諧波、電壓波動和閃變、三相電壓不平衡度、暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓、電壓暫降、波形缺口、2.2 電能質量指標特點a. 空間上、時間上不斷變化b. 需要供、用電雙方共同合作維護第6頁/共19頁電壓暫降（包括短時中斷）電壓暫降（包括短時中斷）引起變速驅動裝置（引起變速驅動裝置（ASDASD）跳閘、程序邏輯控制器）跳閘、程序邏輯控制器（PLCPLC）損壞、各種數(shù)字式自動控制裝置誤動、計算）損壞、各種數(shù)字式自動控制裝置誤動、計算機系統(tǒng)

5、失常，數(shù)據丟失；導致相關加工生產線（例如機系統(tǒng)失常，數(shù)據丟失；導致相關加工生產線（例如塑料、玻璃、石化、紡織、造紙、半導體以及橡膠等）塑料、玻璃、石化、紡織、造紙、半導體以及橡膠等）停頓，大型場所照明失電（例如鏑燈，燈滅后需冷卻停頓，大型場所照明失電（例如鏑燈，燈滅后需冷卻好幾分鐘后才能啟動）等等。圖好幾分鐘后才能啟動）等等。圖6 6為國外統(tǒng)計的一次電為國外統(tǒng)計的一次電壓暫降對不同行業(yè)可能造成的經濟損失。表壓暫降對不同行業(yè)可能造成的經濟損失。表5 5為電壓暫為電壓暫降對一些設備的危害降對一些設備的危害。 第7頁/共19頁圖圖6 6 一次電壓暫降對不同用戶造成的損失一次電壓暫降對不同用戶造成的損

6、失第8頁/共19頁2.4 案例 上海某高層大廈一臺變壓器設計為全部帶空調負荷，但投運后由于大量諧波的存在，使得變壓器根本就沒有辦法正常運行。 90年亞運會期間網球中心電壓暫降造成照明失電10余分鐘（照明燈為鏑燈，需冷卻啟動），使場內照明黑了一半，這次事故在國際上造成了非常不好的影響。 某商廈工程大量采用日光燈，全部采用電子鎮(zhèn)流器，正常情況下，零線中產生很大電流，造成電纜發(fā)熱，變壓器溫升過高（典型的諧波問題）。 某證券公司由于諧波使得網絡速度變慢、數(shù)據出錯，實時交易的動態(tài)信息顯示屏幕出現(xiàn)大片空白，數(shù)據刷新和交易的速度都極慢，且經常中斷，根本無法進行交易。 某寬帶運營商由于突然斷電造成寬帶網絡客戶

7、不能正常上網，客戶索賠幾百萬元。 第9頁/共19頁 北京某化工廠2005年1月18日，外網波動引起斷電，聚氯乙烯裝置爆炸，停電5-6小時，直接損失30萬元。 某鋼鐵企業(yè)2004年一次停電導致所有生產線上的產品作廢，損失上億元。 2004年38月吉林省農電局一條10kV配電線（約40km）末端49個臺區(qū)先后發(fā)生了500多次低壓電器設備（包括電視機、計算機、冰箱溫控器、交換機模塊、VCD、加油機電源板等等）燒損事故，經測試分析，是某鋼廠中頻爐諧波，因長線“諧波容升電壓”效應所致。 1993年2月河南省信陽和駐馬店地區(qū)220kV計駐線（雙回線，一回線停電檢修）因電氣化鐵路牽引站的諧波引發(fā)高頻保護誤動

8、，引起大面積停電事故（兩個220kV2240MVA變電站停電）。 河南省220kV柳林變電站原10kV8組6600kVar并聯(lián)電容器，因3次諧波影響原串聯(lián)電抗器選配不當?shù)仍虼罅繐p壞，不得不全部更換（現(xiàn)為88000kVar）。第10頁/共19頁2.5 2.5 結論結論電能質量涉及國民經濟各行各業(yè)和人民生活用電，優(yōu)質電力可以提高用電設備效率，增加使用壽命，減少電能損耗和生產損失，電能質量關系到電力可持續(xù)發(fā)展，也關系到國民經濟總體效益，是實現(xiàn)節(jié)約型社會的必要條件之一。第11頁/共19頁3 3電能質量標準電能質量標準3.1 3.1 電能質量國家標準電能質量國家標準電能質量指標國家標準電能質量指標國家

9、標準供電電壓允許偏差（供電電壓允許偏差（GB/T 123252003GB/T 123252003）電壓波動和閃變（電壓波動和閃變（GB 123262000GB 123262000）公用電網諧波（公用電網諧波（GB/T 1454993GB/T 1454993）三相電壓允許不平衡度（三相電壓允許不平衡度（GB/T 155431995GB/T 155431995）電力系統(tǒng)頻率允許偏差（電力系統(tǒng)頻率允許偏差（GB/T 159451995GB/T 159451995）暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓（暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓（GB/T 184812001GB/T 184812001）第12頁/共19頁電能質量測量國

10、家標準電能質量測量國家標準供電系統(tǒng)及相連設備的諧波、諧間波的測量和測量儀器導則（GB/T 17626.71998）電能質量監(jiān)測設備通用要求（GB/T 198622005）第13頁/共19頁相關的設備國家標準相關的設備國家標準低壓電氣及電子設備發(fā)出的諧波電流限值（設備每相輸入電流16A）（GB 17625.11998）對額定電流不大于16A設備在低壓供電系統(tǒng)中產生的電壓波動和閃爍的限制（GB 17625.21999）對額定電流大于16A的設備在低壓供電系統(tǒng)中產生的電壓波動和閃爍的限制（GB/Z 17625.32000）半導體變流器與供電系統(tǒng)的兼容及干擾防護導則（GB/T 102362007）第1

11、4頁/共19頁電能質量治理設備（裝置）國家標準電能質量治理設備（裝置）國家標準Dsc04871.jpg輸配電系統(tǒng)靜止無功補償器用晶閘管閥的試驗（待批）靜止型無功功率補償裝置（SVC）功能特性（GB/T 202982006）靜止型無功功率補償裝置（SVC）現(xiàn)場試驗（GB/T 202972006）第15頁/共19頁美國美國計算機和商用設備制造商協(xié)會（Computer and Business Enquipment Manufacturers Association，即CBEMA）出于大型計算機及其控制裝置對電能質量要求，提出了電壓容限曲線（稱為CBEMA曲線）。該協(xié)會后改稱為信息技術工業(yè)協(xié)會（In

12、formation Technology Industry Council，即ITIC），并將電壓容限曲線作了一定改進，如圖7所示。圖7 ITIC曲線第16頁/共19頁電能質量標準和電磁兼容標準的關系電能質量標準和電磁兼容標準的關系 （1）電磁兼容的概念（2）IEC 61000系列標準六大部分：總論、環(huán)境、限值、試驗和測量技術、安全裝置和抑制導則和其他。（3）標準限值的協(xié)調 圖8 電磁兼容協(xié)調中的有關參數(shù)圖9 擾動水平和概率密度關系第17頁/共19頁表表6 6 已采用為國標的與諧波相關的已采用為國標的與諧波相關的IEC 61000IEC 61000標準標準文件文件國標編號國家標準名稱相應的IEC標準采用程度GB/T 17626.71998電磁兼容 試驗測量技術 供電系統(tǒng)及所連設備諧波、諧間波的測量和測量儀器導則IEC 61000-4-7：1991（國際標準）等同GB 17625.21998低壓電器及電子設備發(fā)出的諧波電流限值（設備每相輸入電流）IEC 61000-3-2：1995（國際標準）等效GB/Z 17625.42000電磁兼容 限值 中、高壓電力系