電能質(zhì)量知識(shí)詳述

1、電能質(zhì)量詳述什么是電能質(zhì)量？電能質(zhì)量是指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的品質(zhì)。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)以恒定的頻率、正弦波形和標(biāo)準(zhǔn)電壓對用戶供電。同時(shí)，在三相交流系統(tǒng)中，各相電壓和電流的幅值應(yīng)大小相等、相位對稱且互差120°。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等設(shè)備非線性或不對稱，負(fù)荷性質(zhì)多變，加之調(diào)控手段不完善及運(yùn)行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想的狀態(tài)并不存在，因此產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行、電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問題，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。圍繞電能質(zhì)量含義，從不同角度理解通常包括：（1）電壓質(zhì)量：是以實(shí)際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的電能是否合格的概念。這個(gè)

2、定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問題，但不能包括頻率造成的電能質(zhì)量問題，也不包括用電設(shè)備對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。（2）電流質(zhì)量：反映了與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化，是電力用戶除對交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運(yùn)行。這個(gè)定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降低線損，但不能概括大多數(shù)因電壓原因造成的電能質(zhì)量問題。（3）供電質(zhì)量：其技術(shù)含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性，非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量。包括供電企業(yè)對用戶投訴的反映速度以及電價(jià)組成的合理性、透明度等。（4）用電質(zhì)量：包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，也包括電力用戶

3、是否按期、如數(shù)交納電費(fèi)等。目前針對電能質(zhì)量問題研究的主要內(nèi)容有哪些？目前，研究和解決電能質(zhì)量問題已成為電力發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。主要研究課題包括：（1）研究諧波對電網(wǎng)電能質(zhì)量污染的影響并采取相應(yīng)的對策。由于鋼鐵等金屬熔煉企業(yè)的發(fā)展，化工行業(yè)整流設(shè)備的增加，大功率晶閘管整流裝置及電力電子器件的開發(fā)應(yīng)用，使公用電網(wǎng)的諧波影響日趨嚴(yán)重，電源的波形產(chǎn)生了嚴(yán)重的畸變，影響了電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。（2）研究諧波對電力計(jì)量裝置的影響并采取相應(yīng)的措施。由于波形畸變，使電力計(jì)量的準(zhǔn)確度與精確度到影響，致使計(jì)量誤差，產(chǎn)生附加的功率損耗，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。（3）研究電能質(zhì)量污染對高新技術(shù)企業(yè)的影響并采取相應(yīng)的技術(shù)手段。由

4、于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和基于微電子技術(shù)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)流水線以及新興的IT產(chǎn)業(yè)、微電子芯片制造企業(yè)等，對電能質(zhì)量的要求和敏感程度比一般電力設(shè)備要高得多，任何暫態(tài)和瞬態(tài)的電能質(zhì)量問題都可能造成設(shè)備的損壞或運(yùn)行異常，影響正常的生產(chǎn)，給電力用戶造成經(jīng)濟(jì)損失。（4）加強(qiáng)電能質(zhì)量控裝置的研制。電能質(zhì)量控制裝置的基本功能即使要在任何條件，甚至是極為惡劣的供電條件下改善電能質(zhì)量，保證供電電壓、電流的穩(wěn)定、可靠，在諧波干擾產(chǎn)生的瞬間能立即將其抑制或消除。 我國對電網(wǎng)的電能質(zhì)量制定了哪些國家標(biāo)準(zhǔn)？（1）GB 123251990 供電電壓允許偏差。（2）GB/T 145491993 公用電網(wǎng)諧波。（3）GT/T

5、155431995 三相電壓允許不平衡度。（4）GB/T 159451995 電力系統(tǒng)頻率允許偏差。（5）GB 123262000 電壓允許波動(dòng)和閃變。該標(biāo)準(zhǔn)是在GB 123261990 電冶允許波動(dòng)和閃變的基礎(chǔ)上，參考了國際電工委員會(huì)IEC電磁兼容IEC6100-3-7等文件和標(biāo)準(zhǔn)修訂后重新頒布實(shí)施的。（6）GB/T 184812001 電能質(zhì)量  暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓。國際電工委員會(huì)IEC對電能質(zhì)量是怎樣分類的？國際電工委員會(huì)IEC從電磁兼容及相互干擾的角度考慮，對引起電磁干擾的基本現(xiàn)象進(jìn)行了分類，見表11。表11     &#

6、160;               IEC對電能質(zhì)量根據(jù)電磁干擾現(xiàn)象的分類方式序號(hào)電磁干擾現(xiàn)象對應(yīng)電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響因素1傳導(dǎo)型低頻現(xiàn)象諧波、間諧波；載波干擾；電壓波動(dòng)；電壓跌落和間斷；電壓不對稱；工頻偏差；感應(yīng)低頻電壓；交流電網(wǎng)中的直流分量2輻射型低頻現(xiàn)象工頻電磁場3傳導(dǎo)型高頻現(xiàn)象感應(yīng)連續(xù)波電壓或電流；單方向瞬變；振蕩性瞬變4輻射性高頻現(xiàn)象磁場；電場；電磁場；連續(xù)波；瞬變5靜 電放電現(xiàn) 象 6核 電 磁 脈 沖  國際電力

7、電子工程師協(xié)會(huì)IEEE對電能質(zhì)量問題是怎樣分類的？國際電力電子工程師協(xié)會(huì)IEEE根據(jù)電壓擾動(dòng)的頻譜特征、持續(xù)時(shí)間、幅值變化等將其進(jìn)行了細(xì)分，并對供電系統(tǒng)典型的電磁干擾現(xiàn)象進(jìn)行了特征分類，為準(zhǔn)確地區(qū)分電壓暫態(tài)現(xiàn)象提供了依據(jù)，見表12。 表12                     IEEE電力系統(tǒng)電磁現(xiàn)象的特性與分類種類頻譜成分持續(xù)時(shí)間電壓幅值電磁瞬態(tài)沖  擊 上升沿

8、5ns<50ns上升沿1s50ns1ms上升沿0.1ms>1ms振  蕩低  頻<5kHz0.350ms04p.u.中  頻5500kHz20s08p.u.高  頻0.55MHz5s04p.u.短時(shí)電壓變動(dòng)瞬  時(shí)中  斷0.530周波<0.1p.u.跌  落0.530周波0.1p.u.0.9p.u.升  高0.530周波1.1p.u.1.8p.u.暫  時(shí)中  斷30周波3s<0.1p.u.跌  落30周波3s0.1p.u.0.9p.u.升 

9、高30周波3s1.1p.u.1.4p.u.短  時(shí)中  斷3s1min<0.1p.u.跌  落3s1min0.1p.u.0.9p.u.升  高3s1min1.1p.u.1.4p.u.長期電壓變動(dòng)持續(xù)中斷>1ms0.0p.u.欠電壓>1ms0.8p.u.0.9p.u.過電壓>1ms1.1p.u.1.2p.u.電壓不平衡穩(wěn)  態(tài)0.5%2%波 形 畸 變直流偏移穩(wěn)  態(tài)0%0.1%諧    波0100th穩(wěn)  態(tài)0%20%間 諧 波06kHz穩(wěn)  態(tài)0%2%陷

10、60;   波穩(wěn)  態(tài)噪    聲寬  帶穩(wěn)  態(tài)0%1%電  壓  波  動(dòng)<25Hz間  歇0.1%7%工  頻  變  化 <10s           什么是電力系統(tǒng)頻率？電力系統(tǒng)頻率是指電力系統(tǒng)統(tǒng)一的一種允許參數(shù)，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 159451995 電力系統(tǒng)頻率允許偏差規(guī)定以50Hz正弦波作為我國電力系統(tǒng)

11、的標(biāo)準(zhǔn)頻率（工頻），并規(guī)定電力系統(tǒng)正常的頻率標(biāo)準(zhǔn)為50Hz±0.2Hz。當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，可放寬到50Hz±0.5Hz。但GB/T 159451995 電力系統(tǒng)頻率允許偏差中并沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限，全國供用電規(guī)則中規(guī)定了供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在3000MW及以上者為0.2Hz；電網(wǎng)容量在3000MW以下者為0.5Hz。實(shí)際運(yùn)行中，我國各跨省電力系統(tǒng)頻率的允許偏差都保持在0.10.1Hz。因此，電壓頻率目前在電能質(zhì)量中最有保障。 什么是供電電壓允許偏差？供電電壓允許偏差是指電力系統(tǒng)各處的電壓偏離其額定值的百分比。目前，GB123251990 供電電

12、壓允許偏差中規(guī)定：電壓允許偏差是在正常運(yùn)行條件下應(yīng)保持電網(wǎng)各點(diǎn)電壓在額定的水平上。其中：35kV及以上供電和對電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶為額定電壓的55；10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶為額定電壓的7%7；低壓照明用戶為額定電壓的510。由于電網(wǎng)各點(diǎn)的電壓調(diào)節(jié)不同于頻率的調(diào)節(jié)，可由電網(wǎng)統(tǒng)一進(jìn)行，又由于電網(wǎng)各點(diǎn)電壓主要反映了該點(diǎn)無功功率的供需關(guān)系，因此電壓調(diào)節(jié)一般采取了無功就地平衡的方式進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，并及時(shí)調(diào)整無功功率補(bǔ)償量，以從源頭上解決問題。也有采取調(diào)整同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的方式，以產(chǎn)生超前或滯后的無功功率，從而達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的功率因數(shù)和調(diào)整電壓偏差的目的。還有利用有載調(diào)壓變壓器，采取

13、對電壓偏差及時(shí)調(diào)整的方式。因?yàn)閺目傮w上考慮，無功負(fù)荷只宜補(bǔ)償?shù)焦β室驍?shù)0.900.95，但仍然有一部分變化無功負(fù)荷要電網(wǎng)供給，從而產(chǎn)生電壓偏差，這就需要分區(qū)采取一些有效的技術(shù)手段，而有載調(diào)壓變壓器就是有效而經(jīng)濟(jì)的措施之一。 什么是三相電壓不平衡度？三相電壓不平衡度是指三相系統(tǒng)中三相電壓的不平衡度程度，用電壓或電流負(fù)序分量與正序分量的均方根百分比表示。三相電壓不平衡（即存在負(fù)序分量）會(huì)引起繼電保護(hù)誤動(dòng)、電機(jī)附加振動(dòng)力矩和發(fā)熱。額定轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)，如長期在負(fù)序電壓含量4的狀態(tài)下運(yùn)行，由于發(fā)熱，電動(dòng)機(jī)絕緣的壽命將會(huì)降低一半，若某相電壓高于額定電壓，其運(yùn)行壽命的下降將更加嚴(yán)重。我國目前執(zhí)行的G

14、B/T 155431995 三相電壓允許不平衡度規(guī)定了電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值為2，同時(shí)規(guī)定了短時(shí)的不平衡度不得超過4，其短時(shí)允許值的概念是指任何時(shí)刻均不能超過的限制值，以保證繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置正確動(dòng)作。對接入公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶引起該點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值一般為1.3。 什么是電壓波動(dòng)和閃變？電壓波動(dòng)和閃變是指電壓幅值在一定范圍內(nèi)有規(guī)則變動(dòng)時(shí)，電壓最大值與最小值之差相對額定電壓的百分比，或電壓幅值不超過0.9p.u.1.1p.u.（標(biāo)幺值）的一系列隨即變化。這種電壓變化被稱為閃變，以表達(dá)電壓波動(dòng)對照明燈的視覺影響。因此，閃變是說明對不同頻率電壓波動(dòng)引起燈閃的敏感度

15、及引起閃變刺激性程度的電壓波動(dòng)值，是人眼對燈閃的一種主觀感覺。對用戶負(fù)荷引起的閃變限制，是根據(jù)用戶負(fù)荷的大小、協(xié)議用電容量占供電容量的比例及系統(tǒng)電壓等級(jí)規(guī)定的。電力系統(tǒng)公共供電點(diǎn)由沖擊負(fù)荷產(chǎn)生的電壓波動(dòng)允許值的百分?jǐn)?shù)，分三級(jí)作不同的規(guī)范和限制。（1）10kV及以下為2.5（2）35110kV為2.0（3）220kV及以上為1.6GB 123262000電壓允許波動(dòng)和閃變特別規(guī)定了各級(jí)電壓下的閃變限制值，它適用于由波動(dòng)負(fù)荷引起的公共連接點(diǎn)電壓的快速變動(dòng)及由此可能造成人對燈閃明顯感覺的場合。 什么是電壓諧波？電壓諧波是指電力系統(tǒng)各公共連接點(diǎn)的電壓諧波含有率允許值。國際電工委員會(huì)文件IEC

16、6100036 中、高壓電力系統(tǒng)畸變負(fù)荷發(fā)射限制的評估提出了決定畸變負(fù)荷接入電網(wǎng)時(shí)所作評估的一些基本原則和評估程序。其目的是將電網(wǎng)的諧波電壓限制到對所有用電設(shè)備不致造成有害影響的水平（兼容水平），保證對接入電網(wǎng)的用戶都有合適的供電質(zhì)量，并提出了電網(wǎng)諧波的兼容水平、規(guī)劃水平和發(fā)射水平三個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)。我國目前執(zhí)行的電壓諧波標(biāo)志是GB/T 145491993 公用電網(wǎng)諧波，標(biāo)準(zhǔn)中對電網(wǎng)0.38，6，10，35，66，110kV電壓等級(jí)公共連接點(diǎn)的電壓諧波含有率允許值做了明確的規(guī)定。 什么是間諧波？間諧波是指不是工頻頻率整數(shù)倍的諧波。間諧波往往由較大的電壓波動(dòng)或沖擊性非線性負(fù)荷所引起，所有非

17、線性的波動(dòng)負(fù)荷如電弧爐、電焊機(jī)，各種變頻調(diào)速裝置，同步串級(jí)調(diào)速裝置及感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等均為間諧波源，電力載波信號(hào)也認(rèn)為是一種間諧波。間諧波源的特點(diǎn)是放大電壓閃變和對音頻干擾，影響電視機(jī)畫面及增大收音機(jī)的噪聲，造成感應(yīng)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)及異常。對于采用電容、電感和電阻構(gòu)成的無源濾波器電路，間諧波可能會(huì)被放大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使濾波器因諧波過載而不能投運(yùn)，甚至造成損壞。間諧波的影響和危害等同整數(shù)次諧波電壓的影響和危害已成共識(shí)，IEC 6100036對間諧波的發(fā)射水平作出了明確的說明，如間諧波電壓水平應(yīng)低于鄰近諧波水平，并規(guī)定為（0.5%1%）UN。我國目前還沒有制定相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)給出限制規(guī)定。 什么是暫時(shí)過電

18、壓和瞬時(shí)過電壓？（1）暫時(shí)過電壓是指在給定安裝點(diǎn)上持續(xù)時(shí)間較長的不衰減和弱衰減的（以工頻或其一定的倍數(shù)、分?jǐn)?shù)）振蕩的過電壓。（2）瞬態(tài)過電壓是指持續(xù)時(shí)間數(shù)毫秒或更短，通常帶有強(qiáng)阻尼的振蕩或非振蕩的一種過電壓。它可以疊加于暫時(shí)過電壓上。暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓使由于電力系統(tǒng)運(yùn)行操作，或遭受雷擊，或發(fā)生故障等因素引起的，是供電特性之一。新頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 184812001 電能質(zhì)量  暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓，規(guī)定了作用于電氣設(shè)備的暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓要求、電氣設(shè)備的絕緣水平及過電壓保護(hù)方法，并對過電壓的相關(guān)術(shù)語、定義做了比較詳盡的論述。 什么是電壓暫降和電壓上升？（1）

19、電壓暫降是指由于系統(tǒng)故障或干擾造成用戶持續(xù)時(shí)間0.5周波至1min內(nèi)下降到額定電壓或電流的1090。即幅值為0.1p.u.0.9p.u.（標(biāo)幺值）時(shí)系統(tǒng)頻率仍為標(biāo)稱值，然后又恢復(fù)到正常水平。國際上普遍認(rèn)為，電壓幅值低于0.1p.u.（標(biāo)幺值）或大于0.5個(gè)周波的供電中斷對敏感用戶和嚴(yán)格用戶而言都屬于斷電故障。電壓暫降可能造成某些用戶的生產(chǎn)停頓或次品率增加，而供電恢復(fù)時(shí)間取決于自動(dòng)重合閘或自動(dòng)功能轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作時(shí)間，因此傳統(tǒng)的機(jī)械式斷路器已不能滿足對敏感和嚴(yán)格用電負(fù)荷的要求，目前主要采取的方案是利用高速固態(tài)切換開關(guān)SSTS、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR或利用不間斷電源UPS作后備電源并配合固態(tài)電子開關(guān)等

20、措施。（2）電壓上升是指電壓的有效值升至額定值的110以上，典型值為額定值的110180稱為電壓上升，即暫時(shí)性超過標(biāo)稱值10以上，系統(tǒng)頻率仍為標(biāo)稱值，持續(xù)時(shí)間為0.5周波1min，幅值為1.1p.u.1.8p.u.（標(biāo)幺值）。 什么是斷電和電壓中斷？（1）斷電是指由于系統(tǒng)發(fā)生故障，造成用戶在一定時(shí)間內(nèi)一相或多相失去電壓，低于0.1p.u.稱為斷電。斷電按持續(xù)時(shí)間分為三類：其一，0.53s稱為瞬態(tài)斷電；其二，360s稱為暫時(shí)斷電；其三，大于60s稱為持續(xù)斷電。（2）電壓中斷是指斷電的持續(xù)時(shí)間大于3min。斷電和電壓中斷往往是由于電力系統(tǒng)故障引起的，如供電線路遭受雷擊、對地閃絡(luò)，或是系統(tǒng)

21、線路發(fā)生外力破壞致使保護(hù)動(dòng)作等。由于短時(shí)失電后又重合閘，致使電壓突然跌到零或接近零。電壓中斷將致使一些用戶生產(chǎn)停頓，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失或產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。 什么是電壓瞬變？電壓瞬變又稱為瞬時(shí)脈沖，是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)，兩個(gè)連續(xù)穩(wěn)態(tài)之間的一種在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象或數(shù)量變化。這種瞬時(shí)脈沖可以是任一極性的單方向脈沖，也可以是第一個(gè)峰值為任意極性的衰減振蕩波，即發(fā)生在任一極性阻尼振蕩波的第一個(gè)尖峰。 什么是過電壓和欠電壓？（1）過電壓是指電壓幅值超過了標(biāo)稱電壓，且持續(xù)時(shí)間大于1min。過電壓的幅值為1.1p.u.1.2p.u.（標(biāo)幺值）。（2）欠電壓是指電壓幅值小于標(biāo)稱電壓，且持續(xù)

22、時(shí)間大于1min。欠電壓的幅值為0.8p.u.0.9p.u.（標(biāo)幺值）。 什么是電壓切痕？電壓切痕（也稱為電壓缺口）是指一種持續(xù)時(shí)間小于0.5周波的周期性電壓擾動(dòng)。電壓切痕主要是由于電力電子裝置在有關(guān)兩相間發(fā)生瞬態(tài)短路時(shí)，電流從一相轉(zhuǎn)換到另一相而產(chǎn)生的。電壓切痕的頻率會(huì)非常高。用常規(guī)的諧波分析儀器很難測量出電壓切痕，這就是過去從未有過的此項(xiàng)電壓擾動(dòng)的內(nèi)容，直到最近才被國際電力電子工程師協(xié)會(huì)IEEE列入的主要原因。 什么是穩(wěn)態(tài)電壓擾動(dòng)？穩(wěn)態(tài)電壓擾動(dòng)是指以電源電壓波形畸變?yōu)樘卣鞫痣娔苜|(zhì)量污染的各種穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題。穩(wěn)態(tài)電壓擾動(dòng)主要包括：（1）諧波。其特征指標(biāo)是出現(xiàn)諧波頻譜電

23、壓和諧波頻譜電流的波形。（2）陷波。其特征指標(biāo)是陷波的持續(xù)時(shí)間及幅值大小。（3）電壓閃變。其特征指標(biāo)是波動(dòng)幅值、調(diào)制頻率等。（4）三相電壓不對稱。其特征指標(biāo)是不平衡因子，產(chǎn)生的主要原因是三相負(fù)載不平衡。 什么是暫態(tài)（瞬態(tài)）電壓擾動(dòng)？暫態(tài)（瞬態(tài)）電壓擾動(dòng)是指電源電壓的正弦波形受到暫態(tài)（瞬態(tài)）的電壓擾動(dòng)而發(fā)生畸變，引起電能質(zhì)量的污染的各種問題。暫態(tài)電能質(zhì)量問題是以頻譜和暫態(tài)持續(xù)時(shí)間為特征的，一般分為脈沖暫態(tài)和振蕩暫態(tài)兩種類型。暫態(tài)（瞬態(tài)）電壓擾動(dòng)的主要特征包括：（1）暫態(tài)諧振。其特征指標(biāo)是波形、峰值和持續(xù)時(shí)間，產(chǎn)生的原因是由于線路、負(fù)載和電容器組的投切，造成的后果是破壞運(yùn)行設(shè)備的絕緣、損

24、壞電子設(shè)備等。（2）暫態(tài)脈沖。其特征指標(biāo)是電壓上升時(shí)間、峰值和持續(xù)時(shí)間，產(chǎn)生的原因是線路遭受雷擊或感性電路分合等，造成的后果是破壞運(yùn)行設(shè)備的絕緣。（3）瞬時(shí)電壓上升或暫降。其特征指標(biāo)是幅值、持續(xù)時(shí)間、瞬時(shí)值/時(shí)間，產(chǎn)生的原因通常是由于大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、負(fù)荷瞬變、電力系統(tǒng)切換操作或遠(yuǎn)端發(fā)生故障等引起的，這是電力用戶投訴最多的一種電壓擾動(dòng)，這是因?yàn)樗矔r(shí)電壓上升或暫降可能造成用電設(shè)備發(fā)生運(yùn)行故障、敏感負(fù)載不能正常運(yùn)行等后果。 什么是動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問題？國際電力電子工程師協(xié)會(huì)IEEE將電磁系統(tǒng)中典型的暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行了特征分類，主要列出了暫態(tài)和瞬態(tài)擾動(dòng)現(xiàn)象，根據(jù)擾動(dòng)的頻譜特征、持續(xù)時(shí)間、幅值變化等

25、，將其分為瞬時(shí)、短時(shí)和長期的電壓變動(dòng)三大類，在此基礎(chǔ)上又進(jìn)一步細(xì)分出18個(gè)子類。其中，短時(shí)電壓變動(dòng)，尤其是電壓中斷和跌落已成為國際上所關(guān)注的問題。這些問題對于具有較強(qiáng)慣性距的傳統(tǒng)電機(jī)設(shè)備也許沒有明顯的影響，但對敏感和嚴(yán)格的用電負(fù)荷，如集成電路芯片制造和微電子控制的生產(chǎn)流水線等，將可能造成極大的危害，并已成為現(xiàn)代電能質(zhì)量的重要問題，使電能質(zhì)量的內(nèi)涵也發(fā)生了較大的變化。（1）傳統(tǒng)的電能質(zhì)量問題，如諧波、三相不對稱等繼續(xù)存在，而且嚴(yán)重性正在增加。（2）目前，隨著供電可靠性的不斷提高，人們已逐步將注意力轉(zhuǎn)向新的動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問題。如持續(xù)時(shí)間為毫秒級(jí)的動(dòng)態(tài)電壓升高、脈沖、電壓跌落和瞬時(shí)供電中斷等。電能質(zhì)量

26、問題的性質(zhì)、產(chǎn)生原因及解決方法見表14。表14                       電能質(zhì)量問題的性質(zhì)、產(chǎn)生原因及解決方法類型擾動(dòng)性質(zhì)特征指標(biāo)產(chǎn)生原因后果解決方法諧波穩(wěn)態(tài)諧波頻譜電壓，電流波形非線性負(fù)載、固態(tài)開關(guān)負(fù)載設(shè)備過熱，繼電保護(hù)誤動(dòng)，設(shè)備絕緣破壞有源、無源濾波三相不對稱穩(wěn)態(tài)不平衡因子不對稱負(fù)載設(shè)備過熱，繼電保護(hù)誤動(dòng)，通信干擾靜止無功補(bǔ)償陷波穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間、幅值調(diào)速驅(qū)

27、動(dòng)器計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)錯(cuò)誤，通信干擾電容器、隔離電感器電壓閃變穩(wěn)態(tài)波動(dòng)幅值、出現(xiàn)頻率、調(diào)制頻率電弧爐、電機(jī)啟動(dòng)伺服電機(jī)運(yùn)行不正常靜止無功補(bǔ)償諧振暫態(tài)暫態(tài)波形、峰值、持續(xù)時(shí)間線路、負(fù)載和電容器組的投切設(shè)備絕緣破壞、損壞電力電子設(shè)備濾波器、隔離變壓器避雷器脈沖暫態(tài)暫態(tài)上升時(shí)間、峰值、持續(xù)時(shí)間閃電電擊線路，感性電路開合設(shè)備絕緣破壞避雷器瞬時(shí)電壓上升，瞬時(shí)電壓下降暫態(tài)幅值、持續(xù)時(shí)間、瞬時(shí)時(shí)間遠(yuǎn)端發(fā)生故障、電機(jī)啟動(dòng)設(shè)備停運(yùn)、敏感負(fù)載不能正常運(yùn)行不間斷電源、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器噪聲穩(wěn)態(tài)/暫態(tài)幅值、頻譜不正常接地、固態(tài)開關(guān)負(fù)載微處理器控制設(shè)備不正常運(yùn)行正確接地、濾波器 用電負(fù)荷的分類與電能質(zhì)量的敏感度有哪些對應(yīng)

28、關(guān)系？根據(jù)用電設(shè)備負(fù)荷的特性及不同的用電負(fù)荷對電能質(zhì)量的要求與敏感度，一般將用電負(fù)荷分為三大類。（1）普通負(fù)荷（Common Load）普通負(fù)荷對電能質(zhì)量的要求不太高，只有在發(fā)生持續(xù)斷電或電壓波動(dòng)幅度過大，持續(xù)時(shí)間較長才會(huì)受到影響。同時(shí)，本身對電網(wǎng)的電能質(zhì)量基本不形成影響和危害。如照明設(shè)備、加熱器、通風(fēng)機(jī)、一般家用電器等。（2）敏感負(fù)荷（Sensitive Load）敏感負(fù)荷對電能質(zhì)量有一定的要求，電能質(zhì)量不好可能對此類負(fù)荷會(huì)造成一定的影響和危害。同時(shí)，本身對電網(wǎng)的電能質(zhì)量也可能造成一定的影響和污染。因此，需要采取一定的措施和對策。如電動(dòng)機(jī)控制器、UPS電源、變速調(diào)速裝置等。（3）負(fù)荷（Cri

29、tical Load）嚴(yán)格符合對電能質(zhì)量的要求非常高，電能質(zhì)量出現(xiàn)問題對秧嚴(yán)格負(fù)荷會(huì)造成嚴(yán)重的后果，可能損壞設(shè)備，影響生產(chǎn)。同時(shí)，對電網(wǎng)的電能質(zhì)量也會(huì)造成一定的影響和危害。因此，對嚴(yán)格負(fù)荷必須確保電能質(zhì)量符合應(yīng)用要求。如集成電路芯片制造流水線、微電子產(chǎn)品的智能化流水線、銀行及證券交易中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等，均屬于嚴(yán)格用電負(fù)荷。（審稿到此）什么是定制電力？定制電力也被稱為定質(zhì)電力，它是針對信息電力時(shí)代產(chǎn)生的復(fù)雜的電能質(zhì)量需求問題，應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的控制和改善，為電力用戶提供電能質(zhì)量特定需求的電力供應(yīng)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)定制電力的前提是電力電子技術(shù)發(fā)展的水平，尤其是晶閘管器件的先進(jìn)性

30、、穩(wěn)定性和可靠性，以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性水平。現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展對提高供電可靠性、改善電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。在現(xiàn)代企業(yè)中，由于變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)器、基于微電子技術(shù)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)線、半導(dǎo)體芯片制造、精密儀器儀表、可編程控制器、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)等日益廣泛的應(yīng)用，對電能質(zhì)量的控制提出了越來越嚴(yán)格的要求。這些設(shè)備對電源的波動(dòng)和各種干擾十分敏感，任何供電質(zhì)量問題的影響和惡化都有可能引起產(chǎn)品質(zhì)量的下降、儀器設(shè)備的損壞，甚至早晨企業(yè)重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，根據(jù)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求和一些企業(yè)的客觀需要，便產(chǎn)生了以電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)為基礎(chǔ)的定制電力技術(shù)(Custom Power Technology)。 

31、;實(shí)現(xiàn)定制電力的基礎(chǔ)和條件是什么？1實(shí)現(xiàn)定制電力的基礎(chǔ)定制電力是現(xiàn)代電力電子技術(shù)及相關(guān)的檢測和控制技術(shù)在配電領(lǐng)域的應(yīng)用，其運(yùn)行的可靠性、不斷降低的成本和均衡其應(yīng)用帶來的效益是實(shí)現(xiàn)定制電力的基礎(chǔ)。為提高配電系統(tǒng)無功調(diào)節(jié)的質(zhì)量，目前已開發(fā)并投入應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)備主要有：（1）用于配電系統(tǒng)的靜止無功發(fā)生器（D-STATCOM）。它由儲(chǔ)能電路、GTO或IGBT變換電路和變壓器組成。它的功能是快速調(diào)節(jié)電壓，發(fā)生和吸收電網(wǎng)的無功功率，同時(shí)可以抑制電壓閃變。這是定制電力的關(guān)鍵設(shè)備之一。（2）靜止無功發(fā)生器和固態(tài)開關(guān)配合系統(tǒng)?？稍陔娋W(wǎng)發(fā)生故障的暫態(tài)過程中保持電壓恒定。（3）動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（Dynamic Volt

32、age Restorer, 簡稱DVR）。它由支流儲(chǔ)能電路、變換器和串聯(lián)在供電線路中的變壓器構(gòu)成。變換器根據(jù)檢測到的線路電壓波形情況產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，使合成的電壓動(dòng)態(tài)保持恒定。無論是短時(shí)的電壓低落或過電壓，通過DVR均可以使負(fù)載上的電壓保持動(dòng)態(tài)恒定。2實(shí)現(xiàn)定制電力的條件實(shí)現(xiàn)定制電力的條件必須要由供用雙方共同努力。因?yàn)樗粌H僅是供電企業(yè)單方面的責(zé)任，這是基于現(xiàn)代電能質(zhì)量的許多問題大部分并不是電力系統(tǒng)電源本身產(chǎn)生的。其一，現(xiàn)代非線性用電設(shè)備負(fù)荷的大量增加和復(fù)雜化不可避免地對公用電網(wǎng)造成污染，降低了電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，影響和干擾了其他電力用戶的設(shè)備運(yùn)行和正常生產(chǎn)。其二，不可抗拒的因素（如雷擊等）導(dǎo)致供電

33、中斷。這種“責(zé)、權(quán)、利”的問題若都由供電企業(yè)承擔(dān)，既沒有法律依據(jù)，也會(huì)給供電企業(yè)帶來極大的負(fù)擔(dān)。因此，對電能質(zhì)量有特定需求的電力用戶，要么由供用電雙方共同承擔(dān)提高電能質(zhì)量的設(shè)施建設(shè)費(fèi)用，要么實(shí)行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)的電價(jià)機(jī)制，才能從根本上解決實(shí)際問題。當(dāng)前，一些重要的電力用戶為保證優(yōu)質(zhì)的不間斷供電，往往自己采取措施，如安裝不間斷電源（UPS）等，但這并不是經(jīng)濟(jì)合理的解決方法。根本的出路在于供電企業(yè)、用電企業(yè)和電力設(shè)備制造商能共同協(xié)調(diào)，齊心協(xié)力解決電能質(zhì)量問題。（1）供電企業(yè)應(yīng)根據(jù)用戶的需要，保證可靠和優(yōu)質(zhì)的電能供應(yīng)，在系統(tǒng)關(guān)鍵的配節(jié)點(diǎn)采取有效的技術(shù)手段和必要措施來提高供電質(zhì)量，同時(shí)加強(qiáng)電能質(zhì)量的監(jiān)督和管理

34、，確保優(yōu)質(zhì)供電。（2）用電企業(yè)能根據(jù)自身的實(shí)際需求，加強(qiáng)電能質(zhì)量的檢測和控制，對公用電網(wǎng)電能質(zhì)量造成污染的電力用戶，依據(jù)誰污染誰治理的原則，積極采取治理措施。（3）電力設(shè)備制造商要提高設(shè)備質(zhì)量，提高技術(shù)水平，分析設(shè)備產(chǎn)生電能質(zhì)量污染的原因、研究污染機(jī)理和提出解決對策。三方面共同建立強(qiáng)烈的電能質(zhì)量意識(shí)、各自的責(zé)任意識(shí)，才能有效地提高電能質(zhì)量水平。 什么是電壓容限曲線？美國計(jì)算機(jī)和商用設(shè)備制造協(xié)會(huì)（CBEMA）于20世紀(jì)80年代為大型計(jì)算機(jī)對電能質(zhì)量的要求，提出了電壓容限曲線及相關(guān)的4種典型的電壓擾動(dòng)，以防止電壓擾動(dòng)造成計(jì)算機(jī)及其控制裝置的誤動(dòng)和損壞。這四種電壓擾動(dòng)分別為電壓下跌、電壓上

35、升、尖峰脈沖和斷電。電壓電容曲線已為IEEE采納并已為美國的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。CBEMA電壓容限曲線如圖15所示。圖15的CBEMA電壓容限曲線的基本概念是：包絡(luò)線內(nèi)陰影部分的電壓為合格電壓，包絡(luò)線外的為不合格電壓，在包絡(luò)線下面的電壓會(huì)使負(fù)荷失電，而在包絡(luò)線上面的電壓會(huì)造成其他設(shè)備發(fā)生絕緣問題、過電壓脫扣或過勵(lì)磁等。 什么ITIC曲線？CBEMA改稱美國信息技術(shù)工業(yè)協(xié)會(huì)后，其所屬的第三技術(shù)委員會(huì)針對大型計(jì)算機(jī)對電能質(zhì)量的要求，提出了電壓容限曲線及相關(guān)的四種典型的電壓擾動(dòng)，以防止電壓擾動(dòng)損壞計(jì)算機(jī)及其控制系統(tǒng)，并驚醒了修訂，又被稱為ITIC曲線，該曲線已IEEE采納，同時(shí)作為IEEE ST

36、D446-1980的組成部分。ITIC電壓容限曲線適用于所有類型設(shè)備的電壓容限的幅值和持續(xù)時(shí)間，與CBEMA曲線相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）將光滑的曲線改為折線，增設(shè)了幾個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，使電壓幅值與時(shí)間變化的量化指示更加明確。（2）穩(wěn)態(tài)電壓容限從原有的106%和87%改為110%和90%，使電壓的上下偏差值相等。（3）ITIC電壓容限曲線下包絡(luò)線的起始時(shí)間從8.33ms改為20ms（超過60Hz系統(tǒng)的一個(gè)周波），表明了計(jì)算機(jī)元器件的斷電耐受能力有了提高，這就為降低設(shè)備造價(jià)提供了可能性。如可少用價(jià)格昂貴的可關(guān)斷晶閘管（GTO），而多用價(jià)格相對較低的晶閘管整流器元件（SCR）。（4）ITIC電壓容限曲線的

37、時(shí)間坐標(biāo)橫坐標(biāo)既標(biāo)明秒（s、ms、s）的單位，又標(biāo)明60Hz系統(tǒng)的周波單位。因此，在實(shí)際應(yīng)用中更具有普遍意義。  什么是電磁兼容？電磁兼容（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行且不任何其他事物不能承受的電磁騷擾的能力。國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC對電磁兼容的定義是：系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工作，同時(shí)不對其它系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾。各種運(yùn)行的電力設(shè)備之間以電磁傳導(dǎo)、電磁感應(yīng)和電磁輻射三種方式彼此關(guān)聯(lián)并相互影響，在一定的條件下會(huì)對運(yùn)行的設(shè)備和人員造成干擾、影響和危害。20世紀(jì)80年代興起的電磁兼容EMC學(xué)科以研究和解決這一問題為宗旨，主要是研究和解決干擾的產(chǎn)生、傳播、接收、抑制機(jī)理

38、及其相應(yīng)的測量和計(jì)量技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)最合理的原則，對產(chǎn)生的干擾水平、抗干擾水平和抑制措施做出明確的規(guī)定，使處于一電磁環(huán)境的設(shè)備都是兼容的，同時(shí)又不向該環(huán)境中的任何實(shí)體引入不能允許的電磁擾動(dòng)。電磁兼容是一門迅速發(fā)展的交叉學(xué)科，涉及電子、計(jì)算機(jī)、通信、航空航天、鐵路交通、電力、軍事以至人民生活各個(gè)方面。在當(dāng)今信息社會(huì)，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)系統(tǒng)中采用的電氣及電子設(shè)備數(shù)量大大增加，而且電子設(shè)備的頻帶日益加寬，功率逐漸增大，靈敏度提高，聯(lián)接各種設(shè)備的電纜網(wǎng)絡(luò)也越來越復(fù)雜，因此，研究電磁兼容的問題已引起各國相關(guān)專家的高度關(guān)注，并日顯重要。 電力系統(tǒng)電磁兼容研究的主要

39、內(nèi)容包括哪些方面？在電力系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)容量增大、輸電電壓增高的同時(shí)，以計(jì)算機(jī)和微處理為基礎(chǔ)的繼電保護(hù)、電網(wǎng)控制、通信設(shè)備等得到了廣泛的應(yīng)用。因此，電力系統(tǒng)電磁兼容問題也變得十分突出。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備是集繼電保護(hù)、通信、SCADA功能于一體，一般安裝在變電站高壓設(shè)備的附近，該設(shè)備能正常工作的先決條件就是它能夠承受變電站中在正常操作或事故情況下產(chǎn)生的極強(qiáng)的電磁干擾。（2）現(xiàn)代高壓開關(guān)等一次設(shè)備，常與電子控制和保護(hù)設(shè)備集成于一體，對這種強(qiáng)電與弱電設(shè)備組合的裝置不久需要進(jìn)行高電壓、大電流的試驗(yàn)，同時(shí)還要通過電磁兼容的試驗(yàn)。（3）GIS組合電器中隔離開關(guān)操作時(shí)，可以產(chǎn)生

40、頻率高達(dá)數(shù)兆赫的快速暫態(tài)電壓。這種快速暫態(tài)過電壓不僅會(huì)危及變壓器等設(shè)備的絕緣，而且會(huì)通過接地網(wǎng)向外傳播，干擾變電站繼電保護(hù)、控制設(shè)備的正常工作。（4）電磁場對人體生態(tài)的影響程度及危害，已成為全世界的電力工作者和社會(huì)民眾都在關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著電力發(fā)展水平的提高、人類自我保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，電磁兼容技術(shù)的重要性已日益顯現(xiàn)。目前，電力系統(tǒng)研究電磁兼容方面，主要圍繞著電磁兼容技術(shù)和電磁場的生態(tài)影響兩大主題。 電磁兼容技術(shù)包括哪些內(nèi)容？（1）電磁環(huán)境評價(jià)。即通過實(shí)測或數(shù)字仿真等手段，對設(shè)備在運(yùn)行時(shí)可能受到的電磁干擾水平（幅值、頻率、波形等）進(jìn)行估計(jì)。例如，利用可移動(dòng)的電磁兼容測試車對高壓輸電線路或變

41、電站產(chǎn)生的各種干擾進(jìn)行實(shí)測，或通過電磁暫態(tài)計(jì)算程序?qū)赡墚a(chǎn)生的瞬變電磁場進(jìn)行數(shù)字仿真。電磁環(huán)境評價(jià)是電磁兼容技術(shù)的重要組成部分，是抗干擾設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。（2）電磁干擾耦合路徑。要認(rèn)識(shí)清楚干擾源產(chǎn)生的電磁騷擾及通過何種路徑到達(dá)被干擾的對象。一般來說，干擾可分為傳導(dǎo)型干擾和輻射型干擾2大類。傳導(dǎo)干擾是指電磁騷擾通過電源線路、接地線和信號(hào)線傳播到達(dá)對象所造成的干擾，例如，通過電源線傳入的雷電沖擊源產(chǎn)生的干擾；輻射干擾是指通過電磁源空間傳播到達(dá)敏感設(shè)備的干擾，例如，輸電線路電暈產(chǎn)生的無線電干擾或電視干擾均屬于輻射型的干擾。研究干擾的耦合途徑，對制定抗干擾的措施，消除或抑制干擾有重要的意義。（3）電磁抗擾性

42、評價(jià)。研究電力系統(tǒng)中各種敏感的設(shè)備儀表如繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電能計(jì)量儀表等耐受電磁干擾的能力。一般是采用試驗(yàn)來模擬運(yùn)行中可能出現(xiàn)的干擾并在設(shè)備盡可能接近工作條件下，試驗(yàn)被試設(shè)備是否會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)或永久性損壞。設(shè)備的抗擾性決定于該設(shè)備的工作原理、電子線路布置、工作信號(hào)電平，以及所采取的抗干擾措施。隨著電力系統(tǒng)中各種自動(dòng)化系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，以及強(qiáng)電設(shè)備與弱電設(shè)備集成為一體的趨向，如何評價(jià)這些設(shè)備耐受干擾的能力、研究實(shí)用和有效的試驗(yàn)方法、制定相應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將成為電力系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)的重要課題。（4）抗干擾措施。電磁干擾產(chǎn)生的騷擾、耦合和影響，作為敏感設(shè)備是不可能完全避免的。因此，往

43、往比較經(jīng)濟(jì)合理的解決辦法是在敏感設(shè)備上采取抗干擾措施。例如，電力調(diào)度大樓遭受雷擊是不可避免的。但通往系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全運(yùn)行可通過正確的接地、屏蔽、隔離措施加以保證。研究有效經(jīng)濟(jì)和適用的抗干擾措施也是未來電磁兼容領(lǐng)域的重要任務(wù)。（5）電能質(zhì)量。國際大電網(wǎng)會(huì)議36學(xué)術(shù)委員會(huì)（電力系統(tǒng)電磁兼容）把電能質(zhì)量控制也列入電磁兼容的范疇，研究頻率變化、諧波、電壓閃變、電壓驟變等對用戶設(shè)備性能的影響。 電磁兼容控制技術(shù)有哪些特點(diǎn)？電磁兼容控制技術(shù)是電磁兼容科學(xué)中最活躍的研究課題，與單純的抗干擾方法在控制電磁干擾策略思想上存在本質(zhì)的差別。單純的抗干擾方法是處于被動(dòng)的設(shè)法抑制干擾的傳播和影響，是

44、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的局部應(yīng)用，采取的解決問題的方法也是單純的對抗式措施。而電磁兼容控制技術(shù)必須權(quán)衡利弊，研究出最合理的措施來滿足電磁兼容的要求。（1）在控制干擾的策略上。電磁兼容控制技術(shù)是一項(xiàng)綜合性治理的系統(tǒng)工程，采取主動(dòng)預(yù)防、整體規(guī)劃和“對抗”與“疏導(dǎo)”相結(jié)合的方針，所以應(yīng)在設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、應(yīng)用與維護(hù)的各個(gè)階段都能充分予以考慮和實(shí)施才能有效。（2）在控制干擾的方法上。除采用抑制干擾傳播的技術(shù)，如屏蔽、接地、搭接、合理布線等方法以外，還可采用回避和疏導(dǎo)的技術(shù)，如空間方位分離、頻率劃分、回避、濾波、吸收和旁路等方法。（3）在控制干擾的時(shí)機(jī)上。應(yīng)由在設(shè)備研制后期暴露出不兼容問題才采取挽救修補(bǔ)措施

45、的被動(dòng)控制方法，轉(zhuǎn)變?yōu)樵谠O(shè)備設(shè)計(jì)的初始階段就開始預(yù)測分析和設(shè)計(jì)，預(yù)先檢驗(yàn)計(jì)算，全面規(guī)劃實(shí)施內(nèi)容，做到防患于未然，并同時(shí)開展電磁兼容性的設(shè)計(jì)與可靠性設(shè)計(jì)、維護(hù)維修性設(shè)計(jì)及產(chǎn)品的基本功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 什么是供電可靠性和供電可靠率？供電可靠性和供電可靠率是供電質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是提高電能質(zhì)量的重要內(nèi)容。供電可靠性是由用戶平均停電頻率（CAIFI，次/年）和用戶平均停電累計(jì)時(shí)間（CAIDI，min/年）以及全部用戶平均供電時(shí)間占全年時(shí)間的百分?jǐn)?shù)來表示，供電可靠率是以用戶年平均停電時(shí)間和全年累計(jì)小時(shí)數(shù)來表示，即（1）用戶平均停電頻率（CAIFI）=用戶停電總次數(shù)/停電用戶總數(shù)（2）用戶平均停電累

46、計(jì)時(shí)間（CAIDI）=用戶停電累計(jì)時(shí)間總和/停電用戶總數(shù)（3）供電可靠率=1用戶年平均停電時(shí)間/全年小時(shí)數(shù)（8760）×100%提高供電可靠性可減少停電造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，它意味著將要增加建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用。因此，要從這兩個(gè)方面綜合考慮經(jīng)濟(jì)合理的供電可靠性指標(biāo)。美國和加拿大的供電可靠性指標(biāo)一般為：用戶平均年停電0.10.5次（即為210年停電一次），全年累計(jì)停電時(shí)間為0120min，即供電可靠率為99.98%以上。新加坡電網(wǎng)公司依據(jù)其強(qiáng)大的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和嚴(yán)格的電力管理，目前供電可靠率已達(dá)到了99.999%。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同的國家，供電可靠性指標(biāo)會(huì)有所不同。我國近幾年已投入巨資加強(qiáng)了

47、城鄉(xiāng)電網(wǎng)的建設(shè)和改造，供電可靠性已得到明顯的改善和提高。 提高供電可靠性的意義是什么？提高供電可靠性是提高電能質(zhì)量的重要前提。電力系統(tǒng)從發(fā)電廠、變電站、輸配電線路到電力用戶，有成千上萬的設(shè)備及其控制和保護(hù)裝置，它們分布在各種不同的環(huán)境和地區(qū)，都可能發(fā)生不同類型的故障或事故，影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和用戶的正常供電。各種故障和事故造成的用戶停電，都使得供電可靠性下降，給電力用戶造成不同程度的損失。輕則造成用戶生產(chǎn)的產(chǎn)量下降，質(zhì)量降低，嚴(yán)重時(shí)甚至造成設(shè)備損壞，例如，高爐停電超過30min，鐵水就要凝固，造成爐體報(bào)廢，引起重大損失。突然發(fā)生的停電更會(huì)威脅人身安全，例如，煤礦礦井突然停電時(shí)，使風(fēng)

48、機(jī)停轉(zhuǎn)，井下風(fēng)量不足，空氣中瓦斯氣體含量過高，引起窒息的人身事故。因此，停電會(huì)給社會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也會(huì)給人們?nèi)找嫣嵘纳钚枨髱順O大的不便。在當(dāng)今全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的形勢下，提高供電可靠性已成為全社會(huì)眾多方面客觀而迫切的要求，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 提高供電可靠性有哪些有效的措施？供電可靠性與系統(tǒng)可靠性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與變電站主接線可靠性、繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置配置、電力系統(tǒng)備用容量與運(yùn)行方式等密切相關(guān)。因此，從電力系統(tǒng)規(guī)劃直到電力系統(tǒng)運(yùn)行都要重視提高供電可靠性。提高供電可靠性的措施是多方面的，與供電系統(tǒng)直接相關(guān)的技術(shù)措施主要有以下幾點(diǎn)：（1）合理配置繼電保護(hù)裝置，包括高低壓用電

49、設(shè)備的熔絲保護(hù)及保護(hù)整定值的配合。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生事故時(shí)，用保護(hù)裝置迅速切斷故障，使事故影響限制在最小的范圍。（2）提高安全自動(dòng)裝置的功能。例如，在變電站裝設(shè)低頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置，當(dāng)系統(tǒng)頻率降低到一定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)斷開某些配電線路的斷路器，切除部分不重要負(fù)荷，使電力系統(tǒng)出力與用電負(fù)荷平衡，頻率迅速恢復(fù)正常，以確保重要用戶的連續(xù)供電。提高供電可靠性的自動(dòng)裝置還有高壓線路的自動(dòng)重合閘、自動(dòng)解列裝置、按功率或電壓穩(wěn)定極限的自動(dòng)切負(fù)荷裝置等。（3）提高供電設(shè)備的技術(shù)性能和可靠性。首先要選用先進(jìn)可靠的供電設(shè)備，其次要做好供電設(shè)備的維護(hù)工作，運(yùn)行中要防止各種可能的誤操作。對于電氣設(shè)備維修，我國長期實(shí)行“定期計(jì)

50、劃維修”制度，其主要特點(diǎn)是將時(shí)間周期作為設(shè)備維修的基礎(chǔ)，只要到了計(jì)劃維修的時(shí)間周期，在無特殊情況的條件下就必須進(jìn)行設(shè)備大修或小修。這種維修制度對保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，提高供電可靠性起到了“預(yù)防為主”的積極作用。隨著電氣檢測技術(shù)的進(jìn)步，以及在線診斷和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息處理的發(fā)展，目前正在研究和推廣“狀態(tài)維修”制度。它的主要特點(diǎn)是利用各種測試手段（包括常規(guī)和在線監(jiān)測）、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和在線診斷等技術(shù)，對運(yùn)行中的電力設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)、變化趨勢和規(guī)律進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測和評估，做出是否需要進(jìn)行檢修的決定。它與“定期計(jì)劃維修”的主要區(qū)別，是以實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)取代固定的維修周期。在科學(xué)管理的基礎(chǔ)上，目前“狀態(tài)維修”是對定期計(jì)劃

51、維修制度有效的補(bǔ)充和完善，它不但可提高供電可靠性，而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。（4）大力采取先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)手段和方法來提高供電可靠性。例如：應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對電力運(yùn)行設(shè)備動(dòng)態(tài)管理工作；在輸電系統(tǒng)帶電作業(yè)的基礎(chǔ)上開展配電系統(tǒng)帶電作業(yè)工作；應(yīng)用紅外測溫技術(shù)開展對運(yùn)行電力設(shè)備進(jìn)行檢測和診斷工作；應(yīng)用在線檢測技術(shù)加強(qiáng)電力設(shè)備運(yùn)行可靠性的監(jiān)測、維護(hù)和管理工作，等等。（5）提高送電線路和變電站主接線的可靠性。向城市和工業(yè)區(qū)供電的變電站進(jìn)線應(yīng)采用雙回路電源供電，重要的用戶變電站也應(yīng)采用雙回線、雙電源供電。雙回線供電與單回線供電相比，可靠性要高得多。同時(shí)，加強(qiáng)改善和強(qiáng)化中壓配網(wǎng)結(jié)構(gòu)。首先要建設(shè)和完善配電系統(tǒng)環(huán)

52、網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“手拉手”的供電方式，達(dá)到故障隔離和快速恢復(fù)供電的目的。加強(qiáng)配電自動(dòng)化建設(shè)，配電自動(dòng)化更要求配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理合具有環(huán)網(wǎng)供電能力，要求各環(huán)網(wǎng)開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和街道配電站內(nèi)開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)必須具有遠(yuǎn)方操作功能，環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜內(nèi)還必須具備可靠的開關(guān)操作電源、蓄電池和饋線終端單元FTU、通信設(shè)備等應(yīng)用的工作電源。高壓電源變壓器、蓄電池和饋線遠(yuǎn)方終端FTU等設(shè)備要穩(wěn)定、可靠。通信系統(tǒng)不僅要穩(wěn)定、可靠，而且能不受外界環(huán)境的影響和干擾。（6）提高供配電系統(tǒng)的管理水平。配電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控和信息管理系統(tǒng)不僅能提高供電可靠性，而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。過去十幾年，我國對供電過程的計(jì)算機(jī)監(jiān)控和信息管理有了很大發(fā)展。供配電系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，可分為不同的工作領(lǐng)域。配電系統(tǒng)各個(gè)不同的領(lǐng)域正在蓬勃發(fā)展不同程度和要求的自動(dòng)化、智能化以及綜合化的控制與管理體系。目前正在研究和實(shí)施的配電