電能質(zhì)量知識精品課件

1、電能質(zhì)量知識第1頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五什么是電能質(zhì)量定義： 描述電力系統(tǒng)或供電系統(tǒng)性能的測量方法的總稱。 由于電壓、電流或頻率偏差引起的，用戶設(shè)備工作異?；驌p壞的任何電力問題，都屬于電能質(zhì)量問題。電能質(zhì)量主要參數(shù)（指標(biāo)）：電壓偏差；頻率偏差；功率因數(shù)低三相電壓不平衡度； 諧波（波形畸變）；電壓波動與閃變；暫時過電壓與瞬態(tài)過電壓。第2頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五電能質(zhì)量問題的危害設(shè)備過熱、燒毀（中性線、電機、變頻器、變壓器）電容器擊穿計算機復(fù)位、保護(hù)裝置誤動作或設(shè)備工作異常功率因數(shù)下降，無功功率增加，付出更多的電費第3頁，共31頁，2

2、022年，5月20日，7點15分，星期五基本概念 與 術(shù)語瞬態(tài)：半個周波（10ms)以內(nèi)暫態(tài)：從10ms 到1min穩(wěn)態(tài)：1min以上瞬變 -瞬態(tài)概念驟升，驟降 -暫態(tài)概念過電壓，低電壓，電壓中斷 -穩(wěn)態(tài)概念電壓波動閃變諧波第4頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五類別頻譜條件持續(xù)時間電壓大小脈沖納秒5ns rise1ms振蕩低頻5KHZ0.350ms04pu中頻5500KHZ20s08pu高頻0.55MHZ5 s04pu電壓的短暫變化第5頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五類別持續(xù)時間電壓大小瞬時下陷0.5 30周0.1 0.9pu上升0.5 30周1.

3、1 1.8pu暫時中斷0.5 周3s0.1pu下陷30 周3s0.1 0.9pu上升30周3s1.1 1.8pu短時中斷3s 1min1min0.0pu欠電壓1min0.8 to 0.9pu過電壓1min1.1 to 1.2pu電壓的長期變化第7頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五計算機商用設(shè)備制造協(xié)會CBEMA曲線商用設(shè)備所能承受的交流電壓波動范圍瞬變130驟升：106130驟降：0 90%過壓+106欠壓-90%中斷-60第8頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五電壓波動造成的危害IT設(shè)備當(dāng)電壓波動超過40，持續(xù)時間超過12個周波（0.24s）時，導(dǎo)致

4、數(shù)據(jù)丟失。PLC （可編程控制器）： 早期的產(chǎn)品，電壓低于10時，可工作15個周波（0.3s）； 電壓低于(5060)時，停止工作；數(shù)控設(shè)備：為保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全，工作電壓波動范圍一般為10，當(dāng)電壓低于此值、持續(xù)時間超過23個周波（0.040.06s）時，保護(hù)性停機。變頻調(diào)速當(dāng)?shù)陀陬~定電壓70，持續(xù)時間超過6個周波(0.12s)時停機。精細(xì)加工業(yè)中的電機，電壓波動10、持續(xù)時間超過3個周波時，停機。電機當(dāng)電壓波動超過（5030）、持續(xù)時間超過1個周波，控制開關(guān)就會跳閘。第9頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五諧波非線性負(fù)載產(chǎn)生諧波；頻率是50Hz的整數(shù)倍；除絕對的正弦/余弦

5、波外，任何其他波形均含諧波第10頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五典型諧波產(chǎn)生源電子開關(guān)型:各種交直流換流裝置、變頻裝置鐵磁飽和型:各種鐵芯設(shè)備, 如變壓器、電抗器等，其鐵磁飽 和特性呈現(xiàn)非線性電弧型:各種煉鋼電弧爐、交流電弧焊機第11頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五非正弦（余弦）波形的分析非正弦波信號通過傅立葉分析，可分解為多個不同頻率的正弦波疊加3次諧波疊加29次諧波疊加第12頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五非正弦波信號通過傅立葉分析，可分解為多個不同頻率的正弦波疊加非正弦（余弦）波形的分析第13頁，共31頁，2022年

6、，5月20日，7點15分，星期五諧波種類偶次諧波 : 2nd, 4th, 6th, 8th 奇次諧波 : 3rd, 5th, 7th, 11th 正序諧波 :(3n+1) 4th, 7th, 10th負(fù)序諧波 :(3n-1) 2nd, 5th, 8th零序諧波 :(3n) 3rd, 6th, 9th電壓諧波總畸變率(失真率): V(THD)第14頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五諧波的危害設(shè)備過熱、中性線電流大、斷路器動作；功率因數(shù)下降，電費增加；供電波形產(chǎn)生畸變，精密設(shè)備工作異常；測試計量器具顯示不準(zhǔn)；干擾通信系統(tǒng)第15頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，

7、星期五功率因數(shù)相移功率因數(shù)（DPF）: 不考慮諧波的影響， 電流與電壓相位差的余弦值（cos）jIUUI功率因數(shù)（PF）： 有功功率與視在功率的比值。 與相移和諧波相關(guān)。功率因數(shù)低，意味著付出更多電費。第16頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五諧波造成PF降低的數(shù)學(xué)原理三角函數(shù)的正交特性兩個不同三角函數(shù)乘積，在周期內(nèi)的積分等于0；兩個相同三角函數(shù)乘積，在周期內(nèi)的積分不等于0；結(jié)論： 只有同頻（同相）的電壓、電流相乘，才產(chǎn)生有功功率。第17頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五諧波降低PF實例負(fù)載電流中含有3次、5次等諧波成分，負(fù)載的輸入電壓為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，根

8、據(jù)三角函數(shù)的正交特性，當(dāng)計算負(fù)載上的功率時， ， ，即：高次諧波的有功功率為0。諧波含量越高，功率因數(shù)越低。 第18頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五諧波造成波形畸變基波與2次諧波無相差疊加基波與2次諧波有相差疊加基波與3次諧波無相差疊加基波與3次諧波有相差疊加第19頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五GB/T1594595 電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差；GB1232590 電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差；GB/T1454993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波；GB123262000 電能質(zhì)量 電壓允許波動和閃變；GB/T1554395 電能質(zhì)量 三相電壓允許不

9、平衡度；GB/T184812001 電能質(zhì)量 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓；GB17625.11998 低壓電氣及電子設(shè)備諧波電流限值；IEEE標(biāo)準(zhǔn)11591995EN50160電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第20頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五電能質(zhì)量國標(biāo)摘要1GB/T1594595 電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差一般不得超過0.2Hz，最大可放寬至0.5HzGB1232590 電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差10KV以下三相電壓允許偏差為7 220V單相電壓允許偏差為7 10 GB/T1454993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波380V系統(tǒng)電壓總諧波畸變率小于5.0，奇次諧波電壓含有率小于4.0，偶次

10、諧波電壓含有率小于2.0%GB/T1554395 電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度公共連接點正常電壓不平衡度允許值為2，短時不超過4，接于公共接點的每個用戶所引起的不平衡度允許值為1.3第21頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五電能質(zhì)量國標(biāo)摘要2電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波GB/T 14549-93電網(wǎng)標(biāo)稱電壓KV電壓總諧波畸變率%各次諧波電壓含有率：%奇次（3、5、7、9、11.)偶次(2、4、6、8、10.)0.385.04.02.064.03.21.610353.02.41.2661102.01.60.8第22頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五電能質(zhì)量國

11、標(biāo)摘要3電壓變動和閃變的限值GB123262000電壓等級LVMVHVPSt1.00.9(1.0)0.8PLt0.80.7(0.8)0.6注:PSt測量周期為10min,PLt測量周期為2h;MV括號中值僅適用于pcc連接的所有用戶為同電壓等級的用戶場合。 電壓變動限值(%)r,h-1LV、MVHVr1431 r 1032.510 r 10021.5100 r 10001.251第23頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五誰會在意電能質(zhì)量供電局制造業(yè) 動力部門過程工業(yè)（冶金，石化）數(shù)據(jù)中心，運維部門軍隊工業(yè)&政府事業(yè)集成商電能治理公司第24頁，共31頁，2022年，5月20日

12、，7點15分，星期五客戶行業(yè)：電力客戶名稱： 朔州供電局部門：生計科面臨問題：生計科總體負(fù)責(zé)電能質(zhì)量問題，承擔(dān)著下屬二十多所變電站電能質(zhì)量的巡檢任務(wù)。購買電能質(zhì)量分析儀用于變電站PT(100V),CT(5A)輸出端的電能質(zhì)量定期巡檢。案例1：朔州供電局第25頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五客戶行業(yè)：電力客戶名稱： 包頭供電局部門：營銷用電監(jiān)察科面臨問題1.變電站PT(100V),CT(5A)輸出端電能質(zhì)量需要定期巡檢。2.由于電能質(zhì)量問題，與部分大客戶端產(chǎn)生糾紛，需判定責(zé)任。 案例2：包頭供電局第26頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五客戶行業(yè)：制造

13、業(yè)客戶名稱： 和艦科技（蘇州）有限公司部門：廠務(wù)部 面臨問題晶圓生產(chǎn)廠商，有兩條電力進(jìn)線，其中一條的功率因數(shù)0.93，工程師希望能查找出原因。由于經(jīng)常有設(shè)備發(fā)生改變，工程師希望通過定時地進(jìn)行監(jiān)測諧波等參數(shù)的變化趨勢，及時督促相關(guān)部門整改。原有的臺式電能質(zhì)量分析儀現(xiàn)場使用不便，也不直觀。 案例3：和艦科技第27頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五客戶行業(yè)：制造業(yè)客戶名稱： 北京巴可利亞德電子科技有限公司部門：售后工程部 面臨問題生產(chǎn)的全彩LED顯示器，在工廠檢測無缺陷，但在個別用戶側(cè)實際使用中頻繁出現(xiàn)故障。用戶投訴，影響到銷售。設(shè)備安裝前，用分析儀對電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測分析。如有

14、電能質(zhì)量問題，先建議用戶采取措施改善電能質(zhì)量，杜絕了由于用戶電能質(zhì)量問題所產(chǎn)生的產(chǎn)品投訴，提高了該公司產(chǎn)品的認(rèn)知度，為后續(xù)銷售打下基礎(chǔ)。案例4：北京巴可利亞德電子科技公司第28頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五客戶行業(yè)：制造業(yè) 子行業(yè)：電氣設(shè)備、電源制造企業(yè)客戶名稱：中科院北京科諾偉業(yè)科技有限公司部門：質(zhì)檢部面臨問題生產(chǎn)220V UPS，客戶抱怨一些控制系統(tǒng)因UPS輸出信號中的諧波及電壓不穩(wěn)導(dǎo)致設(shè)備損壞，還有客戶反映產(chǎn)品的功率達(dá)不到要求。通過電能分析，及時得到產(chǎn)品的全面電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，消除客戶對產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量的懷疑。案例5：中科院科諾偉業(yè)公司第29頁，共31頁，2022年，5月20日，7點15分，星期五客戶行業(yè)：制造業(yè) 子行業(yè)：煙草制造企業(yè)客戶名稱：上海煙草（集團(tuán)）公司部門： 設(shè)備科面臨問題生產(chǎn)線大量使用變頻調(diào)速設(shè)備和電機，造成對企業(yè)內(nèi)部的諧波污染和電能質(zhì)量危害。用戶希望掌握全廠的動力系統(tǒng)的電能質(zhì)量參數(shù)，從而為諧波治理及監(jiān)控供電狀況提供有力的數(shù)據(jù)支持。為企業(yè)節(jié)省大量的費用，避免生產(chǎn)安全隱患。案例6：上海煙草集團(tuán)第30頁，共31頁，20