電能質(zhì)量基本知識

電能質(zhì)量根本學問目前針對電能質(zhì)量問題爭論的主要內(nèi)容有哪些？目前，爭論和解決電能質(zhì)量問題已成為電力進展的當務之急。主要爭論課題包括：爭論諧波對電網(wǎng)電能質(zhì)量污染的影響并實行相應的對策。由于鋼鐵等金屬熔煉企業(yè)的進展，化工行業(yè)整流設備的增加，大功率晶閘管整流裝置及電力電子器件的開發(fā)應用，使公用電網(wǎng)的諧波影響日趨嚴峻，電源的波形產(chǎn)生了嚴峻的畸變，影響了電網(wǎng)安全牢靠運行。爭論諧波對電力計量裝置的影響并實行相應的措施。由于波形畸變，使電力計量的準確度與準確度到影響，致使計量誤差，產(chǎn)生附加的功率損耗，造成不必要的經(jīng)濟損失。爭論電能質(zhì)量污染對高技術企業(yè)的影響并實行相應的技術手段。由于計算機系統(tǒng)和基于微電子技術掌握的自動化生產(chǎn)流水線以及興的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備的損壞或運行特別，影響正常的生產(chǎn)，給電力用戶造成經(jīng)濟損失。加強電能質(zhì)量控裝置的研制。電能質(zhì)量掌握裝置的根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、牢靠，在諧波干擾產(chǎn)生的瞬間能馬上將其抑制或消退。我國對電網(wǎng)的電能質(zhì)量制定了哪些國家標準？GB12325－1990GB/T14549－1993GT/T15543－1995GB/T15945－1995GB12326－2023GB12326－1990《電冶允許IEC電磁兼容IEC6100-3-7等文件和標準修訂后重公布實施的。GB/T18481－2023《電能質(zhì)量臨時過電壓和瞬態(tài)過電壓IEC對電能質(zhì)量是怎樣分類的？國際電工委員會IEC1－1。表1－1 IEC對電能質(zhì)量依據(jù)電磁干擾現(xiàn)象的分類方式序號 電磁干擾現(xiàn)象傳導型低頻現(xiàn)象輻射型低頻現(xiàn)象傳導型高頻現(xiàn)象輻射性高頻現(xiàn)象靜電放電現(xiàn)象核電磁脈沖

對應電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響因素諧波、間諧波；載波干擾；電壓波動；電壓跌落和連續(xù)；電壓不對稱；工頻偏差；感應低頻電壓；溝通電網(wǎng)中的直流重量工頻電磁場感應連續(xù)波電壓或電流；單方向瞬變；振蕩性瞬變磁場；電場；電磁場；連續(xù)波；瞬變國際電力電子工程師協(xié)會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IEEE依據(jù)電壓擾動的頻譜特征、持續(xù)時間、幅值變化等將其進展了細分，并對供電系統(tǒng)典型的電磁干擾現(xiàn)象進展了特征分類，為準確地區(qū)分電壓暫態(tài)現(xiàn)象1－2。頻譜成分持續(xù)時間電壓幅值沖擊低頻上升沿5ns頻譜成分持續(xù)時間電壓幅值沖擊低頻上升沿5ns上升沿1μs0.1ms<5kHz<50ns50ns~1ms>1ms0.3~50ms－－－0~4p.u.振蕩中頻5~500kHz20μs0~8p.u.高頻0.5~5MHz5μs0~4p.u.瞬暫時時中跌升中跌升中斷落高斷落高斷－－－－－－－0.5~30周波0.5~30周波0.5~30周波30周波~3s30周波~3s30周波~3s3s~1min<0.1p.u.0.1p.u.~0.9p.u.1.1p.u.~1.8p.u.<0.1p.u.0.1p.u.~0.9p.u.1.1p.u.~1.4p.u.<0.1p.u.短時跌落－3s~1min0.1p.u.~0.9p.u.升高－3s~1min1.1p.u.~1.4p.u.電磁瞬態(tài)短時電壓變動長期電壓變動電壓不平衡波形畸變持續(xù)中斷欠電壓過電壓直流偏移諧波間諧波陷波－－－－－0~100th0~6kHz－>1ms>1ms>1ms穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)0.0p.u.0.8p.u.~0.9p.u.1.1p.u.~1.2p.u.0.5%~2%0%~0.1%0%~20%0%~2%－電壓波動噪聲寬帶<25Hz穩(wěn)態(tài)間歇0%~1%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)，國家標準GB/T15945－1995《電力系統(tǒng)50Hz〔工頻50Hz±0.2Hz50Hz±0.5HzGB/T15945－1995《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)章中規(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3000MW0.5Hz0.1~－0.1Hz。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，GB12325－1990定的水平上。其中：35kV及以上供電和對電壓質(zhì)量有特別要求的用戶為額定電壓的＋5~－5％；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＋5％~－10％。慮，無功負荷只宜補償?shù)焦β室驍?shù)0.90～0.95，但仍舊有一局部變化無功負荷要電網(wǎng)供給，經(jīng)濟的措施之一。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重量的均方根百分比表示。三相電壓不平衡〔即存在負序重量〕會引起繼電保護誤動附加振動力矩和發(fā)熱。額定轉(zhuǎn)矩的電動機，如長期在負序電壓含量4％的狀態(tài)下運行，由于加嚴峻。GB/T15543－1995《三相電壓允許不平衡度》規(guī)定了電力系統(tǒng)公共連接點正常電壓不平衡度允許值為2％，同時規(guī)定了短時的不平衡度不得超過4％，其短時允許值共連接點的每個用戶引起該點正常電壓不平衡度允許值一般為1.3％。什么是電壓波動和閃變？電壓波動和閃變是指電壓幅值在肯定范圍內(nèi)有規(guī)章變動時定電壓的百分比，或電壓幅值不超過0.9p.u.~1.1p.u.〔標幺值〕的一系列隨即變化。這種電壓波動引起燈閃的敏感度及引起閃變刺激性程度的電壓波動值覺。級作不同的標準和限制。〔1〕10kV2.5〔2〕35～110kV2.0〔3〕220kV1.6GB12326－2023波動負荷引起的公共連接點電壓的快速變動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)各公共連接點的電壓諧波含有率允許值。國際電工委員會文件IEC61000－3－6《中、高壓電力系統(tǒng)畸變負荷放射限制的評估》提出了打算畸變負荷接入電網(wǎng)時所作評估的一些根本原則和評估程序設備不致造成有害影響的水平〔兼容水平電壓等級公共連接點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)倍的諧波所引起，全部非線性的波動負荷如電弧爐、電焊機，各種變頻調(diào)速裝置，同步串級調(diào)速裝置及感應電動機等均為間諧波源，電力載波信號也認為是一種間諧波。同整數(shù)次諧波電壓的影響和危害已成共識，IEC61000－3－6對間諧波的放射水平作出了明確的說明，如間諧波電壓水平應低于鄰近諧波水平，并規(guī)定為〔0.5%~1%〕U。我國目前還N沒有制定相應的國家標準給出限制規(guī)定。什么是臨時過電壓和瞬時過電壓？臨時過電壓是指在給定安裝飾上持續(xù)時間較長的不衰減和弱衰減的〔以工頻或其肯定的倍數(shù)、分數(shù)〕振蕩的過電壓。瞬態(tài)過電壓是指持續(xù)時間數(shù)毫秒或更短，通常帶有強阻尼的振蕩或非振蕩的一種過電壓。它可以疊加于臨時過電壓上。臨時過電壓和瞬態(tài)過電壓使由于電力系統(tǒng)運行操作是供電特性之一。公布的國家標準GB/T18481－2023《電能質(zhì)量臨時過電壓和瞬態(tài)過電壓保護方法，并對過電壓的相關術語、定義做了比較詳盡的論述。什么是電壓暫降和電壓上升？電壓暫降是指由于系統(tǒng)故障或干擾造成用戶持續(xù)時間0.51min內(nèi)下降到額定電壓或電流的10％～900.1p.u.~0.9p.u.〔標幺值〕時系統(tǒng)頻率仍為標稱值，然后又恢復到正常水平。國際上普遍認為，電壓幅值低于0.1p.u.〔標幺值〕或大于0.5個周波的供電中斷對敏感用戶和嚴格用戶而言都屬于斷電故障傳統(tǒng)的機械式斷路器已不能滿足對敏感和嚴格用電負荷的要求SSTSDVRUPS作后備電源并協(xié)作固態(tài)電子開關等措施。電壓上升是指電壓的有效值升至額定值的110110％～180100.5周波～1min1.1p.u.~1.8p.u.〔標幺值。什么是斷電和電壓中斷？0.1p.u.稱為斷電。斷電按持續(xù)時間分為三類：其一，0.5~3s稱為瞬態(tài)斷電；其二，3~60s稱60s稱為持續(xù)斷電。電壓中斷是指斷電的持續(xù)時間大于3min。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)濟損失或產(chǎn)生嚴峻的后果。什么是電壓瞬變？發(fā)生的現(xiàn)象或數(shù)量變化。這種瞬時脈沖可以是任一極性的單方向脈沖，也可以是第一個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尖峰。什么是過電壓和欠電壓？過電壓是指電壓幅值超過了標稱電壓，且持續(xù)時間大于 1min。過電壓的幅值為1.1p.u.~1.2p.u.〔標幺值?！城冯妷菏侵鸽妷悍敌∮跇朔Q電壓，且持續(xù)時間大于 1min。欠電壓的幅值為0.8p.u.~0.9p.u.〔標幺值。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)時間小于0.5周波的周期性電壓擾動。電壓切痕主要是由于電力電子裝置在有關兩相間發(fā)生瞬態(tài)短路時，電流從一相轉(zhuǎn)換到另一相而產(chǎn)生有過的此項電壓擾動的內(nèi)容，直到最近才被國際電力電子工程師協(xié)會IEEE列入的主要緣由。什么是穩(wěn)態(tài)電壓擾動？穩(wěn)態(tài)電壓擾動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)電壓擾動主要包括：諧波。其特征指標是消滅諧波頻譜電壓和諧波頻譜電流的波形。陷波。其特征指標是陷波的持續(xù)時間及幅值大小。電壓閃變。其特征指標是波動幅值、調(diào)制頻率等。三相電壓不對稱。其特征指標是不平衡因子，產(chǎn)生的主要緣由是三相負載不平衡。什么是暫態(tài)〔瞬態(tài)〕電壓擾動？暫態(tài)〔瞬態(tài)〕電壓擾動是指電源電壓的正弦波形受到暫態(tài)〔瞬態(tài)〕的電壓擾動而發(fā)生畸變，般分為脈沖暫態(tài)和振蕩暫態(tài)兩種類型。暫態(tài)〔瞬態(tài)〕電壓擾動的主要特征包括：暫態(tài)諧振。其特征指標是波形、峰值和持續(xù)時間，產(chǎn)生的緣由是由于線路、負載和電容器組的投切，造成的后果是破壞運行設備的絕緣、損壞電子設備等。暫態(tài)脈沖。其特征指標是電壓上升時間、峰值和持續(xù)時間，產(chǎn)生的緣由是線路患病雷擊或感性電路分合等，造成的后果是破壞運行設備的絕緣。/時間，產(chǎn)生的緣由通常故障、敏感負載不能正常運行等后果。什么是動態(tài)電能質(zhì)量問題？國際電力電子工程師協(xié)會IEEE將電磁系統(tǒng)中典型的暫態(tài)現(xiàn)象進展了特征分類，主要列出了暫態(tài)和瞬態(tài)擾動現(xiàn)象，依據(jù)擾動的頻譜特征、持續(xù)時間、幅值變化等，將其分為瞬時、短時和長期的電壓變動三大類，在此根底上又進一步細分出18個子類。其中，短時電壓變動，尤其是電壓中斷和跌落已成為國際上所關注的問題量的內(nèi)涵也發(fā)生了較大的變化。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量問題，如諧波、三相不對稱等連續(xù)存在，而且嚴峻性正在增加。。如持續(xù)時間為毫秒級的動態(tài)電壓上升、脈沖、電壓跌落和瞬時供電中斷等。電能質(zhì)量問題的性質(zhì)、產(chǎn)生緣由及解決方法見表1－4。表1－4 電能質(zhì)量問題的性質(zhì)、產(chǎn)生緣由及解決方法類型 擾動性質(zhì)特征指標

產(chǎn)生緣由 后果 解決方法設備過熱，繼電保諧波 穩(wěn)態(tài)三相不對稱穩(wěn)態(tài)

諧波頻譜電壓，非線性負載、 有源、無源濾護誤動，設備絕緣電流波形 固態(tài)開關負載 波破壞不平衡因子 不對稱負載設備過熱，繼電保靜止無功補償護誤動，通信干擾計時器計時錯誤，電容器、隔離陷波 穩(wěn)態(tài)

通信干擾 電感器電壓閃變 穩(wěn)態(tài)

波動幅值消滅電弧爐、電機伺服電機運行不正頻率、調(diào)制頻率啟動 常線路、負載和

靜止無功補償諧振暫態(tài) 暫態(tài)

波形、峰值、持 設備絕緣破壞、損濾波器、隔離電容器組的投續(xù)時間 壞電力電子設備 變壓器避雷器切脈沖暫態(tài) 暫態(tài)瞬時電壓上

上升時間、峰值、持續(xù)時間

路，感性電路設備絕緣破壞開合

避雷器不連續(xù)電源、下降

幅值、持續(xù)時遠端發(fā)生故設備停運、敏感負間、瞬時時間障、電機啟動載不能正常運行

動態(tài)電壓恢復器噪聲 穩(wěn)態(tài)/暫態(tài)幅值、頻譜

不正常接地、微處理器掌握設備正確接地、濾固態(tài)開關負載不正常運行 波器用電負荷的分類