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電能質(zhì)量詳解

日期：2025-05-10 00:02

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摘要：

定義

電能質(zhì)量（POWERQUALITY），從嚴(yán)格意思上講，衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指上等供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。其可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài)過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。

用例

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和短時中斷已成為*重要的電能質(zhì)量問題。

具體指標(biāo)

電網(wǎng)頻率

我國電力系統(tǒng)的標(biāo)稱頻率為50HZ，GB／T15945－2008《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差》中規(guī)定：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下頻率偏差限值為±0.2HZ，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時，偏差限值可放寬到±0.5HZ，標(biāo)準(zhǔn)中沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限。在《國內(nèi)供用電規(guī)則》中規(guī)定"供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬千瓦以下者，為±0.5HZ。實(shí)際運(yùn)行中，從國內(nèi)各大電力系統(tǒng)運(yùn)行看都保持在不大于±0.1HZ范圍內(nèi)。

電壓偏差

GB／T12325－2008《電能質(zhì)量供電電壓偏差》中規(guī)定：35KV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的**值之和不超過標(biāo)稱電壓的10％；20KV及以下三相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的土7％；220V單相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的＋7％，－10％。

三相電壓不平衡

GB／T15543－2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》中規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)電壓不平衡度限值為：電網(wǎng)正常運(yùn)行時，負(fù)序電壓不平衡度不超過2％，短時不得超過4％；低壓系統(tǒng)零序電壓限值暫不做規(guī)定，但各相電壓必須滿足GB／T12325的要求。接于公共連接點(diǎn)的每個用戶引起該點(diǎn)負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3％，短時不超過2.6％。

公用電網(wǎng)諧波

GB／T14549－－93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》中規(guī)定：6～220KV各級公用電網(wǎng)電壓（相電壓）總諧波畸變率是0.38KV為5.0％，6～10KV為4.0％，35～66KV為3.0％，110KV為2.0％；用戶注入電網(wǎng)的諧波電流允許值應(yīng)保證各級電網(wǎng)諧波電壓在限值范圍內(nèi)，所以國標(biāo)規(guī)定各級電網(wǎng)諧波源產(chǎn)生的電壓總諧波畸變率是：0.38KV為2.6％，6～10KV為2.2％，35～66KV為1.9％，110KV為1.5％。對220KV電網(wǎng)及其供電的電力用戶參照本標(biāo)準(zhǔn)110KV執(zhí)行。

公用電網(wǎng)間諧波

GB／T24337－2009《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波》中規(guī)定：間諧波電壓含有率是1000V及以下《100HZ為0.2％，100～800HZ為0.5％，1000V以上《100HZ為0.16％，100～800HZ為0.4％，800HZ以上處于研究中。單一用戶間諧波含有率是1000V及以下《100HZ為0.16％，100～800HZ為0.4％，1000V以上《100HZ為0.13％，100～800HZ為0.32％。

波動和閃變

GB／T12326－2008《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)，在系統(tǒng)運(yùn)行的較小方式下，以一周（168H）為測量周期，所有長時間閃變值PLT滿足：≤110KV，PLT＝1；》110KV，PLT＝0.8。以及單個用戶的相關(guān)規(guī)定。

指標(biāo)含義

電壓不平衡是指三相電壓的幅值或相位不對稱。不平衡的程度用不平衡度（電壓負(fù)序分量和正序分量的均方根值百分比）來表示，典型的三相不平衡是指不平衡度超過2％，短時超過4％。在電力系統(tǒng)中，各種不平衡工業(yè)負(fù)荷以及各種接地短路故障都會導(dǎo)致三相電壓的不平衡。

過電壓是指持續(xù)時間大于1分鐘，幅值大于標(biāo)稱值的電壓。典型的過電壓值為1.1～1.2倍標(biāo)稱值。過電壓主要是由于負(fù)載的切除和無功補(bǔ)償電容器組的投入等過程引起，另外，變壓器分接頭的不正確設(shè)置也是產(chǎn)生過電壓的原因。

欠電壓是指持續(xù)時間大于1分鐘，幅值小于標(biāo)稱值的電壓。典型的欠電壓值為0.8～0.9倍標(biāo)稱值。其產(chǎn)生的原因一般是由于負(fù)載的投入和無功補(bǔ)償電容器組的切除等過程。另外，變壓器分接頭的錯誤設(shè)置也是欠電壓產(chǎn)生的原因。

電壓驟降是指在工頻下，電壓的有效值短時間內(nèi)下降。典型的電壓驟降值為0.1～0.9倍標(biāo)稱值，持續(xù)時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟降產(chǎn)生的原因主要有電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障；大容量電機(jī)的啟動和負(fù)載突增也會導(dǎo)致電壓驟降。

電壓驟升是指在工頻下，電壓的有效值短時間內(nèi)上升。典型的電壓驟升值為1.1～1.8倍標(biāo)稱值，持續(xù)時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟升產(chǎn)生的原因主要有電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如系統(tǒng)發(fā)生單相接地等故障；大容量電機(jī)的停止和負(fù)載突降也是電壓驟升的重要原因。

供電中斷是指在一段時間內(nèi)，系統(tǒng)的一相或多相電壓低于0.1倍標(biāo)稱值。瞬時中斷定義為持續(xù)時間在0.5個周期到3秒之間的供電中斷，短時中斷的持續(xù)時間在3～60秒之間，而持久停電的持續(xù)時間大于60秒。

電壓瞬變又稱為瞬時脈沖或突波，是指兩個連續(xù)的穩(wěn)態(tài)之間的電壓值發(fā)生快速的變化，其持續(xù)時間很短。電壓瞬變按照電壓波形的不同分為兩類：一是電壓瞬時脈沖，是指疊加在穩(wěn)態(tài)電壓上的任一單方向變動的電壓非工頻分量；二是電壓瞬時振蕩，是指疊加在穩(wěn)態(tài)電壓的同時包括兩個方向變動的電壓非工頻分量。電壓瞬變可能是由閃電引起的，也可能是由于投切電容器組等操作產(chǎn)生的開關(guān)瞬變。

電壓切痕是一種持續(xù)時間小于10MS的周期性電壓擾動。它是由于電力電子裝置換相造成的，它使電壓波形在一個周期內(nèi)有超過兩個的過零點(diǎn)。由于其頻率非常高，用常規(guī)的諧波分析設(shè)備無法測出，因此以前一直末把此項(xiàng)作為電壓質(zhì)量的一個指標(biāo)。

改善措施

（1）改善用電功率因數(shù)，使無功就地平衡。

（2）合理選擇供電半徑。

（3）合理選擇供電系統(tǒng)線路的導(dǎo)線截面。

（4）合理配置變、配電設(shè)備，防止其過負(fù)荷運(yùn)行。

（5）適當(dāng)選用調(diào)壓措施，如串聯(lián)補(bǔ)償、變壓器加裝有載調(diào)壓裝置、安裝同期調(diào)相機(jī)或靜電電容器等。

供電電壓超過允許偏差的原因有哪些？

（1）供電距離超過合理的供電半徑。

（2）供電導(dǎo)線截面選擇不當(dāng)，電壓損失過大。

（3）線路過負(fù)荷運(yùn)行。

（4）用電功率因數(shù)過低，無功電流大，加大了電壓損失。

（5）沖擊性負(fù)荷、非對稱性負(fù)荷的影響。