供用电管理供电质量

1、第二章第二章 供电质量供电质量 本单元主要介绍供电可靠性、供电频率质本单元主要介绍供电可靠性、供电频率质量、电压允许偏差、电压允许波动和闪变、以量、电压允许偏差、电压允许波动和闪变、以及电力谐波的概念、国家标准、超标的危害及及电力谐波的概念、国家标准、超标的危害及防治措施等。另外，强调供电质量和电能质量防治措施等。另外，强调供电质量和电能质量是完全不同的概念。是完全不同的概念。 教学要求教学要求1 1、供电质量是指电能质量和供电可靠性。、供电质量是指电能质量和供电可靠性。2 2、电能质量包括电压、频率和波形的质量。、电能质量包括电压、频率和波形的质量。 电能质量的主要指标包括电压偏差、电压电能

2、质量的主要指标包括电压偏差、电压波动和闪变、频率偏差、谐波和电压不对波动和闪变、频率偏差、谐波和电压不对称对。称对。 供电质量和电能质量供电质量和电能质量2.1 2.1 供电可靠性供电可靠性 本节要求：理解供电可靠性地概念本节要求：理解供电可靠性地概念, ,掌握供电可靠掌握供电可靠 性地计算方法及其国家标准。性地计算方法及其国家标准。一一. . 供电可靠性概念供电可靠性概念电网供电可靠性用电网供电可靠性用平均供电可用率平均供电可用率指标进行量化指标进行量化,即即: %10087601iiiNtnR供电可靠性是指供电企业每年对用户停电的时间和次数供电可靠性是指供电企业每年对用户停电的时间和次数.

3、二二. . 供电可靠性的计算方法供电可靠性的计算方法其中：其中：R R年平均供电可用率（年平均供电可用率（% %）; ; N N 统计用户总数统计用户总数; ; n ni i年每次停电影响用户年每次停电影响用户; ; t ti i 年每次停电持续时间年每次停电持续时间; ; 其中其中,影响影响ni和和ti的因素有的因素有:1. 线路太长线路太长,所带负荷数太多所带负荷数太多,使使ni增大增大;2. 及时抢修故障及恢复供电运行工作水平及时抢修故障及恢复供电运行工作水平,可减少可减少ti值；值；3. 统一检修安排和带电作业等统一检修安排和带电作业等,可减少可减少ni和和ti值；值；4. 供电设备故

4、障率及检修周期要求等。供电设备故障率及检修周期要求等。国家规定供电可靠性不低于国家规定供电可靠性不低于95%95%。供电质量指标供电质量指标衡量电力系统供电质量包括以下指标：衡量电力系统供电质量包括以下指标： 供电可靠性；供电可靠性； 频率；频率； 电压；电压； 谐波；谐波； 电能的特殊性在于其电能质量直接影电能的特殊性在于其电能质量直接影响电气设备正常运转和产品质量。响电气设备正常运转和产品质量。1.2 1.2 供电频率质量供电频率质量 本节要求：掌握供电频率偏差的国家标准及其影响因本节要求：掌握供电频率偏差的国家标准及其影响因 素；理解供电频率偏差超差的危害及其改素；理解供电频率偏差超差的

5、危害及其改善措施善措施. . 1 1、供电频率、供电频率( (又叫频率又叫频率): ): 电网中发电机发出的正弦交流电压每秒钟交电网中发电机发出的正弦交流电压每秒钟交变的次数。变的次数。一一. . 供电频率的国家标准供电频率的国家标准 电网装机容量电网装机容量300300万万kwkw及以上时：及以上时：0.2Hz0.2Hz 电网装机容量电网装机容量300300万万kwkw以下时：以下时：0.5Hz0.5Hz 用户冲击负荷引起系统频率变动：用户冲击负荷引起系统频率变动：0.2Hz0.2Hz 在电力系统非正常状况下在电力系统非正常状况下, ,供电频率允许偏差：供电频率允许偏差：0.1Hz 0.1H

6、z 2 2、 供电频率的允许偏差的几种情况供电频率的允许偏差的几种情况二二. . 影响供电频率偏差的因素影响供电频率偏差的因素 总之总之, ,有功电能的余、缺是直接影响供电频率偏差有功电能的余、缺是直接影响供电频率偏差的根本因素的根本因素. . 电网的装机容量与调峰能力电网的装机容量与调峰能力 电网实行计划用电情况和超用电幅度的大小电网实行计划用电情况和超用电幅度的大小 调整负荷措施的实施情况调整负荷措施的实施情况 冲击性负荷的影响冲击性负荷的影响三三. . 供电频率偏差超差的危害供电频率偏差超差的危害 1 1、低频运行的危害、低频运行的危害 损坏设备。损坏设备。 降低电厂出力。降低电厂出力。

7、 增加消耗。增加消耗。 影响产量。影响产量。 降低产品质量。降低产品质量。 易造成电网瓦解事故。易造成电网瓦解事故。 自动化保护设备容易动作。自动化保护设备容易动作。 影响通信、广播、电视的音像质量影响通信、广播、电视的音像质量. .2 2、高频运行的危害、高频运行的危害损坏设备损坏设备. .汽轮机的危急保安器。汽轮机的危急保安器。使电厂消耗不必要的燃料使电厂消耗不必要的燃料, ,造成燃料浪费和造成燃料浪费和 增加成本开支增加成本开支. .影响广播、通信、电视等音像质量影响广播、通信、电视等音像质量. .四四. . 改善供电频率偏差的措施改善供电频率偏差的措施解决电力供需不平衡问题。解决电力供

8、需不平衡问题。电力管理部门应当遵照国家产业政策，按照统电力管理部门应当遵照国家产业政策，按照统筹兼顾，保证重点，择优供应的原则，做好计筹兼顾，保证重点，择优供应的原则，做好计划用电工作。划用电工作。努力做好调整负荷工作，移峰添谷，减少峰谷努力做好调整负荷工作，移峰添谷，减少峰谷差。差。对一些冲击性负荷采取必要的技术措施等。对一些冲击性负荷采取必要的技术措施等。2.3 2.3 供电电压质量供电电压质量 教学要求：教学要求：掌握电压允许偏差、电压波动和闪变的含义及掌握电压允许偏差、电压波动和闪变的含义及其国家标准；了解供电电压超过允许偏差的原其国家标准；了解供电电压超过允许偏差的原因、危害及其改善

9、措施。因、危害及其改善措施。一一. . 电压允许偏差电压允许偏差 1 1、电压偏差、电压偏差%100*%100*NNZNUUUUUU实际电压偏移额定值得大小，一般用相对值表示。实际电压偏移额定值得大小，一般用相对值表示。 电能质量电能质量供电电压允许偏差供电电压允许偏差中规定为：中规定为：35kv35kv及以上的电压供电的，电压偏差绝对值之和及以上的电压供电的，电压偏差绝对值之和不超过额定电压值的不超过额定电压值的10%10%。10kv10kv及以下的为额定电压的及以下的为额定电压的7 7。低压低压220v220v单向供电的，为额定电压的单向供电的，为额定电压的+7%+7%，-10%-10%。

10、 2 2、 电压偏差的国家标准电压偏差的国家标准3 3、影响电压偏差的原因、影响电压偏差的原因 供电距离超过合理的供电半径；供电距离超过合理的供电半径； 供电导线截面选择不当，电压损失过大；供电导线截面选择不当，电压损失过大； 线路过负荷运行线路过负荷运行 用电功率因数过低，无功电流大，加大了电压用电功率因数过低，无功电流大，加大了电压损失；损失； 冲击性负荷，非对称性负荷的影响；冲击性负荷，非对称性负荷的影响；无功电能的余、缺失影响供电电压偏差的重要因素。无功电能的余、缺失影响供电电压偏差的重要因素。调压措施缺乏或者使用不当，如：变压器调压措施缺乏或者使用不当，如：变压器的分接头摆放位置不当

11、等；的分接头摆放位置不当等；用电单位装用的电容器补偿功率因数采用用电单位装用的电容器补偿功率因数采用了了“死补死补”；4 4、 供电电压超差的危害供电电压超差的危害 照明负荷；照明负荷； 整流器、电热、电弧炉等负荷；整流器、电热、电弧炉等负荷； 感应电动机及其他电动机负荷；感应电动机及其他电动机负荷； 发、供、用电设备的影响；发、供、用电设备的影响； 电压保护装置影响；电压保护装置影响； 通信、广播、电视等的音像质量；通信、广播、电视等的音像质量； 家用电器；家用电器； 电网、系统运行的影响。电网、系统运行的影响。 5 5、改善电压质量的措施、改善电压质量的措施改善功率因数，使无功就地平衡；改

12、善功率因数，使无功就地平衡；合理选择供电半径，尽量减少线路迂回、线路合理选择供电半径，尽量减少线路迂回、线路过长、交叉供电、功率倒送等不合理供电状况；过长、交叉供电、功率倒送等不合理供电状况；合理选择供电线路的导线截面；合理选择供电线路的导线截面；合理配置变、配电设备，防止其过负荷运行；合理配置变、配电设备，防止其过负荷运行；适当选用调压措施；适当选用调压措施；根据电力系统潮流分布及时调整运行方式。根据电力系统潮流分布及时调整运行方式。6 6、电压管理、电压管理 （1 1）电网的电压监测点的选择问题）电网的电压监测点的选择问题（2 2） A、 B、 C、 D 四类用户电压合格率的四类用户电压合

13、格率的计算以及供电综合电压合格率的计算计算以及供电综合电压合格率的计算 %1001)(月监测时间总和总和月电压超上、下限时间、或DCBAVVVV35 . 05 . 0DCBAVVVVV二、二、 电压波动和闪变电压波动和闪变1 1、电压波动、电压波动 定义：在某一时段内，电压急剧变化而偏离额定值定义：在某一时段内，电压急剧变化而偏离额定值的现象。的现象。表示：表示： %100minmaxNUUUU10kv10kv及以下为及以下为2.52.53535110kv110kv之间为之间为2 2220kv220kv及以上为及以上为1.61.6规定波动范围规定波动范围电能质量电能质量 电压允许波动和闪变电压

14、允许波动和闪变2 2、电压闪变、电压闪变 定义：周期性电压急剧变化引起电光源的光通定义：周期性电压急剧变化引起电光源的光通量急剧波动，造成人眼视觉不适的现象。量急剧波动，造成人眼视觉不适的现象。表示：用电压表示：用电压“等效闪变值等效闪变值”表示表示 。规定：规定： 对于照明要求较高的白炽灯负荷允许值为对于照明要求较高的白炽灯负荷允许值为0.40.4一般照明要求负荷允许值一般照明要求负荷允许值0.90.93 3、产生电压波动和闪变的原因、产生电压波动和闪变的原因 电压波动主要是大型用电设备负荷快速变化引电压波动主要是大型用电设备负荷快速变化引起的冲击性负荷造成的。起的冲击性负荷造成的。电压闪变

15、原因。电压闪变原因。大型电动机的直接起停及其加载；大型电动机的直接起停及其加载；起重机提升启动；起重机提升启动；电气机车启动或者爬坡；电气机车启动或者爬坡；电弧炉融化期发生工作短路。电弧炉融化期发生工作短路。 4 4、抑制电压波动和闪变的措施、抑制电压波动和闪变的措施增加系统供电容量，提高供电电压等级；增加系统供电容量，提高供电电压等级；采用专用变压器和专线供电；采用专用变压器和专线供电；改进生产工艺、提高操作水平；改进生产工艺、提高操作水平；采用快速响应的静止无功补偿装置。采用快速响应的静止无功补偿装置。2.4 2.4 电力谐波电力谐波 一、谐波的产生一、谐波的产生 教学要求：了解电力谐波的

16、含义、产生的原因、危害及其教学要求：了解电力谐波的含义、产生的原因、危害及其抑制方法。抑制方法。 第一类是发电机、变压器电力设备。第一类是发电机、变压器电力设备。第二类是用户的各种非线性用电设备接入第二类是用户的各种非线性用电设备接入电网，向电网中注入谐波电流。电网，向电网中注入谐波电流。 谐波产生原因谐波产生原因二、概念二、概念 谐波；谐波； 基波电流和谐波电流基波电流和谐波电流 ； 谐波源；谐波源； 谐波次数；谐波次数； 旁波旁波 ；谐波：一个周期电气量的正弦波分量，其频率为谐波：一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。由于谐波的频率是基波的整基波频率的整数倍。由于谐波的频率

17、是基波的整数倍，也常常称为高此谐波。数倍，也常常称为高此谐波。把工频把工频50Hz50Hz电流叫做基波电流，把基波的整数倍电流叫做基波电流，把基波的整数倍的交流电流称为谐波电流。的交流电流称为谐波电流。向电力系统公用电网注入谐波电流或产生谐波电向电力系统公用电网注入谐波电流或产生谐波电压的电气设备称为谐波源。压的电气设备称为谐波源。谐波次数是谐波频率与基波频率之比的整数倍。谐波次数是谐波频率与基波频率之比的整数倍。另外有一些非线性用电设备，出了基波整数倍频另外有一些非线性用电设备，出了基波整数倍频率的谐波外，在整数倍谐波的两侧还有其他频率率的谐波外，在整数倍谐波的两侧还有其他频率的波形，称为旁

18、波。的波形，称为旁波。旋转电机（发电机和电动机）的影响；旋转电机（发电机和电动机）的影响；对电力电容器的影响；对电力电容器的影响；使得继电保护装置不能正确动作；使得继电保护装置不能正确动作；产生、传输和利用电能的效率降低，电网和用产生、传输和利用电能的效率降低，电网和用电设备的损耗增加；电设备的损耗增加；对相邻通讯线路产生干扰影响；对相邻通讯线路产生干扰影响；影响电子计算机和其他精密电子控制设备的正影响电子计算机和其他精密电子控制设备的正常运行常运行 。三、谐波的危害三、谐波的危害 四、谐波限制四、谐波限制 电能质量电能质量 公用电网谐波公用电网谐波 电网标称电压电网标称电压kv电压总谐波畸变

19、率电压总谐波畸变率%各次谐波电压含有率各次谐波电压含有率%奇次奇次偶次偶次0.385.04.02.06/104.03.21.635/663.02.41.21102.01.60.8五、谐波的管理对策五、谐波的管理对策 贯彻贯彻谁干扰、谁污染、谁治理谁干扰、谁污染、谁治理的原则，的原则，并按照要求治理合格。并按照要求治理合格。 具有非线性负荷的工程，必须采取有效的具有非线性负荷的工程，必须采取有效的防治措施，与工程同时设计，同时施工，防治措施，与工程同时设计，同时施工，同时接入使用。同时接入使用。 现有的谐波源用户必须定期或者不定期的现有的谐波源用户必须定期或者不定期的进行测量，发现超标应责令治理

20、，否则，进行测量，发现超标应责令治理，否则，按照国家有关规定办理。按照国家有关规定办理。 第第h次谐波电压含有率：次谐波电压含有率： %100ihhUUHRU第第h次谐波电流含有率：次谐波电流含有率： %100ihhIIHRI谐波电压含量：谐波电压含量： 22hhHUU谐波电流含量：谐波电流含量： 22hhHII电压总谐波畸变率：电压总谐波畸变率： %100iHuUUTHD电流总谐波畸变率：电流总谐波畸变率： %100iHiIITHD供电质量指标供电质量指标衡量电力系统供电质量包括以下指标：衡量电力系统供电质量包括以下指标： 供电可靠性；供电可靠性； 频率；频率； 电压；电压； 谐波；谐波； 电能的特殊性在于其电能质量直接影电能的特殊性在于其电能质量直接影响电气设备正常运转和产品质量。响电气设备正常运转和产品质量。二二. . 影响供电频率偏差的因素影响供电频率偏差的因素 总之总之, ,有功电能的余、缺是直接影响供电频率偏差有功电能的余、缺是直接影响供电频率偏差的根本因素的根本因素. . 电网的装机容量与调峰能力电网的装机容量与调峰能力 电网实行计划用电情况和超用电幅度的大小电网实行计划用电情况和超用电幅度的大小