电网电能质量分析与控制汇编

2023/2/51电网电能质量分析与控制1电能质量概论2电能质量的数学分析方法3传统电能质量分析与改进措施4电压波动与闪变5波形畸变与电力谐波6电压暂降与短时间中断7电能质量控制技术2023/2/521电能质量概论1.1概述电能质量问题的由来随电力工业诞生而存在的一个传统问题。电压、频率。上世纪八十年代后期：+波形。现代用电负荷结构发生了质的变化。电力电子技术广泛应用，家用电器普及，炼钢电弧炉的发展等，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性引起电能质量的恶化。计算机的普及、IT产业的发展、微电子控制技术应用导致对电能质量要求越来越高。2023/2/531.1概述如：1～2周波供电电压暂降，就可能破坏半导体生产线，导致上百万美元损失。据统计美国因电能质量问题造成的损失每年高达260亿美元。

2005年由国际铜业协会（中国）主持的一次“中国电能质量行业现状与用户行为调研报告”中，调查了32个行业，共92个企业中有49个企业，因电能质量问题，在经济上损失2.5～3.5亿元（人民币），每个企业年经济损失约10万～100万（人民币）（其中有四家年损失1000万元以上）。因此，电能质量问题日渐成为电力部门和许多用户所关心的一个重要问题，已成为当前电气工程领域的前沿课题。

2023/2/541.1概述导致电能质量下降的原因和责任---供用电双方往往存在很大的分歧：下图美国乔治动力公司调查结果2023/2/551.2电能质量定义和分类一、电能质量定义电能质量可以定义为（PowerQuality)：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变、电压暂降与短时间中断以及供电连续性等。电压质量：电压、频率偏差、不平衡、波动等电流质量：电流谐波、间谐波等供电质量：电压质量、供电可靠性等用电质量：电流质量后两项包括技术含义和非技术含义2023/2/561.2电能质量定义和分类二、电能质量分类IEC给出的基本电磁干扰现象分类：表1.12023/2/57IEEE制定电力系统电磁现象特性参数及分类2023/2/581.3电能质量现象描述一、瞬变现象

1、冲击瞬变：电流或电压出现的非工频、单极性的突然变化。其特性通常用幅值、上升和衰减时间表示。2023/2/591.3电能质量现象描述2、振荡瞬变：电流或电压出现的非工频、但有正负极性的突然变化。其特性通常用振荡频率、持续时间和幅值大小来表示。其频谱又分为低频、中频和高频。2023/2/5101.3电能质量现象描述二、短时间电压变动指瞬时、暂时和短时的电压中断、暂降、暂升现象。划分方法和特征指标见书表1-2所示。产生原因：电力系统故障和大容量负荷突然投切等。

1、电压中断2023/2/5111.3电能质量现象描述2、电压暂降工频电压的均方根值下降到0.1~0.9pu范围内、持续时间为0.5个工频周期~1分钟的电压短期下降。2023/2/5121.3电能质量现象描述3、电压暂升定义为工频下电压均方根值的突然上升，持续半个周波到1min.典型的幅值范围为1.1~1.8pu。三、长时间电压变动指持续时间超过1min的间断、过电压和欠电压。产生原因：电力系统负荷变化、开关操作等。1）过电压指电压有效值升高超过1.1—1.2pu，时间大于1min现象。原因：大负荷切除时系统不能及时调整。

2）欠电压指有效值降到0.9pu以下，时间大于1min现象。原因：大负荷投入、电容器切除、过负荷等。

3）持续间断供电电压为零，持续时间超过1min的现象。原因：系统故障引起。2023/2/5131.3电能质量现象描述四、三相电压不平衡

指三相电压平均值的最大偏差。用偏差与平均值的百分比，或用负序、零序与正序的百分比来表示。

原因：三相负荷不平衡、断相、单相负荷过大等。五、波形畸变

电压或电流波形偏离正弦波的现象。包括：

1）直流偏置：交流系统出现直流电压、电流的现象。

2）谐波：系统出现工频整数倍电压、电流的现象。

3）间谐波：系统出现非整数倍工频电压、电流现象。

4）陷波：电力电子装置换相出现的电压扰动现象。

5）噪声：指频谱低于200KHz的有害干扰信号（混叠在电力系统相线、中性线或信号线）。2023/2/5141.3电能质量现象描述六、电压波动

指电压变化的包洛线或随机电压变动。闪变：电流大小快速变化引起的电压波动。闪变术语来自电压波动对照明的视觉影响。电压波动是电磁现象，闪变是电压波动对某些用电负荷造成的有害影响。标准将两个术语合在一起讨论。2023/2/5151.3电能质量现象描述七、工频变化

指电力系统频率偏离规定正常值的现象。原因：电力系统大面积故障甩负荷、大电机解列等。大系统承受负荷变化能力强，频率波动小。工频变化现象主要出现在小系统中。2023/2/5161.3电能质量现象描述常见电能质量干扰现象图形解释2023/2/5171.4电能质量标准简介一、电能质量标准的作用和内容电能质量标准是保证电网安全经济运行、保护电气环境、保障用户正常用电的基本技术规范，是实施电能质量监督管理，推广电能质量控制技术，维护供用电双方合法权益的法律依据。电能质量标准主要内容如下：

1）规定标称环境：即规定环境条件和变化范围。2）定义技术名词：使其有通用的规范“语言”。

3）量化技术指标：量化是核心内容。

4）推荐统一的测量与评估方法：标准是科研成果的体现，新标准需长期、深入研究。2023/2/5181.4电能质量标准简介二、电能质量国家标准简介1.供电电压允许偏差（GB12325—1990）2.电压波动和闪变（GB12326—2000）3.公用电网谐波（GB/T14549—1993）4