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電能質(zhì)量
專(zhuān)家診治

把電能質(zhì)量問(wèn)題交給領(lǐng)步400-056-5258

【干貨分享】中國(guó)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（上）

返回列表來(lái)源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時(shí)間：2016-11-23分享加入收藏關(guān)注：-

專(zhuān)家講堂1

  電能質(zhì)量即電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量。理想的電能應(yīng)該是順利對(duì)稱(chēng)的正弦波。一些因素會(huì)使波形偏離對(duì)稱(chēng)正弦，由此便產(chǎn)生了電能質(zhì)量問(wèn)題。一方面我們研究存在哪些影響因素會(huì)導(dǎo)致電能質(zhì)量問(wèn)題，一方面我們研究這些因素會(huì)導(dǎo)致哪些方面的問(wèn)題，Z后，我們要研究如何消除這些因素，從而充分上使電能接近正弦波。
  一、電能的質(zhì)量指標(biāo)
  頻率：額定頻率：50Hz；頻率偏差：±0.2Hz（≥3000MW系統(tǒng)）±0.5Hz（＜3000MW系統(tǒng)）
  質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：正弦波電壓和電流見(jiàn)下表。

  二、電壓允許偏差
  用電設(shè)備的運(yùn)行指標(biāo)和額定壽命是對(duì)其額定電壓而言的。當(dāng)其端子上出現(xiàn)電壓偏差時(shí)，其運(yùn)行參數(shù)和壽命將受到影響，影響程度視偏差的大小、持續(xù)的時(shí)間和設(shè)備狀況而異，電壓偏差計(jì)算式如下：
  電壓偏差（％）=（實(shí)際電壓－額定電壓）／額定電壓×100％
  《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》（GB12325－90）規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，用戶(hù)受電端供電電壓的允許偏差為：
（1）35kV及以上供電以上正、負(fù)偏差的全面值之和小于10%，對(duì)電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶(hù)為額定電壓的＋5％～－5％；
（2）10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶(hù)為額定電壓的＋7％～－7％；
（3）低壓照明用戶(hù)為額定電壓的＋5％～－10％。
  為了保證用電設(shè)備的正常運(yùn)行，在綜合考慮了設(shè)備制造和電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)合理性后，對(duì)各類(lèi)用戶(hù)設(shè)備規(guī)定了如上的允許偏差值，此值為工業(yè)企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

  三、改善電壓偏差的主要措施
  1.就地進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，及時(shí)調(diào)整無(wú)功功率補(bǔ)償量，無(wú)功負(fù)荷的變化在電網(wǎng)各級(jí)系統(tǒng)中均產(chǎn)生電壓偏差，它是產(chǎn)生電壓偏差的源，因此，就地進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，及時(shí)調(diào)整無(wú)功功率補(bǔ)償量，從源上解決問(wèn)題，是有效的措施。
  2.調(diào)整同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，在銘牌規(guī)定植的范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，使其超前或滯后運(yùn)行，就能產(chǎn)生超前或滯后的無(wú)功功率，從而達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的功率因數(shù)和調(diào)整電壓偏差的目的。
  3.采用有載調(diào)壓變壓器。從總體上考慮無(wú)功負(fù)荷只宜補(bǔ)償?shù)焦β室驍?shù)為0.90～0.95，仍然有一部分。
  四、電壓波動(dòng)和閃變
  1.波動(dòng)負(fù)荷
  標(biāo)準(zhǔn)對(duì)波動(dòng)負(fù)荷的定義為：生產(chǎn)(或運(yùn)行)過(guò)程中從供電網(wǎng)中取用快速變動(dòng)功率的負(fù)荷。
  實(shí)際生活中，波動(dòng)負(fù)荷又習(xí)慣稱(chēng)為沖擊負(fù)荷或非線(xiàn)性沖擊負(fù)荷。它的用電特性一般具有下述典型特點(diǎn)：
  ①功率的波動(dòng)(沖擊)性：引起電壓波動(dòng)，產(chǎn)生閃變；
  ②非線(xiàn)性特征：產(chǎn)生諧波；
  ③功率因數(shù)偏低；
  ④三相非對(duì)稱(chēng)用電。部分負(fù)荷．例如交流電弧爐、單相沖擊性負(fù)荷等具有這種特征。
  標(biāo)準(zhǔn)中該定義是從功率角度、以電網(wǎng)側(cè)為參考定義的。波動(dòng)負(fù)荷的特征還可從負(fù)荷側(cè)用可變阻抗描述，標(biāo)準(zhǔn)采用“波動(dòng)負(fù)荷”的描述更能強(qiáng)調(diào)“連續(xù)性”這一概念。因?yàn)椴▌?dòng)閃變主要描述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的、連續(xù)性的沖擊負(fù)荷特征；對(duì)于偶然的沖擊行為，雖然對(duì)閃變?nèi)匀挥胸暙I(xiàn)，但其特征指標(biāo)主要不以閃變進(jìn)行描述，例如電壓暫升、暫降、短時(shí)中斷等。
  2.電壓波動(dòng)
  電壓波動(dòng)定義為：電壓方均根值一系列的變動(dòng)或連續(xù)的改變。電壓波動(dòng)是一系列的電壓變動(dòng)是電壓變動(dòng)的集合。電壓波動(dòng)一般以其引起的閃變水平進(jìn)行評(píng)估，閃變是在一個(gè)規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)電壓波動(dòng)的頻度、波形形狀、幅度等指標(biāo)引起危害的綜合評(píng)定。
當(dāng)電壓波動(dòng)引起的閃變水平在規(guī)定的范圍內(nèi)，同時(shí)電壓波動(dòng)的幅度也是矛盾的一個(gè)主要方面時(shí)，也可以對(duì)電壓波動(dòng)以電壓變動(dòng)的特征進(jìn)行分析評(píng)定，以維持系統(tǒng)電壓變化在一個(gè)可接受的范圍。
  因此,談到電壓波動(dòng)，首先考慮其引起的閃變(閃變限值的應(yīng)用)，其次當(dāng)需要時(shí)分析其電壓變動(dòng)特征(電壓變動(dòng)限值的應(yīng)用)。一般地，閃變以實(shí)測(cè)數(shù)值進(jìn)行分析，電壓變動(dòng)則在經(jīng)驗(yàn)分析其變動(dòng)頻度的情況下通過(guò)數(shù)值計(jì)算仿真進(jìn)行評(píng)定。
  3.閃變
  標(biāo)準(zhǔn)給出的定義是：閃變是燈光照度不穩(wěn)定造成的視感。
  波動(dòng)負(fù)荷的危害首先要評(píng)定其閃變發(fā)射水平，在閃變水平不超標(biāo)的情況下若有必要可對(duì)電壓變動(dòng)進(jìn)行評(píng)估?？梢?jiàn)閃變這一物理參數(shù)的主角地位。
  閃變是主體一——人(人類(lèi))對(duì)干擾(電壓波動(dòng))引起的白熾燈(或其他類(lèi)型燈具)的照度變化的感受，閃變值越大，這種感受越強(qiáng)烈．人的感覺(jué)越難受。一般來(lái)說(shuō)，影響閃變的因素。
  主要有下述幾個(gè)方面：
  (1)主體：人
  不同的人，年齡、性別不同，對(duì)同樣的燈光照度變化感受就不同。那么如何在考慮這些差異的情況下確定一個(gè)基準(zhǔn)來(lái)描述閃變呢?只有通過(guò)抽樣、觀察、統(tǒng)計(jì)的方法，由專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行定標(biāo)。這一過(guò)程是由國(guó)際電熱委員會(huì)UIE進(jìn)行的，抽樣過(guò)程中人的感受分為四類(lèi)，即對(duì)于特定的燈光照度變化，A類(lèi)(人數(shù))代表沒(méi)有覺(jué)察的人數(shù)；B類(lèi)(人數(shù))代表略有覺(jué)察的人數(shù)；c類(lèi)(人數(shù))代表有明顯覺(jué)察的人數(shù)；D類(lèi)(人數(shù))代表不能忍受的人數(shù)。
  由于人的因素，使得這一抽樣、觀測(cè)、分析變得更加復(fù)雜。例如同樣對(duì)于120v白燈，針對(duì)矩形電壓波動(dòng)特征，UIE與IEEE獲取P。=1的曲線(xiàn)還是存在差異的.
  (2)干擾：電壓波動(dòng)
  在進(jìn)行閃變?cè)囼?yàn)時(shí)，電壓波動(dòng)的特征即幅度、頻度、波形形狀等因素應(yīng)充分考慮，為了便于試驗(yàn)，UIE以規(guī)則的矩形、正弦波形特征電壓波動(dòng)為干擾源；一般來(lái)說(shuō)，周期性或近似周期性的電壓波動(dòng)對(duì)照度波動(dòng)的影響更大，人類(lèi)對(duì)5～15Hz范圍電壓波動(dòng)引起的照度變化比較敏感，8．8Hz是人類(lèi)記憶時(shí)間Z短、且Z敏感的波動(dòng)頻度。
  (3)參照體：白熾燈
  不同類(lèi)型的燈泡、同類(lèi)型不同額定電壓等級(jí)的燈泡、同類(lèi)型同電壓等級(jí)不同功率的燈泡對(duì)相同特征的電壓波動(dòng)的反映是不一樣的。
  目前，IEC以60w、230v額定電壓的白熾燈為基準(zhǔn)照度變化體進(jìn)行試驗(yàn)定標(biāo)；而IEEE以60w、120v額定電壓的白熾燈為基準(zhǔn)照度變化體進(jìn)行試驗(yàn)定標(biāo)，進(jìn)一步的研究試驗(yàn)正在進(jìn)行，以便在此方面取得一致的標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)選擇白熾燈是一個(gè)共同的認(rèn)識(shí)，為什么呢?一般來(lái)說(shuō)，El光燈、電視機(jī)等家用電氣對(duì)電壓波動(dòng)的敏感程度遠(yuǎn)低于白熾燈，I~I@L'若電壓波動(dòng)不至于引起白熾燈閃變，則肯定不會(huì)引起其他家用電器如日光燈、電視機(jī)的工作異常。試驗(yàn)證明：電壓等級(jí)越高、功率越大，燈泡的鎢絲越細(xì)，其照度變化對(duì)電壓波動(dòng)越敏感，反之亦然。這是由于鎢絲的熱慣性時(shí)問(wèn)決定的，120V、60w白熾燈的熱慣性時(shí)間為28ms，230V、60W白熾燈的熱慣性時(shí)間為19ms，因而230V、60W白熾燈對(duì)電壓變動(dòng)更敏感。

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