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1、电能质量基础知识培训,荣信股份内部资料,电能质量基础知识,电能质量概述： 在理想电力系统中，电能是以恒定频率（50Hz或60Hz）、幅值的三相平衡正弦电压向用户供电。但在实际电力系统中，由于负荷是变化的，所以三相电压的幅值、频率及相位不能保持恒定不变，而且由于负荷的非线性，电压波形不再是单一正弦波，还包含有高次谐波。这些问题在过去还未对电力系统产生十分严重的影响，没有引起电力和用电部门的重视。但是近年来，随着石化、冶金、电气化铁路等行业的发展，电力系统中的非线性负荷（硅整流设备，电力机车，电解设备，变频器）及冲击性负荷（电弧炉，轧钢机）使电力网的非线性（谐波）、非对称性（负序）和波动性日趋严重
2、。电能质量的下降严重地影响了用电设备的安全经济运行，特别是对于敏感负荷，如计算机、芯片制造厂、半导体生产厂、石化等，电压下降几十毫秒，就会导致生产设备不能正常工作，导致出现大量废品和原材料浪费。 对于普通用户，电能质量同样会引起许多问题，例如：电脑死机，屏幕频闪，灯光频闪，中线过载，功率因数补偿设备所产生的问题，谐波集肤效应所引起的导线过热，在负载适中情况下的变压器过热现象等。,电能质量基础知识,电能质量定义（Power Quality）： 表现为电压、电流或频率的偏差，造成用户设备故障或错误动作的任何电力问题都是电能质量问题。 IEEE（美国电气和电子工程师协会）：给敏感设备以适合该设备的电
3、力供应及接地方式。 IEC（国际电工委员会）：供电系统在正常工作情况下不中断和干扰用户使用电力的物理特性。,电能质量基础知识,标准的三相电压与电流：,电能质量基础知识,标准的三相电压波形,电能质量基础知识,常见的电能质量问题： 电磁瞬态 电压变动 电压、电流三相不平衡 电压、电流波形畸变 电压波动与闪变 频率变动,电能质量基础知识,电压变动短时变动与长期变动,电能质量基础知识,短时电压变动,电能质量基础知识,电能质量基础知识,电能质量基础知识,长期电压变动 过电压：1.1pu1min 欠电压：0.8pu1min 持续中断：U=0.0pu，t1min 原因： 大负荷投切，无功补偿变化，电压调节能
4、力不足，变压器分接头误操作。,电能质量基础知识,供电电压跌落的统计频度,电能质量基础知识,电压、电流三相不平衡,电能质量基础知识,电压、电流波形畸变 直流偏移地磁干扰，半波整流。导致变压器饱和等影响。 谐波基频整数倍的正弦电压电流，非线性负载。 间谐波离散的频率或宽带的频谱。静止变频器，循环换流器，感应电动机，电弧发生装置，电力线载波信号。 陷落电力电子设备正常操作时，由一相换流至另一相时，两相间瞬时短路产生的周期性的电压干扰。产生连续直流输出的三相整流器。 噪声无意义的电磁信号。电力电子设备，控制电路，电弧发生装置，电力开关，不正确的接地。,电能质量基础知识,变频电机吸收电流的波形含大量5、
5、7次等谐波！,电能质量基础知识,电能质量基础知识,电压波动 指电压在电压包络线内有规律变动或随机的变化。大小一般在0.951.05pu。 电流（无功）变化大的负荷，会导致电压的波动。 负荷电流幅值的连续快速变化导致电压的迅速变化，称之为闪变。 输配电系统中，电弧炉是产生电压波动最主要的原因。 波动和闪变主要对照明设备产生影响。人的视觉对8.8Hz左右的波动特别敏感。,电能质量基础知识,电压波动的波形,电能质量基础知识,频率变动 频率变动直接受系统发电机旋转速度的影响，反映了负荷和发电机功率的平衡。 大的输电系统故障，切除大片负荷区，大型发电机退出系统都可能造成频率变动超出允许范围。 因为很小的
6、频率变化会对发电机和汽轮机产生严重的影响。供电企业对系统频率采取了严格的控制。 用户侧的频率变化较为普遍，且大都在允许范围内。,电能质量基础知识,电能质量的标准 国外电能质量标准 国内电能质量标准,电能质量基础知识,国外电能质量标准介绍 IEC 61000-4-11: voltage dip immunity standards IEC 61000-4-34: voltage dip immunity standards IEEE 1159: Monitoring Electric Power Quality standards ITIC (CBEMA): Computer & Busines
7、s Equipment Manufacturers Association SEMI F47: Specification For Semiconductor Process Equipment Voltage Sag Immunity,电能质量基础知识,IEEE 1159：,电能质量基础知识,IEEE 1159：,电能质量基础知识,国内电能质量标准介绍 GB 12325-1990 电能质量 供电电压允许偏差 GB 12326-2000 电能质量 电压波动和闪变 GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度 GB/T 1
8、5945-1995 电能质量 电力系统频率允许偏差 GB/T 18481-2001 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压 GB 17626.7-1998 供电系统及所连设备谐波、间谐波的测量和测量仪器导则 GB 17625.7-1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值,电能质量基础知识,电能质量国家标准摘要（1）,电能质量基础知识,电能质量国家标准摘要（2）,电能质量问题的危害,美国工业每年因供电可靠性问题造成损失为250500亿美元(美加8月14日大停电）。 台湾半导体工业区一次停电导致全世界半导体芯片价格暴涨。 电压几百毫秒的跌落（低于90额定值），导致许多电动机跳闸，工厂停工。气体放电
9、灯熄灭，15分钟后才能重新点亮，对大型比赛造成巨大损失如奥运比赛。 谐波干扰精密电子设备工作，引起电动机等设备的异常发热，影响设备寿命甚至造成永久性损坏。 供电电压的闪变和三相不对称，导致许多电气设备工作异常，如灯闪烁、电动机烧毁。,电能质量问题的危害,一次电源波动可能造成的巨大经济损失,电能质量问题的危害,IBM的研究结果,电能质量问题的危害,电压跌落对一些设备的危害,电能质量问题的危害,电压跌落对大型敏感工业用户造成的危害 （表中以电压额定值100为标准）,电能质量问题的危害,我国电网电能质量问题更大 故障率与供电可靠性差 1995年平均供电可靠率仅为99.075%； 2002年已达99.
10、93%,一年仍有2小时故障； 2003年我国出现19个省份缺电； 2004年全国大部分省份缺电。 电压波动大 我国部分城市电网电压合格率仅为82%86%，农村电网电压合格率更差！ 供电网谐波污染严重 开关电源、家用电器、信息设备、冶金、化工企业大型冲击电源、电气化牵引设备等都是主要的谐波源，造成电压波形畸变、电压波动、闪变和三相不平衡。,电能质量问题的危害,我国已经成为电力大国，但是从安全、可靠、效率及质量方面考察，我国还不是电力强国！ 我国电力系统的目标 为用户提供安全、可靠、高效、优质！ 电能质量的提高需要供电部门与用户共同努力。,解决电能质量的措施,电能质量控制是一项系统工程 电能质量的管理机构及法规(各部门协作） 电能质量监测、纪录、评估机构及装置（系列） 改善电能质量的咨询，设计机构 改善电能质量装备系列,谢谢！,
