電能質量標準淺析

摘要：結合工程實際，對電能質量涵蓋的五個方面：公用電網高次諧波、電壓閃變與電壓波動、三相電壓及電流不平衡、電壓偏差、頻率偏差等的國家標準作了簡要介紹，並對其主要內容作了分析，以利對其抑制方法的研究和工程應用。

关键词：高次諧波 電壓波動 閃變抑制

　　隨著電力電子技術的廣泛應用與發展，供電系統中增加了大量的非線性負載，特別是靜止變流器，從低壓小容量家用電器到高壓大容量用的工業交直流變換裝置，由於靜止變流器是以開關方式工作的，會引起電網電流、電壓波形發生畸變，引起電網的諧波“污染”。另外，衝擊性、波動性負荷，如電弧爐、大型軋鋼機、電力機車等運行中不僅會產生大量的高次諧波，而且使得電壓波動、閃變、三相不平衡日趨嚴重，這些對電網的不利影響不僅會導致供用電設備本身的安全性降低，而且會嚴重削弱和干擾電網的經濟運行，造成對電網的“公害”，為此，國家技術監督局相繼頒佈了涉及電能質量五個方面的國家標準，即：供電電壓允許偏差，供電電壓允許波動和閃變，供電三相電壓不允許平衡度，公用電網諧波，以及供電頻率允許偏差等的指標限制。

1 電壓允許偏差

　　用電設備的運行指標和額定壽命是對其額定電壓而言的。當其端子上出現電壓偏差時，其運行參數和壽命將受到影響，影響程度視偏差的大小、持續的時間和設備狀況而異，電壓偏差計算式如下：
　　 電壓偏差（％）=（實際電壓－額定電壓）/額定電壓×100％……（1）
　　 《電能質量供電電壓允許偏差》（GB12325－90）規定電力系統在正常運行條件下，用戶受電端供電電壓的允許偏差為：
　　 （1）35kV及以上供電和對電壓質量有特殊要求的用戶為額定電壓的＋5％～－5％；
　　 （2）10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶為額定電壓的＋7％～－7％；
　　 （3）低壓照明用戶為額定電壓的＋5％～ －10％。
　　 為了保證用電設備的正常運行，在綜合考慮了設備製造和電網建設的經濟合理性後，對各類用戶設備規定了如上的允許偏差值，此值為工業企業供配電系統設計提供了依據。

　　 在工業企業中，改善電壓偏差的主要措施有三：

　　 （1）就地進行無功功率補償，及時調整無功功率補償量，無功負荷的變化在電網各級系統中均產生電壓偏差，它是產生電壓偏差的源，因此，就地進行無功功率補償，及時調整無功功率補償量，從源上解決問題，是最有效的措施。
　　 （2）調整同步電動機的勵磁電流，在銘牌規定植的範圍內適當調整同步電動機的勵磁電流，使其超前或滯後運行，就能產生超前或滯後的無功功率，從而達到改善網路負荷的功率因數和調整電壓偏差的目的。
　　 （3）採用有載調壓變壓器。從總體上考慮無功負荷只宜補償到功率因數為0.90～0.95，仍然有一部分變化無功負荷要電網供給而產生電壓偏差，這就需要分區採用一些有效的辦法來解決，採用有載調壓變壓器就是有效而經濟的辦法之一。

2 公用電網諧波

　　 諧波（Harmonic）即對週期性的變流量進行傅裏葉級數分解，得到頻率為大於1的整數倍基波頻率的分量，它是由電網中非線性負荷而產生的。
　　 《電能質量 公用電網諧波》（GB/T14529－ 93）中規定了各電壓等級的總諧波畸變率，各單次奇次電壓含有率和各單次偶次電壓含有率的限制值。
　　該標準還規定了電網公共連接點的諧波電流（2～25次）注入的允許值；而且同一公共連接點的每個用戶向電網注入的諧波電流允許值按此用戶在該點的協定容量與其公共連接點的供電設備容量之比進行分配，以體現供配電的公正性。

3 電壓波動和閃變

　　 電壓波動（Fluctuation）即電壓方均根值一系列的變動或連續的改變，閃變（Flick）即燈光照度不穩定造成的視感，是由波動負荷 ，如電弧爐、軋機、電弧焊機等引起的。

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