不懂電能(néng)質量治理，所以你的用電設備壽命短。_全方位供用電設施服務

随着近些年冶金、化學(xué)工業及電氣化鐵路的發(fā)展，大型電弧爐、電力機車、整流設備、變頻裝置等非線性用電設備越來越多。這(zhè)些非線性負荷及沖擊性負荷，對(duì)電力系統的／污染０日趨嚴重，造成(chéng)系統電壓、電流波形的嚴重畸變，三　相電壓、電流的不平衡度加大，電能(néng)質量下降，給發(fā)、供電設備及用戶用電設備帶來嚴　重危害，并使國(guó)民經(jīng)濟遭受損害，因此對(duì)電能(néng)質量進(jìn)行治理十分重要。我國(guó)已先後(hòu)頒布了６個有關電能(néng)質量的國(guó)家标準，即電力系統頻率允許偏差、供電電壓允許偏差、公用電網諧波、三相電壓允許不平衡度、電壓波動和閃變、暫時過(guò)電壓和

瞬态過(guò)電壓。但在實際治理過(guò)程中面(miàn)臨的１個很重要的問題是如何根據電能(néng)質量标準依法管理電能(néng)質量。

圖　１：電能(néng)質量現象部分波形圖

二、電能(néng)質量問題的危害

電網電壓的波動、跌落、驟升、不平衡、諧波等除了影響電能(néng)質量敏感負荷　正常工作外，還(hái)會有一下幾項危害：

１、使電網中的元件産生附加損耗，降低發(fā)電、輸電以及用電設備的效率和使用壽命；

２、導緻繼電保護和自動裝置的誤動作，并可能(néng)使電器測量儀表劑量不準；

３、産生機械振動、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部過(guò)熱；

４、諧波使電容器、電纜等設備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短，甚至損壞；

５、諧波還(hái)會導緻公用電網中局部的并聯諧振和串聯諧振，從而使諧波放大，大大增加了諧波的危害性，有時會引起(qǐ)嚴重的事(shì)故；高次諧波還(hái)會對(duì)臨近的通信系統産生幹擾，輕者産生噪聲、降低通信質量；

６、　在電壓嚴重不平衡時，會使對(duì)于電壓過(guò)零點有嚴格要求的某些直流電機發(fā)生故障。

三、影響電能(néng)質量的因素　

１．電壓偏差的産生

（１）系統電源阻抗和峰、谷負荷的存在是産生電壓偏差的主要原因。同時系統無功電源沒(méi)有達到分層控制和動态就地平衡的原則就地平衡，導緻系統無功容量嚴重不足，或電容器、調相機不能(néng)按照功率因數自動投切也增加了附加電壓偏差。

（２）電網中有載調壓設備不足或有載調壓設備配置不合理，　導緻爲用戶供電的某一系列電壓變換系列中沒(méi)有電壓調整手段，在系統電能(néng)質量低劣時電壓質量低劣。

（３）配電網結構不合理，　供電負荷與電網的阻抗參數不匹配：如電源結構不合理，沒(méi)有靠近負荷中心，導線截面(miàn)偏小，線路中負荷電流密度過(guò)大，供電半徑偏大超出了允許範圍等。

（４）用戶功率因數太低或用戶變電設備負荷率太低。

２．電網諧波污染的産生

産生諧波的主要原因是各類非線形負荷的大量增加使電壓波形發(fā)生畸變，産生諧波電壓和諧波電流。諧波污染是電網受到污染的重要原因，産生諧波的主要用電設備是大功率的可控矽整流裝置如電氣化鐵路、電力牽引機車、電化學(xué)的電解裝置和直流輸電的換流裝置等；主要有産生沖擊負荷的裝置如煉鋼用電弧爐和鋼鐵軋機；節能(néng)型電器如節能(néng)燈和變頻器；各種(zhǒng)醫療裝置和不間斷電源和電子整流裝置；自飽和電抗器和可控飽和電抗器；電力變壓器的勵磁回路等。

３．電壓波動和電壓閃變的産生

導緻電壓波動和閃變的原因很多，主要有　：

（１）大的沖擊負荷如系統短路、電氣化鐵路中重載列車通過(guò)、交流電焊機、煉鋼爐和軋鋼機等設備的頻繁使用；

（２）系統短路故障如三相短路故障、兩(liǎng)相短路故障或單相接地故障引起(qǐ)的電網電

壓波動與閃變　；

（３）大容量電氣設備如電力電容器、電抗器、電力變壓器和電動機的投切等；

（４）備用電源、自動重合閘等裝置的自動投切；

（５）雷擊導緻避雷器放電引起(qǐ)的電網電壓波動與閃變。

四，影響電能(néng)質量因素的主要治理方案

１．治理電壓偏差的主要手段

治理電壓偏差需要從多個方面(miàn)入手，綜合治理。

（１）做好(hǎo)負荷規劃和電網的合理布局，實現電網結構優化。在電網規劃過(guò)程中應按照用戶電能(néng)質量要求合理地規劃電網結構。規劃人員要對(duì)規劃小區内用戶的負荷變化情況做好(hǎo)詳細預測，避免用戶負荷大幅度變化時電網無法做出及時的反應。將(jiāng)中壓配電網絡深入到負荷中心，擴大中壓供電網絡的覆蓋面(miàn)。合理縮小配電變壓器的容量，增加配變台數，縮短供電半徑。調整線路，均衡線路負荷。合理調整設備負荷，防止用電設備長(cháng)期過(guò)負荷運行。

（２）合理配置有載調壓裝置。在制定用戶業擴方案時應使用戶電源點至少經(jīng)過(guò)系

統中一級有載調壓裝置和調壓變壓器。如果用戶負荷變化大，電壓結構複雜，制定用戶供電方案至少應當使用戶的供電電源經(jīng)過(guò)系統中兩(liǎng)級有載調壓裝置，同時适當的加大供電線路的線徑。

（３）加強無功負荷管理，做到無功負荷分層分區就地平衡。加大執行功率因數調整電費電價的範圍，鼓勵用戶合理投切無供補償裝置；　在各個電壓等級上合理配備無功補償裝置，減少無功在電網中的流動。對(duì)功率因素偏低的用戶大功率設備要使無功補償裝置與設備同步投切，合理安排電網運行方式，做好(hǎo)無功功率分層分區平衡。

（４）加強需求側管理，降低負荷峰谷差，提高系統的負荷率。應按照國(guó)家政策實行分時電價，适當加大峰谷電價差，從而達到消峰填谷的目的。電力企業應指導用戶合理調整廠休日和上下班時間，有計劃地避開(kāi)高峰負荷，并通過(guò)制定相關政策要求用戶定期淘汰高能(néng)耗的用電設備，減少無功損耗。

２．電網諧波有效治理方案和措施

（１）采取措施限制用電客戶諧波電流注入電網。對(duì)具有諧波源負荷的用戶應在業務擴充階段審查其治理措施方案，在建設階段嚴格監督其治理措施的實施情況；

有諧波源的設備投入前後(hòu)應對(duì)其相關聯的送電變電站和受電變電站母線諧波背景值和增量值進(jìn)行監測，應使其符合設計要求。

（２）要求具有諧波源的客戶在其設備出口處安裝諧波吸收裝置。

（３）在變電站安裝ＡＰＦ抑制非線形負荷産生的電流諧波，對(duì)電網諧波１３次以上的應安裝ＡＦＴ和Ｌ－Ｃ聯合消諧裝置。

（４）對(duì)配電變壓器的接線組别進(jìn)行改進(jìn)。由于家用電器特别是電子産品進(jìn)入家庭引起(qǐ)三次和三倍頻率的諧波對(duì)１０千伏線路的幹擾已經(jīng)超過(guò)标準，對(duì)已經(jīng)對(duì)電網造成(chéng)危害的應將(jiāng)１０／０．４千伏高壓配電變壓器的高壓側星型接線改爲三角型接線。

３．減少電壓波動和閃變的技術措施

（１）電源側解決的技術措施在用戶業務擴充和增容時，應當合理選擇大容量設備的供電電壓等級和相關的啓動方案，如軋鋼機、電弧爐等具有大的沖擊負荷或波動負荷的設備經(jīng)過(guò)計算選擇高一級或高兩(liǎng)級的電壓供電。同時選擇在線路中配備大容量電抗器抑制沖擊負荷和波動負荷。合理增加供電設備容量，增大導線的截面(miàn)，縮短供電半徑，構成(chéng)合理的負荷矩，減少供電阻抗引起(qǐ)的電壓損失。對(duì)敏感負荷應采取來自兩(liǎng)個不同電源的供電方式。如用戶有特殊要求且用戶願意支付費用的，應安裝改善電能(néng)質量的裝置。

（２）在用戶側解決的措施對(duì)有特殊要求的用戶應要求其在敏感負荷點安裝不間斷供電電源（ＵＰＳ），安裝可控矽控制補償器（ＴＳＣ）來平滑電壓波形和維持電壓水

平在一個可控制的範圍之内。利用動态電壓恢複裝置（ＤＶＲ）随時檢測電源狀況，根據設定的電壓曲線進(jìn)行動态調整，使電壓維持在一個滿足正常工作的合格水平。對(duì)超敏感負荷利用固态電子轉換開(kāi)關（ＳＳＴＳ）進(jìn)行電源間的快速切換。當一路電源發(fā)生波動時，可以在最短時間内將(jiāng)負荷切換到其他幾路正常的電源上，保證設備繼續正常工作。也可采用兩(liǎng)路或三路大功率整流設備利用來自大功率整流設備整流後(hòu)并聯工作，將(jiāng)敏感電力負荷經(jīng)逆變電源供電。

五、電能(néng)質量的國(guó)家标準

目前我國(guó)組織制定電能(néng)質量标準的單位是：全國(guó)電壓電流等級和頻率标準化技術委員會（ＴＣ１）和全國(guó)電磁兼容标準化技術委員會（ＴＣ２４６。）

ＴＣ１制定的标準及其主要指标：

（１）ＧＢ１２３２５－１９９０供電電壓允許偏差：３５ＫＶ及以上正、負偏差的絕對(duì)值之和小于１０％；１０ＫＶ及以下小于±７％；２２０Ｖ小于＋７％、－１０％

（２）ＧＢ／Ｔ１５９４５－１９９５電力系統頻率允許偏差：允許偏差±０．２？ＨＺ系；統較小±０．５？ＨＺ

（３）ＧＢ／Ｔ１５５４３－１９９５三相電壓允許不平衡度：三相電壓允許不平衡度爲２％、短時不超過(guò)４％；用戶引起(qǐ)不平衡度爲１．３％

（４）ＧＢ１２３２６－１９９０電壓允許波動和閃變：電壓允許波動：小于１０ＫＶ２．５％；３５～１１０ＫＶ　２％；大于　２２０ＫＶ　１．６％

閃變：要求較高０．４％【ＦＳ：ＰＡＧＥ】；一般　０．６％

（５）ＧＢ／Ｔ１４５４９－１９９３公用電網諧波：電網諧波電壓限值；電網電壓／ＫＶ０．３８６、１０３５、

６６１１０；畸變率／％　５．０４．０３．０２．０（該标準就用戶向(xiàng)電網注入諧波電流限值也作了規定。）

（６）ＧＢ／Ｔ１８４８１－２００１暫時過(guò)電壓和瞬态過(guò)電壓：标準規定了交流電力系統中作用于電氣設備的暫時過(guò)電壓和瞬态過(guò)電壓要求、電氣設備的絕緣水平，以及過(guò)電壓保護方法。其中暫時過(guò)電壓包括工頻過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓；瞬态過(guò)電壓包括操作過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓。

總結

電能(néng)質量的治理問題一直是國(guó)内外電力行業十分關注的問題。因此，研究電能(néng)質量的治理技術很有價值。相信随着電力電子技術的不斷提高和發(fā)展，將(jiāng)　有更多的、功能(néng)更強大的電能(néng)質量治理裝置被研制出，使電力系統的電能(néng)質量得到保證。