电能质量现用国标介绍

1电能质量现用国标介绍ver20150302v0.22主要内容一、电能质量背景知识二、现行电能质量国家标准三、电能质量在线监测系统及其应用31.1什么是电能质量？导致用户电力设备不能正常工作的电压、电流或频率偏差，造成用电设备故障或者误动作的任何电力问题IEC（1000-2-2/4）标准：供电装置正常工作情况下不中断和干扰用户使用电力的物理特性由于电压、电流或频率偏差引起的，用户设备工作异常或损坏的任何电力问题，都属于电能质量问题。一、电能质量背景知识4IBM的研究结果电能质量问题是造成数据丢失的最大原因！5---几种质量现象波形低频振荡0100200300400500-400-20002004000100200300400500-400-20002004000100200300400500-400-200020040002004006008001000-400-200020040002004006008001000-400-200020040002004006008001000-400-200020040002004006008001000-500050002004006008001000-400-2000200400脉冲暂态噪声高频振荡电力谐波电压暂降电压暂升电压间断6几种动态电压质量问题的示意图波形7---示意性关系框图电能质量电压质量电流质量用电质量服务质量2服务质量1供电质量8电能质量的分类（1）IEC分类表1IEC关于引起电磁扰动的基本现象分类·传导型低频现象·传导型高频现象谐波，间谐波感应连续波电压或电流信号系统（电力线载波）单方向瞬变电压波动振荡性瞬变电压凹陷（骤降）和间断·幅射型高频现象电压不对称磁场工频偏差电场感应低频电压电磁场交流电网中的直流分量连续波·辐射型低频现象瞬变工频电磁场·静电放电现象（ESD）·核电磁脉冲（NEMP）9电能质量的分类（2）IEEE分类表2IEEE电力系统电磁现象的特性及分类类别典型频谱典型持续时间典型电压幅值瞬冲击变脉冲现振低频5kHz0.3-50ms0-4pu中频5-500kHz20us0-8pu象荡高频0.5-5Mhz5us0-4pu瞬短凹陷(骤降)0.5-30周0.1-0.9pu间凸起0.5-30周1.1-1.8pu期暂间断0.5周-3s0.1pu凹陷(骤降)30周-3s0.1-0.9pu变时凸起30周-3s1.1-1.4pu短间断3s-1min0.1pu动凹陷(骤降)3s-1min0.1-0.9pu时凸起3s-1min1.1-1.2pu纳秒级5ns上升50ns微秒级1us上升50ns-1ms毫秒级0.1ms上升1ms10续表2IEEE电力系统电磁现象的特性及分类类别典型频谱典型持续典型电压时间幅值长期变动电压不平衡稳态0.5-2%直流偏移稳态0-0.1%波谐波0-100th稳态0-20%形间谐波0-6kHz稳态0-2%畸陷波稳态变噪声宽带稳态0-1%电压波动25Hz间断0.1-7%工频变化Hz010.10s持续间断1min0.0pu欠电压1min0.8-0.9pu过电压1min1.1-1.2pu电能质量的分类(2)IEEE分类111.2电能质量问题分类以现象发生时，电网所处的运行方式进行区分：稳态电能质量问题暂态电能质量问题一、电能质量背景知识狭隘的说，电能质量问题主要表现为电压质量问题及电流波形问题；除频率指标之外，电能质量问题的主要控制手段从无功调控的角度出发。因此从某种意义上来说，电能质量问题主要是一种无功功率问题121.3稳态电能质量的主要指标供电电压偏差：供电电压对标称电压的偏差。频率偏差：电网频率的实际值和标称值之差。三相不平衡度：电压或电流负序分量与正序分量的方均根值百分比。谐波：对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。电压闪变：灯光照度不稳定造成的视感。谐波污染属于稳态电能质量的突出问题，负荷用电的非线性特性是引起稳态电能质量现象的主要诱因。一、电能质量背景知识13电压暂降（电压骤降）电压暂升（电压骤升）电压短时中断暂态电能质量问题发生频度较小，但后果却比较严重；暂态电能质量问题实质主要是暂态电压质量问题，或者电网遭受外来干扰侵袭及内部故障、操作所带来的系统冲击问题，其事件特征描述量一般为事件过程的电压“有效值”及其持续时间（有时考虑其上升下降率等）。在所有暂态电能质量问题中，电压暂降的影响最为普遍。1.4暂态电能质量的主要指标一、电能质量背景知识14电压偏差voltagedeviation：供电电压对标称电压的偏差。频率偏差frequencydeviation：系统频率的实际值和标称值之差。谐波harmonic：对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。电压波动Voltagefluctuation：电压方均根值一系列的变动或连续的改变。闪变flicker：灯光照度不稳定造成的视感。不平衡度unbalancefactor：三相电力系统中三相的不平衡程度，用电压或电流负序分量与正序分量的方均根值百分比表示。1.5电能质量（Powerquality)相关术语简介一、电能质量背景知识15电压暂降voltagedip(sag)：在电力系统某一点的电压暂时下降，经历半个周期到几秒钟的短暂持续期后恢复正常。电压暂升voltageswell：在电力系统某节点上出现的一个暂时的电压上升。电压短时中断voltageinterruption供电电压消失一段时间，一般不超过1min。短时中断可以认为是90％～100%幅值的电压暂降。公共连接点pointofcommoncoupling：电力系统中一个以上用户的连接处。1.5电能质量（Powerquality)相关术语简介一、电能质量背景知识16GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差GB/T14549-93电能质量公用电网谐波GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变GB/T15543-2008电能质量三相电压不平衡GB/T24337-2009电能质量公用电网间谐波GB/T18481-2001电能质量暂时过电压和瞬态过电压GB/T19862-2005电能质量监测设备通用要求二、现行电能质量国家标准172.1GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差术语和定义标称频率nominalfrequency：系统设计选定的频率。频率偏差frequencydeviation：系统频率的实际值和标称值之差。频率偏差=实测频率-标称系统频率频率合格率frequencyqualificationrate实际运行频率偏差在限值范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间的百分比。%1001%总运行统计时间频率超限时间）频率合格率（频率偏差限值电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到±0.5Hz。182.1GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差1.电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到±0.5Hz。2.用户冲击负荷引起的系统频率变动一般不得超过±0.2Hz，根据冲击负荷性质和大小以及系统的条件也可适当变动限值，但应保证近区电力网、发电机组和用户的安全、稳定运行以及正常供电。频率偏差限值192.2GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差术语和定义%100%系统标称电压系统标称电压电压测量值）电压偏差（电压偏差voltagedeviation：实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值，以百分数表示。电压合格率voltagequalificationrate实际运行电压偏差在限值范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间的百分比。%1001%总运行统计时间电压超限时间）电压合格率（202.2GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差供电电压偏差的限值35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%；注：如供电电压上下偏差同号（均为正或负）时，按较大的偏差绝对值作为衡量依据。20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%；对供电点短路容量较小、供电距离较长的以及对供电电压偏差有特殊要求的用户，由供、用电双方协议确定212.3GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波术语和定义基波（分量）fundamental（component）：对周期性交流量进行傅里叶级数分级，得到的频率与工频相同的分量。谐波（分量）fundamental（component）：对周期性交流量进行傅里叶级数分级，得到的频率为基波频率大于1整数倍的分量。谐波含量（电压或电流）harmoniccontent（forvoltageorcurrent）：从周期性交流量中减去基波分量后所得的量。谐波含有率harmonicratio(HR)：周期性交流量中含有的第h次谐波分量的方均根值与基波分量的方均根之比。第h次谐波电压含有率以HRUh表示第h次谐波电流含有率以HRIh表示总谐波畸变率totalharmonicdistortion(THD)：周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比。电压总谐波畸变率以THDu表示电流总谐波畸变率以THDi表示222.3GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波谐波电压限值公用电网谐波电压(相电压)限值见表1。表1公用电网谐波电压(相电压)232.3GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波谐波电流允许值注：220kV基准短路容量取2000MVA。公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量(方均根值)不应超过表2中规定的允许值。当公共连接点处的最小短路容量不同于基准短路容量时，表2中的谐波电流允许值可按照比例换算。242.4GB/T24337-2009电能质量公用电网间谐波术语和定义基波分量fundamentalcomponent：对周期性交流量进行傅里叶级数分级，得到的频率与工频相同的分量。间谐波分量interharmoniccomponent：对周期性交流量进行傅里叶级数分级，得到的频率不等于基波频率整数倍的分量。间谐波次数interharmonicorder：ih间谐波频率与基波的比值。间谐波含有率interharmonicratio；IHR周期性交流量中含有的第ih次间谐波分量的方均根值与基波分量的方均根之比。第ih次谐波电压含有率以IHRUih表示第h次谐波电流含有率以HRIh表示252.4GB/T24337-2009电能质量公用电网间谐波限值1.220kV及以下电力系统公共连接点间谐波电压含有率不大于表1限值。表1间谐波电压含有率限值（%）2.接于公共连接点的单个用户引起的各次间谐波电压含有率一般不得超过表2限值，根据连接点的负荷状况，此限值可以做适当变动，但必须满足1.规定。表2单一用户间谐波电压含有率限值（%）262.5GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变术语和定义电压波动voltagefluctuation：电压方均根值（有效值）一系列的变动或连续的改变。电压变动relativevoltagechange：电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示。电压变动d的表达式为：闪变flicker：灯光照度不稳定造成的视感。短时间闪变shorttermseverity：Pst衡量短时间（若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值，短时间闪变的基本记录周期为10min。短时间闪变shorttermseverity：Plt由短时间闪变值Pst推算出，反映长时间（若干小时）内闪变强弱的量长，短时间闪变的基本记录周期为2h。%100NUUd272.5GB/T12326-2008电能质量电压