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電能質量詳解

日期：2025-05-01 19:25

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摘要：

定義

電能質量（POWERQUALITY），從嚴格意思上講，衡量電能質量的主要指標有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指上等供電，包括電壓質量、電流質量、供電質量和用電質量。其可以定義為：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續性等。

用例

在現代電力係統中，電壓暫降和短時中斷已成為*重要的電能質量問題。

具體指標

電網頻率

我國電力係統的標稱頻率為50HZ，GB／T15945－2008《電能質量電力係統頻率偏差》中規定：電力係統正常運行條件下頻率偏差限值為±0.2HZ，當係統容量較小時，偏差限值可放寬到±0.5HZ，標準中冇有說明係統容量大小的界限。在《國內供用電規則》中規定"供電局供電頻率的允許偏差：電網容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電網容量在300萬千瓦以下者，為±0.5HZ。實際運行中，從國內各大電力係統運行看都保持在不大於±0.1HZ範圍內。

電壓偏差

GB／T12325－2008《電能質量供電電壓偏差》中規定：35KV及以上供電電壓正、負偏差的**值之和不超過標稱電壓的10％；20KV及以下三相供電電壓偏差為標稱電壓的土7％；220V單相供電電壓偏差為標稱電壓的＋7％，－10％。

三相電壓不平衡

GB／T15543－2008《電能質量三相電壓不平衡》中規定：電力係統公共連接點電壓不平衡度限值為：電網正常運行時，負序電壓不平衡度不超過2％，短時不得超過4％；低壓係統零序電壓限值暫不做規定，但各相電壓必須滿足GB／T12325的要求。接於公共連接點的每個用戶引起該點負序電壓不平衡度允許值一般為1.3％，短時不超過2.6％。

公用電網諧波

GB／T14549－－93《電能質量公用電網諧波》中規定：6～220KV各級公用電網電壓（相電壓）總諧波畸變率是0.38KV為5.0％，6～10KV為4.0％，35～66KV為3.0％，110KV為2.0％；用戶注入電網的諧波電流允許值應保證各級電網諧波電壓在限值範圍內，所以國標規定各級電網諧波源產生的電壓總諧波畸變率是：0.38KV為2.6％，6～10KV為2.2％，35～66KV為1.9％，110KV為1.5％。對220KV電網及其供電的電力用戶參照本標準110KV執行。

公用電網間諧波

GB／T24337－2009《電能質量公用電網間諧波》中規定：間諧波電壓含有率是1000V及以下《100HZ為0.2％，100～800HZ為0.5％，1000V以上《100HZ為0.16％，100～800HZ為0.4％，800HZ以上處於研究中。單一用戶間諧波含有率是1000V及以下《100HZ為0.16％，100～800HZ為0.4％，1000V以上《100HZ為0.13％，100～800HZ為0.32％。

波動和閃變

GB／T12326－2008《電能質量電壓波動和閃變》規定：電力係統公共連接點，在係統運行的較小方式下，以一周（168H）為測量周期，所有長時間閃變值PLT滿足：≤110KV，PLT＝1；》110KV，PLT＝0.8。以及單個用戶的相關規定。

指標含義

電壓不平衡是指三相電壓的幅值或相位不對稱。不平衡的程度用不平衡度（電壓負序分量和正序分量的均方根值百分比）來表示，典型的三相不平衡是指不平衡度超過2％，短時超過4％。在電力係統中，各種不平衡工業負荷以及各種接地短路故障都會導致三相電壓的不平衡。

過電壓是指持續時間大於1分鐘，幅值大於標稱值的電壓。典型的過電壓值為1.1～1.2倍標稱值。過電壓主要是由於負載的切除和無功補償電容器組的投入等過程引起，另外，變壓器分接頭的不正確設置也是產生過電壓的原因。

欠電壓是指持續時間大於1分鐘，幅值小於標稱值的電壓。典型的欠電壓值為0.8～0.9倍標稱值。其產生的原因一般是由於負載的投入和無功補償電容器組的切除等過程。另外，變壓器分接頭的錯誤設置也是欠電壓產生的原因。

電壓驟降是指在工頻下，電壓的有效值短時間內下降。典型的電壓驟降值為0.1～0.9倍標稱值，持續時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟降產生的原因主要有電力係統發生故障，如係統發生接地短路故障；大容量電機的啟動和負載突增也會導致電壓驟降。

電壓驟升是指在工頻下，電壓的有效值短時間內上升。典型的電壓驟升值為1.1～1.8倍標稱值，持續時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟升產生的原因主要有電力係統發生故障，如係統發生單相接地等故障；大容量電機的停止和負載突降也是電壓驟升的重要原因。

供電中斷是指在一段時間內，係統的一相或多相電壓低於0.1倍標稱值。瞬時中斷定義為持續時間在0.5個周期到3秒之間的供電中斷，短時中斷的持續時間在3～60秒之間，而持久停電的持續時間大於60秒。

電壓瞬變又稱為瞬時脈衝或突波，是指兩個連續的穩態之間的電壓值發生快速的變化，其持續時間很短。電壓瞬變按照電壓波形的不同分為兩類：一是電壓瞬時脈衝，是指疊加在穩態電壓上的任一單方向變動的電壓非工頻分量；二是電壓瞬時振蕩，是指疊加在穩態電壓的同時包括兩個方向變動的電壓非工頻分量。電壓瞬變可能是由閃電引起的，也可能是由於投切電容器組等操作產生的開關瞬變。

電壓切痕是一種持續時間小於10MS的周期性電壓擾動。它是由於電力電子裝置換相造成的，它使電壓波形在一個周期內有超過兩個的過零點。由於其頻率非常高，用常規的諧波分析設備無法測出，因此以前一直末把此項作為電壓質量的一個指標。

改善措施

（1）改善用電功率因數，使無功就地平衡。

（2）合理選擇供電半徑。

（3）合理選擇供電係統線路的導線截麵。

（4）合理配置變、配電設備，防止其過負荷運行。

（5）適當選用調壓措施，如串聯補償、變壓器加裝有載調壓裝置、安裝同期調相機或靜電電容器等。

供電電壓超過允許偏差的原因有哪些？

（1）供電距離超過合理的供電半徑。

（2）供電導線截麵選擇不當，電壓損失過大。

（3）線路過負荷運行。

（4）用電功率因數過低，無功電流大，加大了電壓損失。