李建華

（1.湖北工業(yè)大學電子與電氣工程學院，湖北武漢430068；2.國網(wǎng)重慶合川區(qū)供電有限責任公司，重慶合川401520）

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供電企業(yè)電能質(zhì)量的治理研究

李建華1，2

（1.湖北工業(yè)大學電子與電氣工程學院，湖北武漢430068；2.國網(wǎng)重慶合川區(qū)供電有限責任公司，重慶合川401520）

首先介紹了電能質(zhì)量的基本概念及電能質(zhì)量的基本指標，隨后分析了電能質(zhì)量不高將會造成的負面影響，最后提出了電能質(zhì)量治理的措施，為供電企業(yè)進一步提高電能質(zhì)量水平提供參考。

電壓波形；電壓頻率；電能治理

1　電能質(zhì)量的基本概念

對于電力部門來講，電能質(zhì)量指的是電壓、頻率的合格率以及連續(xù)供電的年小時數(shù)，并且用統(tǒng)計數(shù)字來說明電力系統(tǒng)是否安全可靠運行。廣義來說電能質(zhì)量指的是優(yōu)質(zhì)供電，在正常情況下，可以讓電力設備和其他系統(tǒng)在額定的條件下運行，表現(xiàn)為實際電力系統(tǒng)以恒定頻率的三相電壓，其具有相同的幅值相序互為120°。正是由于電能自身的屬性，為保證電能安全經(jīng)濟地輸送、分配和使用，理想情況下的供電系統(tǒng)應具有的基本特征包括：1）以單一恒定的電網(wǎng)額定頻率、規(guī)定的若干電壓等級和以正弦波形變化的交流電向用戶輸送電能，并且能夠保證上述特性在不同用電負荷條件下的恒定。2）保持三相交流電壓和電流的平衡，同時能夠讓電能傳輸效率最大，各用電負荷之間互不干擾。3）保證向用戶持續(xù)供電，保證用電設備的正常運作，并且在任意時刻系統(tǒng)中能量的供需都是平衡的。上述理想供電系統(tǒng)的基本特征構成了正常供電運行對電能質(zhì)量的基本要求。

2　電能質(zhì)量的基本指標

電能質(zhì)量標準就是針對電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行、用戶正常使用電能所要求達到的電能質(zhì)量指標做出的規(guī)定，是電能質(zhì)量監(jiān)督管理，推廣電能質(zhì)量控制技術和維護供電、用戶多方權益的法律基礎。目前世界各大工業(yè)化國家均根據(jù)本國國情制定了相應的電能質(zhì)量相關標準。在國際上通行的電能質(zhì)量相關標準則主要是由國際標準化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）所制定。中國自20世紀80年代以來，先后制定了GB 12325—1990供電電壓允許偏差、GB/T 14549—1993公用電網(wǎng)諧波、GB/T 15543—1995三相電壓允許不平衡度、GB/T 15945—1995電力系統(tǒng)頻率允許偏差、GB 12326—2000電壓波動于閃變、GB/T 18481—2001暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓等六項標準。電能質(zhì)量的指標可以由以下方面加以考慮：電壓幅值、電壓頻率、電壓波形、三相平衡度。

3　電能質(zhì)量不高的負面影響

1）諧波的負面影響。電網(wǎng)的功率損耗增加，其結(jié)果是，過熱設備的使用壽命較短，接地保護功能障礙，遠程控制功能障礙。對電容器的影響，無功功率容量的電容配置，所有用戶電容器電容的2/3自用的比例最大。對器件的影響，不必要的繼電器故障，有不同程度的休克，甚至可能會導致意外傷害形成。對通信的影響，電磁感應靜電感應主要諧波是一個重要因素的干擾，在網(wǎng)絡通信的通信線路，會產(chǎn)生一些音頻干擾。對控制裝置的影響，造成不可逆的損傷，硬件設備，如精密電機這樣的開關電源。干擾負載保護電路，并引起故障。對變壓器的影響。造成的高次諧波電流的變壓器的銅耗增加，局部過熱，振動，噪音增大，繞組產(chǎn)生的熱量增加。對同步發(fā)電機的影響，由于加入的輸出電壓波形有諧波分量，負載扭轉(zhuǎn)導致同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)生振動，導致工作壽命較短。對短路器的影響，諧波導致其不能正常工作。

2）電壓暫降的負面影響。短路故障是非常危險的，可能會引起供電電壓更嚴重的跌落，影響工業(yè)生產(chǎn)過程中對電壓敏感的電氣設備的正常工作，甚至造成嚴重的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，多數(shù)的電力故障為單相接地故障，這也是電壓短時間大幅度降低的主要原因。

3）電壓波動的負面影響?，F(xiàn)在科技越來越先進，出現(xiàn)了很多高科技的電子廠商，它們的生產(chǎn)要依賴先進的控制理論和精密的儀器設備，比如說機器人和PLC控制等等，它們都是一些高端儀器，所以對電壓的變化比較敏感，電壓的波動可能會導致事故的發(fā)生。

4　電能質(zhì)量的治理

1）諧波治理。一是采用傳統(tǒng)方法，使用加裝無源濾波器。濾波器在電容器上串聯(lián)電抗器組成，好處是結(jié)構簡單，運行可靠，維修方便。無功補償功能都被設計容量比較大的有源濾波器，一個低成本廣泛使用的過濾器。二是采用現(xiàn)代方法，使用有源濾波器，不同于被動的傳統(tǒng)濾波器，APF是一個主動的波形發(fā)生器，從本質(zhì)上講，高輸出的采樣諧波源諧波，然后180°相移，來完成復制，傳輸，等于往電網(wǎng)的接入點諧波源注入諧波幅度相反的諧波。

2）電壓暫降的治理。減少公用電網(wǎng)的故障。供電部門可以從檢查事故的一般起因著手，在雷達多發(fā)區(qū)域采用架空線入地（改為電纜）是十分有效的辦法。

縮短故障清除時間。在配電網(wǎng)中應用有限流作用的熔斷器或快速故障限流器、快速熔斷器等可以有效縮短電壓暫降時間，從而減小其影響；在輸電系統(tǒng)中可用縮小分級區(qū)域的方法縮短故障清除時間，或用快速電流斷路器、采用速動后備保護等方法，達到同樣的效果。降低設備對電壓暫降的敏感度。加裝補償裝置。當供電電源波動過大時，在約四分之一內(nèi)即可實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換。改變供電方式?？梢栽谙到y(tǒng)中的關鍵位置安裝限流線圈，增加與故障點間的電氣距離，采用母線分段或多設配電站的方法來限制同一回供電母線上的饋線數(shù)，對高敏感負荷可能考慮雙電源供電，并配以SSTS，實現(xiàn)快速切換等。

3）電壓波動的治理。減少配電網(wǎng)的故障。供電方可以從檢查事故的一般起因著手，例如動物接觸帶電體、污閃、架空線碰觸樹木及遭雷擊等，采取相應措施，比如增加線路清掃、安裝線路避雷器等減少或杜絕這類事故的發(fā)生。降低設備對電壓波動的敏感度。為了解決在特定區(qū)域的問題，通過調(diào)整參數(shù)的內(nèi)部的移動設備可以為特定的電壓波動服務，在這方面與設備用戶簽訂訂單的時候要明確技術要求。加裝補償裝置。普通用戶可以減少電壓變化，在切斷事故之前，及時調(diào)整設備變壓器。用戶需要承擔很多的電壓的大范圍的變動，在這種情況下，同時，也就存在著斷電事故。對于一些敏感用戶來說，這便是必須解決的問題。

（編輯：王璐）

Management of Power Supp ly Enterprise Power Quality

Li Jianhua1，2
（1.School of Electronic and Electrical Engineering，Wuhan Hubei430068；2.State Grid Chongqing Hechuan Power Co.，Ltd.，Hechuan Chongqing 401520）

This paper introduces the basic concepts of basic indicators of power quality and power quality，and subsequent analysis of the negative effects of power quality is not high drop will cause，and concludes with a measure of power quality management for enterprises to further improve power supply quality level provided reference.

voltage waveform；voltage frequency；energy management

TM933.4

A

2095-0748（2015）23-0040-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2015.23.17

2015-10-28

李建華（1976—），男，重慶合川人，本科，助理工程師，研究方向：電氣工程自動化管理。