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成都祥和云端节能设备集团有限公司

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新闻中心
电能质量的定义、指标、常用语
发布时间:2016-08-18        浏览次数:220        返回列表

《电能质量专题微信大会》

主办:祥和节能集团市场部

承办:成都双赢通广告传媒有限公司

中国节能节电产业联盟(筹)

时间:七月十六日(星期六)晚2030-2130

参与人数:中国节能节电产业联盟第一圈(500人)、第二圈(500人)、第三圈(500人)、第四圈(433人)以及大咖圈(92人)共计2025人参加。

此次会议请来了祥和节能集团市场拓展部吴柯先生来给大家讲解了电能质量专题,获得了参会人员的一致好评!

  

社会经济的迅速发展,人民生活水平的不断提高,各种各样的信息化、自动化、智能化、数字化的高精尖用电设备、仪器、仪表越来越多,形形色色的非线性负载在电网中所占比例越来越大。这些价值不菲的精密用电设备、仪器仪表等,一方面对电能质量和电磁干扰要求非常苛刻,对电压电流等波动十分敏感,另一方面它们自身又是公认的“污染源”,产生瞬流、浪涌、谐波等多种电能污染,不仅给用户自己的配电系统和用电设备、仪器仪表的安全运行构成严重威胁,造成电能浪费,也影响设备使用寿命,造成停机停产风险,增加维护维修费用,降低产品合格率,危害员工身体健康。

 

引起电能污染的种类有用户外部与内部污染两大类。其中,外部电能污染占污染的10%-20%,包括雷达波、无线电波、闪电、雷击、用电设备启闭所产生的谐波干扰、电压波动、电压闪烁等,内部电能污染占总污染的80%-90%,包括线路设备老化、相位不平衡、功率因数不足、设备启闭频繁、谐波干扰、超载等。治理上述电污染的方法有双向阻隔、抑制、滤除和吸收等多种。

 

1、改善和提高电能质量

       电能作为广泛应用的能源,其应用的程度是一个国家发达水平和综合国力的主要标志之一,其电能质量的高低,是一个国家工业发展水平、科技水平、社会文明程度的表现,是用电效率高低、节能降耗状况、可持续发展水平的技术保障能力大小的体现。改善和提高电能品质,不仅关系用户能耗利用水平高低,设备使用寿命长短,电气使用环境优劣,而且关系到整个电力系统及设备的安全、稳定、经济可靠运行,甚至关系到整个国民经济总体效益的大小。

 

      电能质量的英文为Power Quality,是指公用电网供给用户端交流电能的品质,包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量四个方面,它是发电、输电和用电三方共同造成的。

 

      ①电压质量是指实际电压与理想电压的偏差(包含幅值、波形、相位等),反映的是供电局(所)向用户供应的电能质量的一个指标,不包括用电设备对电网质量的影响和污染,也不包括频频造成的质量问题,属于单向质量概念。根据GB12325-90《电能质量——供电电压气体偏差》的规定,35KV及以上供电电压正负偏差绝对值之和,不超过额定电压的10%;10KVA以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%;220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%~10%;

 

      ②电流质量,对用户取用电流提出恒定频率、正孤波要求,使电流波形与供电电压同相位。反映的是与用电负荷有密切关系的电流状态,属于用户方的单向概念,不包括因电压原因造成的电能质量问题;

 

      ③供电质量包括技术与非技术两个方面的含义,前者是指电压质量和供电可靠性,后者是包括供电单位对用户投诉的反应速度和电价组成的合理性、透明度等在内的服务质量;

 

      ④用电质量,包括电流质量与反映供用电双方相互作用和影响的用电方的责任和义务的非技术含义。

 

      电能质量还可定义为,导致用电设备故障或不能正常工作的电压,电流或频率的偏差,其内容包括三相不平衡、电压偏差、电压波动与闪变、频率偏差、电压暂时降与暂升、短时间电压中断、波形畸变、供电连续性及供电服务等。

 

2、电能质量的指标

①电网频率

      我国规定电力系统的指标频率为50Hz,电力系统正常频率允许值为±0.2Hz。其中,系统容量较小(如300万千瓦及其以下)时,偏差值放宽到±0.5Hz,全国各大电力系统实际运行保持在≤±0.1Hz范围内。

 

②电压允许偏差值

      ±0.5Hz

 

③三相电压不平衡值

      电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%,短时不超过4%。其中,每个用户三相电压不平衡度允许值为≤1.3%。

 

④公用电网谐波

      6~220KV各级公共电网相电压总谐波畸变率是0.38KV为5.0%,6~10KV为4.0%,35~66KV为3.0%;而用户注入电网的谐波电流允许值应保证各级电网谐波在限值范围内,各级电网谐波源产生的电压总谐波畸变率为0.38KV为2.6%,6~10KV为2.2%,35~66KV为1.9%,110KV为1.5%。

 

3、影响电能质量的常用术语

①电压不平衡

    是指三相电压的幅值或相位不对称,其不平衡的程度用不平衡度来表示,一般不超过2%,短时不超过4%

 

②过电压

   是指持续时间不大于1分钟,幅值大于标准值的电压,典型的过电压为标准值的1.11.2倍。过电压主要是由负载的切除、无功补偿电容的投入等原因引起的。

 

③次电压

    这是持续时间大于1分钟,幅值大于标准值的电压。典型的次电压为标准值的0.80.9倍。欠电压主要是由负载的投入和无功补偿电容的切除等原因引起的。

 

④电压骤升

   又称电压上升,这是指在工频下,电压的有效值短时间内上升,至额定值的110%以上。典型的电压骤升为额定值110%-180%,持续时间为0.5个周期至1分钟。产生的原因主要是大容量电机的切除和负载突降。

 

⑤电压骤降

    又称电压暂降,这是指在工频下,电压的有效值短时间内下降。典型的电压可持续时间0.5周波至1分钟内,骤降为额定电压或电流。产生的主要原因是大容电机的启动和负载的突增。

 

⑥电压瞬变

    又称之为突波或瞬时脉冲,是指两个稳态之间的电压值产生快速的变化,其持续时间很短。电压瞬变为电压瞬时脉冲和电压瞬时振荡两种。这是国际电力电子工程师协会(IEEE)近年才列出的电压扰动内容。

 

⑦电压切痕

又叫电压缺口,这是常规谐波分析器很难测出的出现频率更常见的电能质量,在有关两相间发生瞬时短路时,电流从一相转换到另一相而产生的。这是一种持续时间小于0.5周波的周期性电压扰动,是由电力电子装置换相造成的。

 

⑧供电中断

      这是指在一段时间内,系统的一相或多相电压低于标值0.1倍,持续时间在0.5个周波到3秒之间的供电中断。短时中断的持续时间在3~60秒,持久停电时间大于60秒。

 

⑨间谐波

      这是指非工频频率整数倍的谐波,其特点是放大电压闪变和对普频的干扰,造成感应电动机振动和异常,它是由较大的电压波动,或者冲击性非线性负荷所引起,如电弧炉、电焊机、变频调击器,同步串级调整装置、感应电动机、电力载波信号等,都是产生间谐波的波源。

 

⑩电压波动和闪变

      这是指电压幅度在一定范围内有规则变动时,电压最大值与最小值之应相对额定电压的百分比,或电压幅值不超过额定电压的0.9-1.1倍的一系列随即变化。所谓闪变是指该电压波动对照明灯的视觉影响,是人眼对灯闪的一种主观感觉,适用于由波动负荷引起的公共连接点电压的快速变动,以及由此造成人对灯闪明显感觉的场合。

 

⑾供电电压允许偏差

      这是指电力系统各处的电压偏离其额定值的百分比,它是指在正常运行条件下,应保护各类电压在额定水平上。35KV及以上和对电压质量有特殊要求的用户,供电电压允许偏差为额定电压的+5%~-5%;10KV以下的高压供电和低压用户,供电电压允许偏差为额定电压的+7%~-7%,低压照明用户为额定电压的+5%~-10%。

 

⑿动态电能质量

      随着现代社会的信息化、自动化、智能化、数字化的发展,用户配电系统的精密设备、自动生产线、智能设备、数字设备所占比例越来越高。这些对电能质量十分敏感和用电负荷严格的设备,如集成电路芯片制造、微电子控制生产流水线等,对短时电压变动,尤其是持续时间在微秒级、毫秒级甚至纳秒级电压上升、脉冲、电压下降(跌落)、供电中断等,都可能造成大危害。

 

      针对这种情况,国际电力电子工程师协会(IEEE),将电能系统中典型的暂态现象进行了特征分类,列出了暂态和瞬态扰动现象,并根据扰动的频谐特征、持续时间、幅值变化等,再进一步细分为瞬时、短时和长时三种,然后又细分为18个子类。可以预见的是,虽然人们熟悉的谐波、浪涌、三相不平衡等传统电能质量问题将继续存在,但人们对毫秒级、微秒级、纳秒级的瞬态、短态电能质量将更加关注。

 

      电能质量的好坏,不仅是直接关系着用户设备、仪表、仪器等的安全,是否正常运行,电能浪费高低,而且还关系着电力系统的安全、稳定、经济运行,是营造内部和外部绿色洁净电网的重要方面。祥和中央节能保护装置的双向阻隔电能污染功能,以及针对内部瞬流、浪涌、谐波污染的抑制、滤除、吸收功能,就是为满足用户和公共电网的治理电污染需求而设立的。

 

祥和中央节能保护装置,能够逐步清除配电系统内的氧化性碳膜,进一步提高节电率。据国外研究表明,瞬流、浪涌、谐波电能质量污染,会导致配电系统内的效率下降30%以上,会对开关、接触元件、线路、电子元器件等产生较大冲击,使用电设备效率下降,线路损耗增加。氧化性碳膜会产生在各连接点和导体表面,并形成氧化层阻抗。这就是建厂的时间越长,电费越大的原因之一。氧化层阻抗为1Ω时,电动机效率下降13%,配电系统损耗增加8.105%。

 

        祥和中央节能保护装置从电能质量根源入手,清洁电能质量,减少电能污染、电能浪费。

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①用整体电效节能方案,抑制“瞬流”和“浪涌”等电能质量污染;

②用整体电效节能方案,变畸变损耗为节能之宝;

③用整体电效节能方案,让客户获最大节电效益。

 

●祥和电效云端控制装置的四大突出优点

①节能减排——可节省电费高达10%-32%

②保护设备——消除运行停机、停产和损坏风险。

③净化电能质量——滤除电能质量污染,实现清洁供电。

④云端监控——电效远距离监管、监测和控制。