电能质量及其控制
电气化铁路电能质量及其综合控制技术培训课件
供电可靠性：包 括供电可靠性指 标和供电质量指 标等
2
电气化铁路电能 质量
电气化铁路对电能质量的要求
01
电压稳定：保证电气化铁路正常运行，
防止电压波动对设备造成损害
Байду номын сангаас
02
频率稳定：保证电气化铁路正常运行，
防止频率波动对设备造成损害
03
谐波含量低：保证电气化铁路正常运
行，防止谐波对设备造成损害
04
电压波动小：保证电气化铁路正常运
电压闪变：电压闪变可能导致 设备性能下降或损坏
电能质量的评价指标
电压质量：包括 电压偏差、电压 波动和闪变等
频率质量：包括 频率偏差、频率 波动和频率稳定 度等
谐波质量：包括 谐波含量、谐波 畸变率和谐波失 真度等
电压不平衡度： 包括三相电压不 平衡度和零序电 压不平衡度等
电压波动和闪变： 包括电压波动率 和闪变率等
05
实践操作：提 供实际操作练
习和指导
06
总结回顾：总 结课程要点， 强调重点和难
点
07
结束语：感谢 学员参与，鼓 励学员学以致
用
课件内容设计
电气化铁 路电能质 量概述
电能质量 影响因素 分析
电能质量 综合控制 技术介绍
案例分析 与解决方 案
培训总结 与反馈
课件制作技巧
内容组织：根据培训 目标，合理组织课程 内容，确保课程结构
电压不平衡：由于电力系统 负荷分布不均匀、设备故障 等原因导致的电压不平衡， 影响电气化铁路的正常运行
电气化铁路电能质量改善措施
优化供电系统：提高供电可 靠性，降低电压波动和闪变
采用无功补偿技术：提高功 率因数，降低谐波含量
电力系统中的电能质量控制技术介绍
电力系统中的电能质量控制技术介绍电能质量（Power Quality）是指供电系统中电压、电流、频率、谐波、突变和闪变等电能参数的稳定性、准确度和纯净度等方面的要求。
由于现代电力系统中大量使用电子设备，对电能质量的要求变得日益重要。
电能质量问题可能导致电力系统的异常工作，对电力设备的寿命和运行稳定性构成威胁，甚至对用户设备和供电网络造成安全隐患。
因此，电力系统中的电能质量控制技术显得尤为重要，本文将对其进行详细介绍。
1. 电能质量的指标电能质量问题的评估与数据分析对于提高电力系统的运行效率和稳定性具有重要意义。
以下是电能质量的常见指标及其要求：1.1 电压质量指标- 电压波动与闪变：指电压快速变化和持续性变化引起的电压波动与闪变，包括短时中断、短暂电压降低、瞬时电压升高等现象。
- 电压谐波含量：指电压中的谐波分量，由于非线性负载引起的谐波电流可能会导致电压失真。
1.2 频率质量指标- 频率变动：指电力系统中频率的瞬时或持续变化，可能由于不平衡负载、故障或其他因素引起。
1.3 波形质量指标- 波形失真：指电压或电流波形不正弦的程度，包括谐波失真、间谐波失真等。
- 波形畸变：指电压或电流波形的非对称性、尖峰性等问题。
2. 电能质量控制技术为了解决电能质量问题，电力系统采用了各种控制技术。
下面介绍几种常见的电能质量控制技术：2.1 电压调节器电压调节器是通过控制电力系统中的变压器等设备，来实现对电压质量的控制。
电压调节器能够提供稳定的电压，减少电压波动和闪变。
当电压超出正常范围时，电压调节器可以自动调节输出电压，保持电力系统的稳定性。
2.2 谐波滤波器谐波滤波器用于减少电力系统中的谐波失真。
它通过将谐波电流与电压之间的耦合减小到最低，从而使电力系统的电压波形更加接近正弦波。
谐波滤波器一般采用并联方式连接在非线性负载与电源之间，有效地将谐波电流流入电网降至最低。
2.3 功率因数校正装置功率因数校正装置用于校正电力系统中的功率因数。
电能质量及其控制基本技术概述.ppt
1.3 改善电能质量的意义
电能质量关系到国民经济的总体效益。
从技术角度讲，提供优质电能质量是由供用电
双方共同保证的。
提高电能质量是实现电力可持续发展的重要基 础。 提高电能质量有许多工作要做。
授课提纲
1 2 3 4
电能质量的基本概念 系统中电能质量实例 电能质量的预防维护
问与答
案例1
在系统动态过程中，机组频率取决于自身原动机能量 输入和其他机组同步力矩对它的牵制及负荷的分布。 和其他节点的频率差异，在系统失步过程中尤为明显 ，危害也很大。
负荷节点频率实际上取决于系统内各电源等值电动势 相对运动，传递到该节点的电压向量在时间轴上的运 动轨迹。
频率偏差对电力系统的影响
电力系统低频率运行的影响 1）对发电厂的影响 蒸汽驱使的火电厂锅炉给力泵出力随转速减低而减小，发 电机出力下降。
电力系统的标称频率
交流电力系统的标称频率有50Hz和60Hz两种
。我国采用50Hz。50Hz和60Hz频率的系统若 要并联运行，需通过背靠背直流换流站或变频 机组转换频率。 发电机组和用电设备铭牌上均有标称频率，即 标明该设备应在该频率的电力系统中使用。
系统频率&机组频率&负荷频率
电力系统稳定运行时，全系统频率相同。实际系统每 时每刻都在变动，实际上“系统频率”是指与该系统 中起着关键作用的大容量机组的转速相对应的电频率 。
电能质量及其控制
本讲提纲
1 2 3 4
电能质量的基本概念 系统中电能质量实例 电能质量的预防维护
问与答
您遇到过以下问题吗？
停电
电能质量不合格导致的！
大量电力干扰信号
白炽灯闪烁
精密仪器受损 设备停运
电力系统中的电能质量研究与控制
电力系统中的电能质量研究与控制电力系统中的电能质量一直是电力行业关注的重要问题。
随着电力系统的不断发展和电力负荷的增加，电能质量问题变得愈发突出。
电能质量不仅关系到电力系统的稳定运行，还直接影响到用户的用电质量和设备的寿命。
因此，对电力系统中的电能质量进行深入研究和有效控制，对于提高电力系统的可靠性和稳定性具有重要意义。
一、电能质量的定义和影响因素电能质量是指电能在传输和利用过程中所具有的稳定性、可靠性和纯净度等特性。
电能质量问题主要包括电压波动、电压暂降、电压谐波、电压不对称、频率偏差等。
这些问题的产生主要受到电力系统的运行状态、负荷特性、设备故障等因素的影响。
二、电能质量的研究现状目前，国内外对电能质量的研究主要集中在电能质量监测、电能质量分析和电能质量控制等方面。
通过对电力系统中的电能质量进行监测和分析，可以及时发现问题并采取有效措施进行控制和改善。
三、电能质量的控制方法针对电力系统中的电能质量问题，可以采取一系列控制方法进行改善。
包括电能质量监测系统的建设、电能质量分析技术的应用、电能质量改善设备的安装等。
通过这些控制方法的应用，可以有效提高电力系统的电能质量，保障用户的用电质量。
四、电能质量的影响及对策电能质量问题不仅影响到电力系统的稳定运行，还直接影响到用户的用电质量和设备的寿命。
因此，对于电能质量问题的研究和控制具有重要意义。
在实际应用中，可以通过加强电能质量监测和分析，及时发现问题并采取有效措施进行改善。
五、电能质量的未来发展趋势随着电力系统的不断发展和电力负荷的增加，电能质量问题将变得愈发突出。
未来，将成为电力行业的重要研究方向。
通过不断深入研究和技术创新，可以有效提高电力系统的可靠性和稳定性，为用户提供更加优质的用电服务。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，电力系统中的电能质量研究与控制是电力行业的重要课题。
通过对电能质量问题的深入研究和有效控制，可以提高电力系统的可靠性和稳定性，保障用户的用电质量。
现代电能质量及其控制技术探析
４ 结语 电能质量 问题随着现代信息技术 ， 计算机技术和电子技术 的发展 ， 用户和供电部门已经对它是越来越重视 ，应用先进 的网络技术大大提高 了监测水平 。为 了能够及 时的分析和反映电网的电能质量水平 ，找出电 网中电能质量 的问题而应该建立可靠、先进 的电能质量监测 网络 ，这对 电网的安全 、稳定 、经济运行都有十分重要 的意义。 在新世纪改造传统 的电力Ｔ业应 以运用柔性输 配电及用户电力技术 为基础 ，并研究更合适 的技术 ，这是极具发展潜力的工作 ，工作人员也 面Ｉ着重大机遇和挑战。 临
霸
应 用科学
９ ３
现代 电能质量及其控制 技术探析
王广 限公司 ，浙江 温州 ３ ５ ０ 凯 浙 ２ ６ ３）
摘 要 目前电能质量 问题的重要 性越来越 突出 也 已经成 为国内外供 电界研究的 首要课题 。能 否合理的解 决电能质量 问题不仅取 决于成
１ 电能质 量概 述
１１ 电 能质 量 含 义 ．
电能质量一般是指电压或电流 的幅值 、频率 、波形等参量距规定值 的偏差 。其 中主要包括 ： １ ）电压质量 ：给出实际 电压和理想 电压 的差值 ，反映供 电企业是 否向用户供 给合格的电力。 ２）电流质量 ：即对用户取用电流提出恒定频率 、正弦波形要求 ， 并使 电流波形与供电电压相位相同 ，以保证系统在高功率因数下运行 。 ３）供 电质量 ：技术含 义 ：电压质量 和供 电的可靠性 ；非技 术含 义：服务质量等。 ４）耗电质量 ：包括 电流质量和非技术含义。 １２ 电能质量问题 的 由来 ＿ 总的说来 电能质量成为热门话题的主要原因有 以下几方面 ： １ 各部 门为提高生产产值 ， ） 大量使用基 于计算 机系统 的控 制设 备 和电子装置，这些设备对电能质量要求较高 。比如一个计算 中心失去电 压几秒就丢失 了几天的数据处理结果 ，有的甚至能损失上万元 的产值 。 ２）现代 电力 系统 中用 电负荷结构跟 以前发生 了重大变化 。带来 的 非线性 、冲击性以及不平衡的用电特性能使 电网的电压波形发生畸变和 闪变以及三相不平衡 ，甚至能够引起 系统频率波动等 ，对供电电能质量 造成严重的威胁 。 ３）电能是在不同的发电公司包括独立 电能生产者在发 电端存在着 竞争 的商品。电力公司与发电机构分离独立经营管理 ，为发电公 司和用 户提供转送 电能服务 ，用户端也可以作为独立实体参与价格控制。
电力系统中的电能质量控制与优化
电力系统中的电能质量控制与优化近年来，随着电力行业的快速发展和全球电气设备的普及应用，电能质量成为一个备受关注的问题。
电能质量的好坏直接影响到生产和民生领域的安全稳定运行，因此电力系统中的电能质量控制与优化成为当务之急。
本文将探讨电力系统中的电能质量问题，并提出一些可行的解决方案。
电能质量问题是指电力系统中电压、电流、频率等参数的稳定性和波形形状存在偏差的现象。
常见的电能质量问题包括电压波动、电压闪变、电磁干扰和谐波污染等。
这些问题会引发电气设备的故障、通信信号干扰以及对生产工艺的影响，给工业生产和民用供电带来巨大的损失。
为了解决电能质量问题，必须对电力系统进行合理的控制与优化。
首先，电能质量监测是解决问题的基础。
通过安装电能质量监测设备，可以实时地检测电力系统中各项参数，并记录异常情况。
监测到的数据可用于分析电能质量问题的来源，并为后续的控制与优化提供决策依据。
除了监测外，合理的电力设备布局也是解决电能质量问题的重要策略。
在设计电力系统时，应根据电能质量需求合理选择设备的型号和数量，并合理布置在系统中，以提供稳定的电源和满足负载需求。
同时，对于关键设备，如发电机和变压器等，应该使用高质量的设备，并进行定期的维护与保养，以确保其正常运行和优质供电。
此外，研究和应用先进的电能质量控制技术也是解决电能质量问题的关键。
一种常见的控制技术是使用电力电子器件进行电能质量的调节与控制。
通过采用有源滤波器、静止无功补偿器和谐波抑制器等装置，可以实现对电磁干扰、谐波、电压闪变等问题的有效控制。
此外，还可以利用智能调控技术，将电力系统中的各环节进行关联控制，以优化电能质量。
值得一提的是，电能质量控制与优化不仅需要技术手段的支持，还需加强法律法规的制定与执行。
在我国，关于电能质量控制的法律法规尚不完善，制约了电能质量问题的解决。
因此，政府应加大对电能质量监管的力度，制定更为完善的相关法律法规，明确责任主体和相应的处罚措施，以推动电能质量控制与优化的落实。
探讨电能质量问题及其控制技术
我们 在远距离输 电过程中 ， 特 别是经过空 旷平原 ， 山脊高地 等地形 时， 线塔和架 空线路很可 能会 成为雷击 的频 发点， 加上 高压架 空输 电本 身会 电离周 围的空气 ， 就更 加加大 了空气 的电离程度 ， 减小 了空气 的电 阻， 这种 效应会 直接加大云层 电荷对地 的放 电 虽然我们在输 电线路 中 布置了大量的防雷设施 ，使输 电线路对抗直击 雷的的能力大幅度增加 ， 但是， 仍然不能避免 的是感应雷对 电路 的影 响。 线路遭遇感应 雷后 ， 会大 幅度扰动线路 内 电能 的波形 ， 导 致数秒 的 电能供应波形完全破坏 ， 甚至 出现 数十个周期的持续高压 。这些变 化虽 然不至于导致停 电和缺相， 但也导致 了电能质量 的严重缺 陷。 防止接雷带来 的质量 问题 ， 我们就不能仅仅是采用高压跳 闸保 护的 技术 ， 因为高压跳 闸保护既不能排 除接雷带来 的瞬间高压损 害 ， 还 会造 成 电网甩负荷 的次生事 故。我们现在有专 门的浪涌抑制设 备， 可以将 电 网 中 的高 压 过 滤 掉 ， 从 而 保 证 电 网 中 电能 的质 量 不 至 于 受 到 因 为 接 雷 等 原因带来 的高压浪涌影 响。
Ｖ＋
４ 结 束语
Ｏ
＼ ＼ Ｖ Ｖ
泔 瑾詹 膏童 波形
人们对 于电能质量 的要 求， 是一个 没有 止境 的追求 ， 也 是我们 工作 中不断提高 的要求 。我们利 用最新的科技产品和最先进 的管 理理念， 以 及我们 创先争优 的责任心 ，一定会 将电能质量 管理推上 一个更 高的 台
２ 电能 波形 的控 制
因为我们使用的是三相交流电， 三相交流 电 Ａ、 Ｂ 、 Ｃ三相 的相位角应 该恰好达到 １ ２ ０ 。 才是立项 的状态 。而且每一项 都应该严格按 照既定 的 ５ ０ Ｈ ｚ正弦 曲线变 化 。但是 ， 在实际输 电过程 中， 虽然我们 能基本保证发 电机整流端 出来的 电流 ， 是严格的标准波 形 ， 但输 电的过程 中总会受到 或多或少的干扰， 导致波 形的变化 。我们在输电的过程 中， 可能出现 以下 故障 ， 导致 电能在输送过程中出现 质量 的损 失。
电力系统的电能质量分析与控制
电力系统的电能质量分析与控制一、引言电能质量是指电力系统供电能力达到用户要求时电能的一组技术指标。
随着社会经济的发展，人们对电能质量的要求也越来越高。
因此，电力系统的电能质量分析与控制显得尤为重要。
二、电能质量的概念与特征1. 电能质量的概念电能质量即电力系统供电能力与用户用电负载之间的匹配程度，它体现了电力系统对电力负荷的稳定供电能力和对负载供电质量的控制水平。
2. 电能质量的特征（1）稳定性：电能质量要求电能供应的稳定性，即电压和频率的稳定。
（2）均匀性：要求电能的质量对于不同地区、不同用户是一致的。
（3）可靠性：电力系统供电的可靠性，包括对瞬时电压暂降、暂升和暂无电的承受能力。
（4）协调性：电源与负载之间的和谐性，即电源和负载在频率、电压、波形等特性上的协调。
三、电能质量的分类与分析1. 电压质量问题（1）瞬时电压变动瞬时电压变动是指电压在短时间内发生的波动，主要包括电压暂降、电压暂升和电压闪变等。
（2）谐波谐波是指电源电压或电流中频率是电源频率整数倍的非纯正弦组分。
（3）电压波形畸变电压波形畸变是指电源电压的波形在最佳的正弦形状上产生偏离。
2. 频率质量问题频率质量问题主要包括频率偏差和频率稳定度，分别表示电源电压频率与标称频率之间的差距和频率的变动程度。
3. 波形质量问题波形质量问题主要包括电源电压的波形畸变和波形失真程度。
波形畸变是指电压波形在最佳的正弦形状上发生偏离，而波形失真则是指电压波形受到非线性元件引起的扭曲。
4. 电能质量的分析方法（1）数据采集与监测通过采集电能质量监测点的电压和电流数据，可以了解电能质量的状况。
（2）参数计算与评估根据采集到的数据，计算出电能质量指标的数值，用于评估电能质量状况。
（3）故障诊断与分析通过监测数据的对比分析，可以找出电能质量的故障原因，进行故障诊断与分析。
四、电能质量的控制方法1. 电能质量优化技术（1）隔离技术采用隔离技术，将电源与用户隔离，减少电源中的电能质量问题对用户的影响。
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1.3 改善电能质量的意义
• 电能质量关系到国民经济的总体效益。 • 从技术角度讲，提供优质电能质量是由供用电双方共
同保证的。 • 提高电能质量是实现电力可持续发展的重要基础。 • 提高电能质量有许多工作要做。
授课提纲
1
电能质量的基本概念
2
系统中电能质量实例
3
电能质量的预防维护
4
问与答
案例1
1、2011年2月24日,甘肃中电酒泉风电公司桥西第一风电场 35B开关间隔C相电缆头故障绝缘击穿，造成三相短路， 导致包括桥西第一风电场在内的10座风电场中274台风电 机组因无低压穿越能力在系统电压暂降时脱网。风机脱网 后，风电场无功补偿装置不具备自动投切功能，系统无功 过剩，电压迅速升高，引起300台风电机组电压保护动作。 事故过程中还有24台风机因频率越限保护动作。本次事故 脱网风电机组598台，损失出力840.43MW，占事故前 酒泉地区风电出力的54.4％，造成西北电网主网频率由事 故前的50.034Hz降至最低49.854Hz。
10000000
1.3 改善电能质量的意义
• 必须重视电能质量的几个原因：
1、计算机系统的控制设备和电子装置等对电能质量非常敏感； 2、负荷结构的变化使半导体、晶闸管、变频调整、电弧炉、铁路电
气化、家用电器等非线性用电设备或装置增多； 3、在电力市场运营模式下，电力企业销售的不仅是电力本身，而且
包括电能质量和相关的附加服务。
• 电能质量 = 频率 + 供电质量 • 供电质量 = 供电可靠性 + 电压质量 • 电能质量问题又以各种稳态的或暂态的电磁现象表现
出来，根据电磁现象的持续时间，电压幅值变化和典 型频谱分量。
1.1 什么是电能质量
• 将电压质量作为评估电能质量的一个重要指标，围绕 电压幅值、持续变化时间、频谱分量来评估。
• 90年代以来，计算机、信息技术迅速发展，对电能质 量的要求越来越高。
• 电压凹陷（Sag、Dip）问题已经成为当前电能质量中 最突出的问题。
行 业 类 型
1000
纺织业 塑料业 玻璃业 造纸业 钢铁业 半导体业
相关行业发生单次暂 降造成的经济损失数 量级图
10000
100000
1000000
经济损失（英镑）
1
电能质量的基本概念
2
系统中电能质量实例
3
电能质量的预防维护
4
问与答
您遇到过以下问题吗？
停电 白炽灯闪烁
电能质量不合格导致的！
大量电力干扰信号
精密仪器受损 设备停运
1.1 什么是电能质量
• 电能质量是指优质供电，合格电能质量的概念是指提 供给敏感设备的电力和相应的接地系统是适合该设备 正常工作的。
• 电力系统的标称频率 • 交流电力系统的标称频率有50Hz和60Hz两种。我国采用
50Hz。50Hz和60Hz频率的系统若要并联运行，需通过 背靠背直流换流站或变频机组转换频率。 • 发电机组和用电设备铭牌上均有标称频率，即标明该设备 应在该频率的电力系统中使用。
系统频率&机组频率&负荷频率
• 电力系统稳定运行时，全系统频率相同。实际系统每 时每刻都在变动，实际上“系统频率”是指与该系统 中起着关键作用的大容量机组的转速相对应的电频率。
1.1 什么是电能质量
电能质量的IEEE定义： 导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差，其
内容涉及频率偏差、电压偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形失 真、三相不平衡以及电压波动、闪变等。 可见电能质量的概念非常广泛，对电能质量的认识正在进一步加 深。
1.2 对电能质量认识过程
电能质量及其控制
个人简介
1968年10月生于四川宜宾，男，教授； 1986年9月——1990年7月，就读于成都科大学电力系并留校工作至今；
工作以后，先后在职攻读硕士、博士学位； IEEE会员；
四川省电机工程学会理事； 四川省电工技术学会理事； 四川省电机工程学会学术工作委员会委员兼秘书长； 四川省电机工程学会川大分会副主任委员； 四川省电工技术学会电力电子专业委员会秘书长； 智能电网四川省重点实验室常务副主任； 四川大学电能质量与电磁环境学省级重点实验室常务副主任； 四川大学电气信息学院院长助理。
事件的产生与危害
阶段1
阶段 2
阶段3
有功 频率 系统 不足 偏差 崩溃
安全注意事项
1、电气设备及其连接部件隐患的排查治理； 2、并网运行风电场应满足接入系统的技术规定，风电
机组必须具备低电压穿越能力，不具备低电压穿越能 力的要尽快制定切实可行的低电压穿越能力改造计划； 3、无功容量配置和参数整定应满足系统电压调节需要； 4、开展涉网保护定值（电压、频率保护）的核查和备 案工作，指导风电场按电网要求进行涉网保护定值整 定。
频率偏差的理论知识
频率的含义：交流电在1s内正弦参量交变的次数，单 位为赫兹（Hz）。
当系统在受到某种原因的干扰而失去均衡的过程中， 频率的有效性便难以维系。
交流电的频率是和发电机转速直接对应的电频率：
f=pn/60
式中 p——发电机极对数
n——机组每分钟转数
频率偏差的理论知识
信作者发表论文4篇； 4、在《中国电机电机工程学报》上第一或通信作者身份发表论文10篇； 5、在《电网技术》等其他国内EI核心期刊和国际EI检索学术会议上发表论
文60余篇； 6、出版普通高校“十五规划”教材2部；国家级“十一五规划”教材1部；
7、翻译出版《智能电网促进节能与需求响应》译著1部。
本讲提纲
主要成果
1、承担和参加国家自然科学基金项目4项、省部级项目６项； 2、承担和参加企业委托科研项目100多项；
3、在IEEE Transactions on Power Delivery、International Journal of Electrical Power and Energy Systems等SCI检索刊物上以第一或通
• 80年代以来，电力电子装置的整流器及变频装置、炼钢电 弧炉、电气化铁路和家用电器等负荷的迅速发展。
• 针对一些典型的工业用户通过安装无源滤波器、SVC （Static Var Compensator，静止无功补偿器）等装置， 进行谐波甚至谐波、电压波动、三相不平衡及功率因数的 综合治理与补偿。
1.2 对电能质量认识过程