电能质量-三相电压允许不平衡度
电能质量标准
电能质量标准随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，特别是静止变流器，从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交直流变换装置，由于静止变流器是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，引起电网的谐波“污染”。
另外，冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且使得电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重，这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，造成对电网的“公害”，为此，国家技术监督局相继颁布了涉及电能质量五个方面的国家标准，即：供电电压允许偏差，供电电压允许波动和闪变，供电三相电压不允许平衡度，公用电网谐波，以及供电频率允许偏差等的指标限制。
1.电压允许偏差用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。
当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和寿命将受到影响，影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异，电压偏差计算式如下：电压偏差（％）=（实际电压－额定电压）/额定电压×100％……（1）《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325－90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压的允许偏差为：（1）35kV及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的＋5％～－5％；（2）10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的＋7％～－7％；（3）低压照明用户为额定电压的＋5％～－10％。
为了保证用电设备的正常运行，在综合考虑了设备制造和电网建设的经济合理性后，对各类用户设备规定了如上的允许偏差值，此值为工业企业供配电系统设计提供了依据。
在工业企业中，改善电压偏差的主要措施有三：（1）就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，无功负荷的变化在电网各级系统中均产生电压偏差，它是产生电压偏差的源，因此，就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，从源上解决问题，是最有效的措施。
电能质量的指标有哪些
电能质量的指标有哪些
电能质量的指标有哪些
1、电网频率
我国电力系统的标称频率为50赫兹，GB/T15945-2008《电能质量电力系统频率偏差》中规定：电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2赫兹，当系统容量较小时，偏差限值可放宽到±0.5赫兹，标准中没有说明系统容量大小的界限。
在《全国供用电规则》中规定“供电局供电频率的允许偏差：电网容量在300万千瓦及以上者为±0.2赫兹；电网容量在300万千瓦以下者，为±0.5赫兹。
实际运行中，从全国各大电力系统运行看都保持在不大于±0.1赫兹范围内。
2、电压偏差
GB/T12325-2008《电能质量供电电压偏差》中规定：35千伏及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%；20千伏及以下三相供电电压偏差为标称电压的土7%；220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%。
电能质量指标国家标准
等同
GB 17625.2—1998
IEC 61000-3-2：1995 （国际标准） IEC 61000-3-6：1996 （第三类技术报告） IEC 61000-2-5：1995 （第二类技术报告） IEC 61000-2-6：1995 （第三类技术报告）
等效
GB/Z 17625.4—2000
等同
电能质量测量国家标准
供电系统及相连设备的谐波、谐间波的测量和测 量仪器导则（GB/T 17626.7—1998） 电能质量监测设备——通用要求（GB/T 19862— 2005）
相关的设备国家标准
低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备 每相输入电流≤16A）（GB 17625.1—1998） 对额定电流不大于16A设备在低压供电系统中产生 的电压波动和闪烁的限制（GB 17625.2—1999） 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生 的电压波动和闪烁的限制（GB/Z 17625.3—2000） 半导体变流器与供电系统的兼容及干扰防护导则 （GB/T 10236—2007）
电能质量标准31电能质量国家标准电能质量指标国家标准供电电压允许偏差gbt123252003电压波动和闪变gb123262000公用电网谐波gbt1454993三相电压允许不平衡度gbt155431995电力系统频率允许偏差gbt159451995暂时过电压和瞬态过电压gbt184812001供电系统及相连设备的谐波谐间波的测量和测量仪器导则gbt1762671998电能质量监测设备通用要求gbt198622005低压电气及电子设备发出的谐波电流限值设备每相输入电流16agb1762511998对额定电流不大于16a设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制gb1762521999对额定电流大于16a的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制gbz1762532000半导体变流器与供电系统的兼容及干扰防护导则gbt102362007电能质量治理设备装置国家标准dsc04871jpg输配电系统静止无功补偿器用晶闸管阀的试验待批静止型无功功率补偿装置svc功能特性gbt202982006静止型无功功率补偿装置svc现场试验gbt202972006计算机和商用设备制造商协会computerbusinessenquipmentmanufacturersassociation即cbema出于大型计算机及其控制装置对电能质量要求提出了电压容限曲线称为cbema曲线
三相不平衡的定义、危害及解决方法
三相不平衡定义：是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。
由于各相电源所加的负荷不均衡所致，属于基波负荷配置问题。
发生三相不平衡即与用户负荷特性有关，同时与电力系统的规划、负荷分配也有关。
《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995)适用于交流额定频率为50 赫兹。
在电力系统正常运行方式下，由于负序分量而引起的PCC 点连接点的电压不平衡。
该标准规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。
电流不平衡不超过10%。
实践证明，一般情况下三相负荷不平衡可引起线损率升高2％-10％，三相负荷不平衡度若超过10％，则线损显著增加。
有关规程规定：配电变压器出口处的负荷电流不平衡度应小于10％，中性线电流不应超过低压侧额定电流的25％，低压主干线及主要分支线的首端电流不平衡度应小于20％。
危害：1．增加线路的电能损耗。
在三相四线制供电网络中，电流通过线路导线时，因存在阻抗必将产生电能损耗，其损耗与通过电流的平方成正比。
当低压电网以三相四线制供电时，由于有单相负载存在，造成三相负载不平衡在所难免。
当三相负载不平衡运行时，中性线即有电流通过。
这样不但相线有损耗，而且中性线也产生损耗，从而增加了电网线路的损耗。
三相四线制结线方式，当三相负荷平衡时线损最小；当一相负荷重，两相负荷轻的情况下线损增量较小；当一相负荷重，一相负荷轻，而第三相的负荷为平均负荷的情况下线损增量较大；当一相负荷轻，两相负荷重的情况下线损增量最大。
当三相负荷不平衡时，无论何种负荷分配情况，电流不平衡度越大，线损增量也越大。
2．增加配电变压器的电能损耗。
配电变压器是低压电网的供电主设备，当其在三相负载不平衡工况下运行时，将会造成配变损耗的增加。
因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。
在生产、生活用电中，三相负载不平衡时，使变压器处于不对称运行状态。
造成变压器的损耗增大(包括空载损耗和负载损耗)。
三相不平衡的原因故障判断和解决方法
三相不平衡的原因故障判断和解决方法一、三相不平衡的基本概念三相不平衡是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。
由于各相电源所加的负荷不均衡所致，属于基波负荷配置问题。
发生三相不平衡即与用户负荷特性有关，同时与电力系统的规划、负荷分配也有关。
在电网系统中，三相平衡主要指的是三相的电压相量的大小相等，而且如果按照A、B、C的顺序进行排列，他们两两之间构成的角度都为2n/3。
而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。
《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995)适用于交流额定频率为50 赫兹。
在电力系统正常运行方式下，由于负序分量而引起的PCC 点连接点的电压不平衡。
该标准规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。
三相电流不平衡度计算方法一般有以下常用的两个公式：不平衡度%=（最大电流-最小电流）/最大电流×100%不平衡度%=（MAX相电流-三相平均电流）/三相平均电流×100%举个例子：三相电流分别为IA=9A IB=8A IC=4A，则三相平均电流为7A，相电流-三相平均电流分别为2A 1A 3A，取差值最大那个，故MAX（相电流-三相平均电流）=3A，所以三相电流不平衡度=3/7。
二、引起三相不平衡的原因引起三相电压不平衡的原因有多种，如：单相接地、断线谐振等，运行管理人员只有将其正确区分开来，才能快速处理。
1. 断线故障如果一相断线但未接地，或断路器、隔离开关一相未接通，电压互感器保险丝熔断均造成三相参数不对称。
上一电压等级线路一相断线时，下一电压等级的电压表现为三个相电压都降低，其中一相较低，另两相较高但二者电压值接近。
本级线路断线时，断线相电压为零，未断线相电压仍为相电压。
2. 接地故障当线路一相断线并单相接地时，虽引起三相电压不平衡，但接地后电压值不改变。
单相接地分为金属性接地和非金属性接地两种。
电能质量指标
电网频率我国电力系统的标称频率为50Hz，GB/T15945-2008《电能质量电力系统频率偏差》中规定：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，偏差限值可放宽到±0.5Hz，标准中没有说明系统容量大小的界限。
在《全国供用电规则》中规定"供电局供电频率的允许偏差：电网容量在300万千瓦及以上者为±0.2HZ；电网容量在300万千瓦以下者，为±0.5HZ。
实际运行中，从全国各大电力系统运行看都保持在不大于±0.1HZ范围内。
电压偏差GB/T 12325-2008《电能质量供电电压偏差》中规定：35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%；20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的土7%；220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%。
三相电压不平衡GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》中规定：电力系统公共连接点电压不平衡度限值为：电网正常运行时，负序电压不平衡度不超过2%，短时不得超过4%；低压系统零序电压限值暂不做规定，但各相电压必须满足GB/T 12325的要求。
接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%，短时不超过2.6%。
公用电网谐波GB/T14549--93《电能质量公用电网谐波》中规定：6～220kV各级公用电网电压(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%，110kV为2.0%；用户注入电网的谐波电流允许值应保证各级电网谐波电压在限值范围内，所以国标规定各级电网谐波源产生的电压总谐波畸变率是：0.38kV为2.6%，6～10kV为2.2%，35~66kV为1.9%，110kV为1.5%。
对220kV电网及其供电的电力用户参照本标准110kV执行。
公用电网间谐波GB/T 24337-2009《电能质量公用电网间谐波》中规定：间谐波电压含有率是1000V及以下<100Hz为0.2%，100~800Hz为0.5%，1000V以上<100Hz为0.16%，100~800Hz为0.4%，800Hz以上处于研究中。
电压、电流三相不平衡,如何判断与解决？
电压、电流三相不平衡，如何判断与解决？三相不平衡是电能质量的一个重要指标，虽然影响电力系统的因素有很多，但正常性不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称。
由于三相负荷的因素是不一定的，所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象，损耗线路。
不仅如此，其对供电点上的电动机也会造成不利的影响，危害电动机的正常运行。
因此，如果三相不平衡超过了配电网可以承受的范围，那么整体的电力系统的安全运行就会受到影响。
三相不平衡的基本概念三相不平衡是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。
由于各相电源所加的负荷不均衡所致，属于基波负荷配置问题。
发生三相不平衡即与用户负荷特性有关，同时与电力系统的规划、负荷分配也有关。
在电网系统中，三相平衡主要指的是三相的电压相量的大小相等，而且如果按照A、B、C的顺序进行排列，他们两两之间构成的角度都为2n/3。
而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。
《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995)适用于交流额定频率为50 赫兹。
在电力系统正常运行方式下，由于负序分量而引起的PCC 点连接点的电压不平衡。
该标准规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。
图例：理想的三相波形图与不平衡时的三相波形图三相电流不平衡度计算方法一般有以下常用的两个公式：不平衡度%=（最大电流-最小电流）/最大电流×100%不平衡度%=（MAX相电流-三相平均电流）/三相平均电流×100%举个例子：三相电流分别为IA=9A IB=8A IC=4A，则三相平均电流为7A，相电流-三相平均电流分别为2A 1A 3A，取差值最大那个，故MAX（相电流-三相平均电流）=3A，所以三相电流不平衡度=3/7。
引起三相不平衡的原因有哪些？引起三相电压不平衡的原因有多种，如：单相接地、断线谐振等，运行管理人员只有将其正确区分开来，才能快速处理。
电能质量
电力现在被人们广泛的使用，电能已成了人们使用最为普遍的能源了，电能也是一个国家的综合国力和发展水平的一个重要的标志。
保证电能的供应稳定关系到人们的正常生活生产的进行,国家经济的运行和国家电网电气设备的安全都有重要的意义。
电能质量的问题已经受到人们的普遍关注，关于电能的质量标准也已经陆续的颁布。
电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质。
理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电。
同时，在三相交流系统中，各相电压和电流的幅值应大小相等、相位对称且互差120°。
但由于系统中的发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称，负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想的状态并不存在，因此产生了电网运行、电力设备和供用电环节中的各种问题，也就产生了电能质量的概念。
围绕电能质量含义，从不同角度理解通常包括：(1)电压质量：是以实际电压与理想电压的偏差，反映供电企业向用户供应的电能是否合格的概念。
这个定义能包括大多数电能质量问题，但不能包括频率造成的电能质量问题，也不包括用电设备对电网电能质量的影响和污染。
(2)电流质量：反映了与电压质量有密切关系的电流的变化，是电力用户除对交流电源有恒定频率、正弦波形的要求外，还要求电流波形与供电电压同相位以保证高功率因素运行。
这个定义有助于电网电能质量的改善和降低线损，但不能概括大多数因电压原因造成的电能质量问题。
(3)供电质量：其技术含义是指电压质量和供电可靠性，非技术含义是指服务质量。
包括供电企业对用户投诉的反映速度以及电价组成的合理性、透明度等。
(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中的用电方的权利、责任和义务，也包括电力用户是否按期、如数交纳电费等。
目前针对电能质量问题研究的主要内容有：目前，研究和解决电能质量问题已成为电力发展的当务之急。
主要研究课题包括：信(1)研究谐波对电网电能质量污染的影响并采取相应的对策。
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中华人民共和国国家标准
电能质量GB/T155431995
三相电压允许不平衡度
Quality of electric energy supply
Admissible three-phase voltage unbalance factor1
国家技术监督局1995-04-06批准
1996-01-01实施
1主题内容与适用范围
本标准规定了三相电压不平衡度的允许值及其计算测量和取值方法
本标准适用于交流额定频率为50Hz电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的公共连接点的电压不平衡
2术语符号
2.1不平衡度unbalance factor
指三相电力系统中三相不平衡的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电压或电流不平衡度分别用εU或εI表示
2.2正序分量Positive-sequence component
将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后其正序对称系统中的分量
2.3负序分量negative-sequence component
将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后其负序对称系统中的分量
2.4公共连接点point of common coupling
电力系统中一个以上用户的连接处
3电压不平衡度允许值
3.1电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%短时不得超过4%(取值见附录A)
电气设备额定工况的电压允许不平衡度和负序电流允许值仍由各自标准规定例如旋转电机按GB755旋转电机基本技术要求规定
3.2接于公共接点的每个用户引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1.3%根据连接点的负荷状况邻近发电机继电保护和自动装置安全运行要求可作适当变动但必须满足3.1条的规定
4用户引起的电压不平衡度允许值换算
电压不平衡度允许值一般可根据连接点的正常最小短路容量换算为相应的负序电流值作为分析或测算依据邻近大型旋转电机的用户其负序电流值换算时应考虑旋转电机的负序阻抗有关不平衡度的计算见附录B
5不平衡度的测量(见附录A)
附 录 A 不平衡度的测量和取值
(补充件)
A1 本标准中值指的是在电力系统正常运行的最小方式下负荷所引起的电压不平衡度为最大的生产(运行)周期中的实测值例如炼钢电弧炉应在熔化期测量对于日波动负荷可取典型日24h 测量
A2 本标准规定的正常允许值
对于波动性较小的场合
应和实测的五次接近数值的算术
平均值对比
对于波动性较大的场合
应和实测值的95%
概率值对比
以判断是否合格
其短时允许值是指任何时刻均不能超过的限值
为了实用方便实测值的95%概率值可将实测值(不少于30个)按由大到小次序排列
舍弃前面5%的大值取剩余实测值中的最大值对于日波动负荷也可以按日累计超标时
间不超过72min
且每30min 中超标时间不超过5min 来判断
A3 不平衡度测量仪器应满足本标准的测量要求每次测量一般按3s 方均根取值对于
离散采样的测量仪器
推荐按下式计算
εε
=
=∑121
m
k
k m
(A1)
式中
εk
在3s 内第k 次测得的不平衡度
m 在3s 内均匀间隔取值次数(m 6)
对于特殊情况由供用电双方另行商定
仪器的电压不平衡度测量的绝对误差不超过0.2%
电流不平衡度测量的绝对误差不超
过1%
附 录 B 不平衡度的计算
(补充件)
B1 不平衡度的表达式
εU U U =
×2
1
100% (B1)
式中
U 1
三相电压的正序分量方均根值V U 2
三相电压的负序分量方均根值
V
如将式(B1)中U 1
U 2换为I 1
I 2
则为相应的电流不平衡度1的表达式
B2 不平衡度的准确计算式 B2.1 在有零序分量的三相系统中
应用对称分量法
分别求出正序分量和负序分量
由式(B1)求出不平衡度
B2.2 在没有零序分量的三相系统中
当已知三相量a
b
c 时
用下式求不平衡度
ε=
−−+−×136136100L
L (%)
(B2)
式中
εU a b c a b c =++++()/()4442222
B3 不平衡度的近似计算式
A3.1 设公共连接点的正序阻抗与负序阻抗相等
则
εU I U S =
⋅3102L
K
(%) (B3)
式中 I 2电流的负序值A
S K 公共连接点的三相短路容量MV A
U L
线电压
kV
B3.2 相间单相负荷引起的电压不平衡度表达式
(%)100
K
L
×=
S S U ε (B4) 式中 S L
单相负荷容量
MV A
_____________________
附加说明
本标准由中华人民共和国电力工业部提出
本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会归口
本标准由电力科学研究院机械标准化研究所华北电力学院铁道部科学研究院上
海电器科学研究所北京供电局
水利电力情报研究所等单位参加起草
本标准主要起草人
林海雪
俞莘民
施传立
殷琴芳
郭钟
戴法周 向海平。