电能质量供电电压偏差
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%。
GBT 12325-2003 《电能质量 供电电压允许偏差》
中华人民共和国国家标准电能质量供电电压允许偏差GB/T 12325-2003Power quality-Admissible deviation of supply voltage中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2003-09-15 发布2004-03-01 实施1 范围本标准规定了供电电压允许偏差。
本标准适用于交流50Hz电力系统在正常运行条件下供电电压对标称系统电压的偏差。
本标准不适用于瞬态和非正常运行情况。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 156-2003 标准电压3 术语和定义下列术语和定义适用与本标准。
3.1 标称系统电压nominal system voltage系统设计选定的电压。
［GB 156-2003的3.1］。
3.2 供电端 supply terminals供电部门的配电系统与用户电气系统的联结点。
［GB 156-2003的3.3］。
3.3 供电电压 supply voltage在供电端相对相或相对中性导体的电压。
［GB 156-2003的3.4］。
3.4 电压偏差 deviation of voltage电力系统正常运行的电压偏移。
计算公式如下：实测电压－标称系统电压电压偏差（％）＝Х100％标称系统电压4 供电电压的允许偏差4.1 35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称系统电压的10％。
注：如电电压上下偏差同号（均为正或负）时，按较大的偏差绝对值作为衡量依据。
4.2 10 kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±10%。
4.3 220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7％、-10%。
4.4对供电电压允许偏差有特殊要求的用户，由供用电双方协议确定。
第1讲 供电电压偏差标准
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Apr. 2011 Vol. 30 No. 4
专
家
讲
座
的生产设备运行不正常 。 有些载重设备 （ 如起 重机 、 碎磨机 ） 的电动机 ， 还会因电压降低而不能启动 。 此 外 ， 电压降低 ， 电动机电流将显著增大 ， 绕组温度升 高 ， 在严重情况下 ， 会使电动机烧毁 。 图 2 示出了异 步电动机的电流 、 效率和功率因数与电压的关系 。 电 压偏差对同步电动机的影响和异步电动机相似 ， 端电 压变化虽不引起同步电动机的转速变动 ， 然而 ， 其启 动转矩与端电压平方成正比 ， 而其最大转矩与端电压
2． 4
2． 2
对电动机的影响 用户中大量使用的异步电动机 ， 当其端电压改变
时 ， 电动机的转矩 、 效率和电流都会发生变化 。 异步 电动机的最大转矩 （ 功率 ） 与端电压 的平方成正比 ， 如电动机在额定电压时的转矩为 100 % ， 则在端电压 为 90 % 额定电压时 ， 其 转 矩 将 为 额 定 转 矩 的 81 % ， 如电压降低过多 ， 电动机可能停止运转 ， 使由它带动
－ 2008 《电能质量 % 供电电压偏差》、 GB / T 15945 － 2008 《电能质量 % 电力系统频率偏差 》、 GB / T 14549 － 1993 《电能质量 % 公用电网谐波 》、 GB / T 12326 － 2008 《电能质量 % 电压
波动和闪变 》、 GB / T 15543 － 2008 《 电能质量 % 三相电压不平衡 》、 GB / T 24337 － 2009 《 电能质量 % 公用电网间谐波 》 以及 GB / T 18481 － 2001 《 电能质量 % 暂时过电压和瞬态 过电压 》 （ 其中有的标准已修订过一 、 二次 ）。 这些标准从不同方面反映了供电电压的 一些基本特性 ， 这些特性关系到各行各业用户电气设备的安全和经济运行 、 广大人民群 众的生活和工作 ， 以及许多产品的质量 。 实际上 ， 电能质量关系到国民经济的总体效 益 。 因此 ， 正确理解和严格执行相关的电能质量标准有重要意义 。 本讲座的目的是使广 大电气工作者对现行的关于电能质量指标的国家标准有较全面的认识 ， 以利于标准的贯 彻和执行 。
电能质量标准介绍
供电电压的允许偏差-偏差值
220V单相供电电压允许偏差为过标称系统 电压的+7%、-10%。 对于供电电压允许偏差有特殊要求的用户， 由供用电双方协议确定。
电能质量 2 三相电压允许不平衡度
现行标准：GB/T15543-1995 ======================================
A
电流
电压
B 电流
注： UN为标称电压， Uh为谐波电压； IN为额定电流， Ih为谐波电流。 A级仪器频率测量范围为0-2500Hz，为精密仪器；B级仪器用于一般测量
电能质量 5 电压波动和闪变
现行标准：GB12326-2000
=====================================
公用电网谐波 ---谐波测量允许的误差
等级 被测量 电压 条件
Uh ≥ 1%UN Uh < 1%UN Ih ≥ 3%IN Ih < 3%IN Uh > 3%UN Uh < 3%UN Ih ≥ 10%IN Ih < 10%IN
允许误差
5%Uh 0.05%UN 5%Ih 0.15%IN 5%Uh 0.15%UN 5%Ih 0.50%IN
电能质量标准介绍
一.电能质量-供电电压的允许偏差 二.电能质量-三相电压允许不平衡度 三.电能质量-电力系统频率允许偏差 四.电能质量-公用电网谐波 五.电能质量-电压波动和闪变（简单介绍） 六.电能质量-暂态过电压和瞬态过电压 （简单介绍）
电能质量 1 供电电压的允许偏差
三相电压允许不平衡度-术语
正序分量 positive-sequence componet
将不平衡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。 将不平衡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。
衡量电能质量的主要指标
衡量电能质量的主要指标
电能质量即电力系统中电能的质量。
理想的电能应该是完美对称的正弦波。
一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。
电能质量(Power Quality)，从严格意思上讲，衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量四个方面的相关术语和概念。
电能质量的主要指标有：电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、公用电网谐波和公用电网间谐波等。
我国还对应颁布了六项的电能质量相关标准，分别是：
1、GBT12325-2019电能质量供电电压偏差
2、GBT15945-2019电能质量电力系统频率偏差
3、GBT15543-2019电能质量三相电压不平衡度
4、GBT12326-2019电能质量电压波动和闪变
5、GBT14549-1993电能质量公用电网谐波
6、GBT24337-2019电能质量公用电网间谐波。
中国民用电标准
中国民用电标准
中国民用电的标准如下：
1.电压标准：我国民用标准电压为220V。
2.波动范围：工业标准用电380V是三相供电电压，380V理论上要达到土7％，因380V一般是工厂的用电，情况难控制，通常可以套用220V的要求，即：+7％,-10％。
动力380V照明220V允许波动范围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系统电压的l0％；20kV及以下三相供电电压偏差为标称系统电压的士10％；10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的士7％。
请注意，以上信息仅供参考，实际标准可能会因地区和具体规定而有所不同。
电压质量标准
电压质量标准
新闻中心(阅读:215次)
一、电压质量指缓慢变化（电压变化率小于每秒1%时实际电压值与系统标称电压值之差）的电压偏差值指标。
二、用户受电端供电电压允许偏差值规定
1、35kV及以上用户供电电压正负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%。
2、10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。
3、220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。
4、对电压允许偏差值有特殊要求的用户，应在供用电合同中明确。
三、电力网电压质量控制标准
1、发电厂和220kV变电站的110—35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%—+7%；事故运行方式时为系统额定电压的±10%。
2、带地区供电负荷的变电站的10KV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0—+7%。
3、变电站各母线电压曲线由调度部门根据季节下达，特殊运行方式下的电压具体允许偏差值由调度部门确定。
四、供电质量规定：
根据国家电力监管委员会第8号令于2005年8月1日起施行的《供电服务监管办法（试行）》规定：在电力系统正常的情况下，供电企业的供电质量应当符合下列规定：
1、向用户提供的电能质量符合国家标准或者电力行业标准。
2、城市地区年供电可靠率不低于99.00％，城市居民用户受电端电压合格率不低于95.00％。
3、农村地区年供电可靠率和农村居民用户受电端电压合格率由电力监管机构根据各地实际情况规定。
不同电压等级允许的电压偏差
不同电压等级允许的电压偏差电压等级是指电力系统中规定的电压标准，不同的电压等级适用于不同的电力设备和电气设备。
在电力系统中，电压的稳定性对设备运行和电网安全都非常重要。
因此，针对不同的电压等级，都有对应的允许电压偏差标准。
一般来说，电压偏差是指在正常运行条件下，电网中各个节点或者用户端所测得的电压值与其额定电压值之间的差值。
在正常情况下，电压偏差不应该超过一定的标准范围，否则会对设备运行和用电安全造成影响。
不同的电压等级允许的电压偏差标准是不同的。
下面将分析一下常见的电压等级对应的允许电压偏差标准。
1.高压输电线路电压等级在高压输电线路中，通常采用的电压等级有220kV、330kV、500kV 等。
在这些电压等级下，允许的电压偏差标准一般是按照百分比来规定的。
一般来说，220kV的电压等级允许的电压偏差在正负10%之间，330kV和500kV的电压等级允许的电压偏差在正负5%之间。
这是因为在高压输电线路中，电压偏差过大会对线路的传输容量和稳定性造成影响，同时也会对线路上的设备和电器造成潜在的安全隐患。
因此，对于高压输电线路来说，严格控制电压偏差是非常重要的。
2.中压配电线路电压等级在中压配电线路中，常见的电压等级有3kV、6kV、10kV等。
对于这些电压等级，允许的电压偏差标准一般也是按照百分比来规定的。
一般来说，3kV的电压等级允许的电压偏差在正负5%之间，6kV和10kV的电压等级允许的电压偏差在正负3%之间。
在中压配电线路中，允许的电压偏差标准相对较小，这是因为中压配电线路一般服务于城市和工业区域，对电压的稳定性要求较高。
如果允许的电压偏差范围过大，会给工业生产和城市用电带来很大的影响。
3.低压配电线路电压等级在低压配电线路中，常见的电压等级有220V、380V等。
对于这些低压配电线路来说，允许的电压偏差标准也是非常严格的。
一般来说，220V的电压等级允许的电压偏差在正负5%之间，380V的电压等级允许的电压偏差在正负2%之间。
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供电电压偏差1.基本定义1.1 系统标称电压用一标志或识别系统电压的给定值。
1.2 供电点供电部门配电系统与用户电气系统的联接点。
1.3 供电电压供电点处的线电压或相电压。
1.4 电压偏差实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值以百分数表示1.5 电压合格率实际运行电压偏差在限值范围内累计运行时间与对应的总运行时间的百分比。
2.电压偏差根据电工学理论,两电势点之间的电势差称为电压,用U表示,单位为V(伏),分为直流电压与交流电压。
电压偏差即为实际供电电压与额定供电电压之间的差值。
引起电压偏差的因素有无功功率不足、无功补偿过量、传输距离过长、电力负荷过重和过轻等,其中无功功率不足是造成电压偏差的主要原因。
供电电压偏差是电能质量的一项基本指标。
合理确定该偏差对电气设备的制造和运行，对电力系统的安全性和经济性都有重要意义。
2.1 供电电压偏差的限值35kv及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%；注：如供电电压上下偏差同号（均为正或负）时，按较大的偏差绝对值作为衡量标准。
20kv及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。
220kv单相供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%。
对供电点短路容量较小、供电距离较长以及对供电电压有特殊要求的用户，由供、用点双方协议确定。
2.2 供电电压偏差的测量2.2.1 测量仪器性能的分类测量仪器性能分两类，分别定义如下：A级性能----用来进行需要精确测量的地方，例如合同的仲裁、解决争议等。
B 级性能----可以用来进行调查统、排除故障以及其他的不需要较高精确度的应用场合。
注：应该根据每个具体应用场合来选择测量仪器性能的级别。
2.2.2 供电电压偏差的测量方法获得电压有效值的基本测量时间窗口应为10周波，并且每个测量时间窗口应该与紧邻的测量时间窗口接近而不重叠，连续测量并计算电压有效值的平均值，最终计算获得供电电压偏差值，计算如下：电压偏差（%）=系统标称电压系统标称电压—电压测量值×100% 对A 级性能电压监测仪，可以根据具体情况选择四个不同类型的时间长度计算供电电压偏差：3s 、1min 、10min 、2h 。
对B 级性能电压监测仪制造商应该表明测量时间窗口、计算供电电压偏差的时间长度。
时间长度推荐采用1min 或10min 。
2.2.3 仪器准确度A 级性能电压检测仪的测量误差不应超过±0.2%；B 级性能一起的测量误差不应该超过±0.5%2.2.4 电压合格率统计被监测的供电点称为监测点，通过供电电压偏差的统计计算获得电压合格率。
供电电压偏差监测统计的时间单位为min ，通常每次以月(或周、季、年)的时间为电压监测的总时间，供电电压偏差超限的时间累计之和为电压超限时间，监测点电压合格率计算公式如下：%100-1%⨯=）总运行统计时间电压超限时间（）电压合格率（ 2.2.5 电网电压检测电网电压监测分为A 、B 、C 、D 四类监测点：（1）A 类为带地区供电负荷的变电站和发电厂的20kV 、10(6)kV 母线电压。
（2）B 类为20 kV 、35 kV 、66 kV 专线供电的和110 kV 及以上供电电压。
（3）C类为20 kV、35 kV、66 kV非专线供电的和10(6)kV供电电压。
每10MW负荷至少应设一个电压监测点。
（4）D类为380/220 V低压网络供电电压。
每百台配电变压器至少设2个电压监测点。
监测点应设在有代表性的低压配电网首末两端和部分重要用户处。
各类监测点每年应随供电网络变化进行调整。
3.电压偏差的危害3.1 对用电设别的影响用电设备是按照额定电压进行设计、制造的。
如照明常用的白炽灯、荧光灯,其发光效率、光通量和使用寿命均与电压有关。
图1中的曲线表示白炽灯和荧光灯端电压变化时,其光通量、发光效率和寿命的变化。
白炽灯对电压变动很敏感。
从图3.1中可看出,当电压较额定电压降低5%时,白炽灯的光通量减少18%;当电压降低10%时,光通量减少30%,照度显著降低。
当电压较额定电压升高5%时,白炽灯的寿命减少30%;当电压升高10%时,寿命减少50%,这将使白炽灯损坏的数量显著增加。
再比如许多家用电器(如洗衣机、电风扇、空调机、电冰箱、抽油烟机等)内的单相异步电动机,电压过低会影响电动机的起动,使转速降低、电流增大,甚至造成绕组烧毁的后果;电压过高,有可能损坏绝缘或由于励磁过大而发生过电流。
图3.1 照明灯的电压特性3.2 对电力系统稳定运行的影响电力系统维持同步运行的能力与电网电压水平有很大的关系,即 δsin ∑=X EU P 3-1 式中 P ---三相功率 E ---发电机电动势U ---系统线电压 δ---U E 、之间相位角∑X ---线路总阻抗各量可用标幺值,也可用有名值。
式3-1称为单机无穷大系统功角特性。
当电力系统结构确定,即∑X 已确定的情况下,提高系统电压及发电机电动势(发电机端电压也相应提高)就能大大提高系统的静态稳定极限。
对于简单输电系统中无功功率与电压存在以下关系:∑=X U E U Q )-cos (δ 3-2 式中 Q ---三相无功功率 U ---系统线电压E ---发电机电动势由式3-2可见,当U E >δcos 时,在系统母线上将得到来自发电机的无功功率,U E 、相差越多,Q 就越大;反之,当U E <δcos 时,发电机有可能从系统吸收无功功率,发电机进相运行。
由于系统的运行电压不能太高,从整个系统无功功率电压要求来看,有时要求发电机吸收无功功率,以满足系统无功功率平衡、电压水平的要求,这时E 就要降低。
然而,当U E <时,由于E 降低,使静态稳定极限降低,不利于电网稳定运行。
但在一般情况下,两者是没有矛盾的。
在高峰有功负荷时,电网也需要较多的无功功率,线路重负荷,E也比较高,静态稳定极限也比较高。
在负荷低谷时,线路功率也比较小,E低一些也不致影响电网运行的稳定。
对于远距离的输电系统,从电网经济性考虑,不应从远方发电机输送无功功率至受端系统。
但从稳定性的要求考虑,发电机电动势或机端电压数值应较高,因此要限制发电机的进相运行或高功率因数的运行方式。
3.3对电网经济运行的影响输电线路和变压器在输送功率不变的条件下,流过电流大小与运行电压成反比。
电网低电压运行,会使线路和变压器电流增大。
线路和变压器绕组的有功损耗与电流平方成正比,因此低电压运行会使电网有功功率损耗和无功功率损耗大大增加,增大了供电成本。
4.治理电压偏差超标的对策电压偏差超标治理的主要对策是采取各种调压手段和方法,在各种不同运行方式下,使用户的电压偏差符合国家标准。
主要包括以下几种电压调整方式。
4.1中枢点电压管理电力系统电压的监视和调整可以通过对中枢点电压的监视和调整来实现。
所谓中枢点,是指电力系统中可以反映系统电压水平的主要发电厂和变电站的母线,很多负荷都由这些母线供电。
若控制了这些中枢点的电压偏差,也就控制了系统中大部分负荷的电压偏差。
根据电网运行经验,为了满足中枢点供电电力用户的电压要求,一定电压等级的线路的供电距离和供电容量是有一定范围的。
对于中枢点的电压调整,也可根据电力网的不同性质,大致确定一个中枢点电压的变动范围。
4.2 发电机调压发电机不仅是有功电源,而且也是无功电源,有些发电机还能通过进相运行吸收无功功率,所以可用调整发电机端电压的方式进行调压。
现在的同步发电机都装有自动励磁调节设备,其主要功能是自动调整发电机的机端电压、分配无功功率,提高发电机同步运行的稳定性。
按规定,发电机可以在其额定电压的95% ~105%范围内保持以额定功率运行。
这是一种充分利用发电机设备,不需额外投资的调压手段。
4.3 变压器调压双绕组电力降压变压器的高压绕组上除主分接头外,还有几个附加分接头,供需要不同电压时使用。
容量在6 300kVA及以下无载调压的电力变压器一般有2个附加分接头,主分接头对应变压器的额定电压为U, 2个附加分接头分别对应1. 05N U和0. 95N U。
容量在8 000 NkVA及以上时,一般有4个附加分接头,分别对应1.05U、1.025N U、N0.975U、0.95N U。
N4.4 改变电网无功功率分布调压当线路、变压器传输功率时,会产生电压损耗。
因而如果能改变线路、变压器等电网元件上的电压损耗,也就改变了电网各节点的电压大小。
由电压损耗表达式UQX∆可知,要改变电压损耗有(+=PRU/)2种办法:一种是改变网络参数,如串联电容,利用串接的电容、电感上电压相位差0180的特点,抵消部分电抗;另一种是改变电网元件中传输的功率。
5.总结对于国内电网,目前造成电压偏差的主要原因是无功功率不足或无功补偿容量不匹配;而造成频率偏差的主要原因是变化周期在10 s~3 min的负荷脉动和变化十分缓慢的持续变动分量并带有周期规律的负荷波动。
电网电压偏差过大,会造成用电设备寿命缩短、电力系统稳定极限下降以及电网运行费用增加;电网频率偏差过大,会造成负荷功率波动以及电动机超速故障等。
针对电压偏差问题的治理方法包括中枢点电压调整、发电机调压、变压器调压以及改变电网无功功率分布调压,对电力用户的治理办法主要是无功补偿;针对电力系统频率偏差问题的治理方法包括一次调整以及二次调整。