电能质量基础知识培训.复习课程
电能质量知识 PPT
谐波的危害
干扰继电保护、自动装置和计算机系统；使电子设备工作不正 常；使量和计量仪器（感应式电度表）、仪表误差加大；降低 信号传输质量，干扰通信系统；增加电力网中谐振可能性，诱 发电压或过电流的危害；减少白炽灯使用寿命。
降低电力设备的利用率，使电气设备（如旋转电机、电容器、变 压器）以及导线（如低压中性线、电缆、母排等）过载运行 （发热、振动、异常声响等），缩短使用寿命、增加线损；降 低断路器遮断容量。例如，馈供给整流负荷的普通电力变压器， 其出力应相应的降低。降低值和变压器的杂损比（即附加损耗 与基本损耗之比）有关，如表3所列。
)7% 220V单相供电电压允许偏差为额定电压的＋7%、
－10%
电压偏差的危害
照明设备的发光和寿 命（图2）；电动机 的力矩、转速、发热、 工效以及产品质量 （图3）；变压器的 发热、温升、损耗； 并联电容器无功出力、
寿命；家用电器如电 视机的视感、寿命； 电子计算机和控制设 备不正常；
照明灯的电压特性
偶次谐波 : 2nd, 4th, 6th, 8th … 奇次谐波 : 3rd, 5th, 7th, 11th … 正序谐波 :(3n+1) 4th, 7th, 10th… 负序谐波 :(3n-1) 2nd, 5th, 8th… 零序谐波 :(3n) 3rd, 6th, 9th… 电压谐波总畸变率(失真率): V(THD)
电能质量知识
武汉七星电气有限公司公司
电能质量知识培训
武汉七星电气 技术部
培训内容
电能质量标准 电能质量定义 电能质量分类 基本概念和术语 电能质量监测仪
电能质量标准
国标：中国国家标准 IEC：国际电工委员会标准 IEEE：美国IEEE标准 EN50160：欧共体，公用配电系统供电特性
电力系统电能质量与功率平衡培训课件(共61张PPT)
电力系统中有功功率的平衡
火力发电厂有功出力受锅炉、汽轮机最小技术负荷的限制， 调整范围比较小，负荷增减速度慢。 机组投入和退出的运行时间长，承担急剧负荷响应时间长， 耗能量多，易损坏设备。 热电厂由于采取抽汽供热，效率高，但技术最小负荷取决 于热负荷，称为强迫功率。 水电厂特点 不需要燃料费，水力可梯级开发，连续使用，但受自然条 件影响。
第三章 电力系统电 能质量与功率平衡
主讲：李辉 三峡电力职业学院
第三章 电力系统电能质量与功率平衡
• 3.1 电力系统电能质量
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3.2 电力系统有功功率平衡
3.3 电力系统有功功率最优分配
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3.4 电力系统频率特性
3.5 电力系统频率调整 3.6 电力系统中的无功功率平衡 3.7 电力系统的电压管理 3.8 电力系统无功功率 3.9 电力系统的电压调整
2.5%，35~110KV为2%，220KV及以上为1.6%。
电压闪变主要表征人眼对灯闪主观感觉的参数。
电力系统中有功功率的平衡
一、频率变化对负荷和电力系统的影响
频率变化会引起工业用户异步电动机转速变化，将会影响产 品质量。
频率波动会影响电子设备的准确性和性能。
频率下降将会使汽轮机叶片的振动变大，缩短其使用寿命。
水轮发电机的出力调节范围大，增减负荷速度快，操作容 易，可承担急剧变化的负荷。
电力系统中有功功率的平衡
决定发电量的除水量外还有水位差。 水利枢纽兼顾发电、航运、防洪、灌溉、渔业、旅游，不 一定与电力负荷适应，所以必须与火电配合。 维持航运、灌溉需一定水量，这部分为强迫功率。 核电厂特点 核电厂反应堆的负荷基本上没有限制，其技术最小负荷主 要取决于汽轮发电机。 核电厂的反应堆和汽轮机退、投、增、减负荷时也要消耗 能量、花费时间，易损坏设备，因此，在运行中核电厂不宜 带急剧变动的负荷。 一次投资大，运行费低。
电能质量专业基础知识5
单位 换流站名称
电能质量问题现象及原因的详细描述
随着换流站投运，上海电网超高压、高压、中压、低压系统和 复奉直流换 变配电中11、13次谐波大幅升高，特别是复奉直流输送容量大 上海 流站 的时候更严重。最典型的是上海斜土地区11、13次谐波严重超 标。引起居民的进口家用电器使用异常、投诉。 5次谐波在锦苏直流白天大负荷运行期间较大，夜间锦苏直流小 江苏 苏州换流站 负荷运行时较低。 换流站投运后，金华换流站周边的500kV变电站谐波电压畸变 浙江 金华换流站 率明显提高，500kV信安变的日间谐波电压畸变率超过2.5%。 电流数据显示，66kV母线3次谐波电流较高、66kV4号并联电抗 柴达木换流 青海 器分支B相谐波最大值较高，20次谐波电流较高。可能引起站 站 内无功补偿设备、电容器故障率提高等问题。 2012年6月12日，黑河换流站直流50Hz保护动作导致直流闭锁 黑龙 。引起保护动作的原因为俄罗斯电网电能质量问题，经500kV 黑河换流站 江 阿黑线传递到黑河换流站，引起直流电流谐波异常增大，最终 导致闭锁。
电压事件标记
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标记要求
• A级监测终端应当对电压事件（包括电压暂降、电压 暂升、电压中断）发生时刻的频率、电压波动与闪变、 供电电压偏差、不平衡、谐波及间谐波测量结果，作 出标记。 • 使用标记的概念可避免将同一信号事件在不同参数测 量中被重复使用（例如，将单次暂降同时记作暂降和 频率变化），并表明累积值可能是不可靠的。
四川 陕西
沙溪坝、城南、 白石岩变电站110KV 调查白石岩变电站无功设备损坏事件，监测标明，白石岩变电站110KV电压畸变 宝轮牵引站 出线 率长期超2%国标限值。 由于负序和谐波影响造成发电机功率变送器输出瞬间下降，使得机组DCS按照功 330千伏蟠龙牵 大唐宝鸡热电厂 率变化做出相应负荷调整，发生原因为蟠龙变四台单相牵引变正在开展冲击合 80 闸试验。
电能质量讲座PPT课件
05 电能质量问题的解决方案
针对电压波动与闪变的解决方案
总结词
通过改善电源和负载特性，可 以降低电压波动与闪变对电力
系统的影响。
优化电源和负载特性
通过改进电源和负载的设计， 降低其波动性和敏感性，从而 减少电压波动与闪变的影响。
增加无功补偿装置
通过在系统关键节点安装无功 补偿装置，可以改善电压稳定 性，减少电压波动与闪变。
影响
可能导致电机过热，影响照明设备寿命，增加变压器和线路 损耗。
03 电能质量监测与评估
监测方法与设备
监测方法
实时监测、定期监测、抽样监测
监测设备
电能质量分析仪、示波器、频谱分析仪等
评估标准与流程
评估标准
电压波动、频率偏差、谐波、闪变等
评估流程
数据采集、数据处理、结果分析、报告编制等
监测数据的分析与应用
标准化发展
不断完善电能质量相关的标准体系，包括基础标准、 测试方法标准、设备标准等，为电能质量技术的发展 和应用提供指导和依据。
新技术与新方法的研发与应用
新技术研究
研究新的电能质量检测、分析、评估和控制技术，提高 电能质量监测的准确性和实时性，为电能质量的优化提 供技术支持。
新方法应用
推广和应用新的电能质量管理方法，如基于数据挖掘和 人工智能的电能质量监测与评估方法，提高电能质量管 理的效率和效果。
加强无功补偿和滤波处理
在系统关键节点安装无功补偿装置和 滤波器，提高系统的无功支撑能力和 滤波效果，减少电压不平衡的发生。
优化电源和负载的设计，降低其不对 称性，从而减少电压不平衡的发生。
06 电能质量发展趋势与展望
国际合作与标准化发展
电能质量优化控制与节能技术培训课件(PPT 66张)
VI cos(1cos2t) VI sinsin2t
Part I 电阻性功率
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Part II 电抗性功率
无功的基波概念
电力系统无功及相关问题
电压问题的表现形式与补偿方式
• 电压偏差（过电压与欠电压） • 电压暂降与暂升 • 电压波动与闪变 • 暂时过电压与瞬态过电压 • 三相电压不对称
.
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无功的基波概念
电力系统无功及相关问题
电压问题的表现形式与补偿方式
• 电压偏差（过电压与欠电压） • 常规无功补偿（FC） • 电压暂降与暂升 • VQC • 电压波动与闪变 • 暂时过电压与瞬态过电压 • 三相电压不对称
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无功的基波概念
电力系统无功及相关问题
“传统的”无功概念与问题（正弦波环境）
• 储能元件
• 能量的存储与释放 • 功率因数和功率因数角 • 合理性 • 无功补偿的意义 • 可行性 • 分层与分区补偿
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无功的基波概念
电力系统无功及相关问题
“传统的”无功概念与问题（正弦波环境） 输电稳定性的考虑
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无功概念的扩展
电力系统无功及相关问题
电力电子装置的功率因数：阻感负载（单相）
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无功概念的扩展
电力系统无功及相关问题
电力电子装置的功率因数：阻感负载（单相）
22 In Id n π
n 1 ,3 ,5 ,...
2 2 I1 Id π I1 2 2 0.9 I π
未来大负荷中心区的设想
远距 发端
远距 发端 动补 动补
电能质量培训通用课件
分布式电源与储能技术
分布式电源与储能技术的结合应用，为提高电能质量提供了新的解决方案。
分布式电源如风能、太阳能等可再生能源的引入，能够减少传统电网的负担，降低因远距离传输而产生的电能损耗。同时， 储能技术的快速发展为电网提供了调峰、调频和稳定电压等功能，进一步改善了电能质量。通过合理配置和应用分布式电源 与储能技术，可以实现更加智能、高效的电网运营和管理。
有源滤波器技术是一种先进的谐波治理方法，能够动态抑 制谐波并补偿无功功率。
有源滤波器通过实时监测系统中的谐波电流，并产生相应 的补偿电流进行抵消，从而消除谐波对电能质量的影响。 同时，它还可以根据负载的无功需求提供动态补偿，确保 供电系统的稳定性和可靠性。
电压调节与稳定控制
电压调节与稳定控制是保障电能质量的关键措施，能够应对电压波动和突然断电 等突发状况。
电能质量监测设备与技术
测量仪表
在线监测系统
用于测量电网参数的仪表，如电压表 、电流表、功率因数表等。
集成了多种监测设备和技术，能够对 电网进行实时、在线的监测和管理。
专用监测设备
针对电能质量问题开发的专用监测设 备，如谐波分析仪、闪变测量仪等。
03 电能质量问题及其影响
电压波动与闪变
总结词
电压波动和闪变是由于电力系统 电压幅值快速、周期性地变化所 引起的现象，对敏感电力电子设 备和控制系统影响较大。
制定国际标准，推动各行业标准化进程，促进全球贸易和发展。
国家电能质量管理政策与法规
国家能源局
第三讲_电能质量基本概念、标准和要求.ppt
第三讲电能质量的基本概念、定义和标准3.1 电能质量的特点及其标准3.2 频率质量和频率调整3.3电压质量和电压调整3.3.1电压值的偏差3.3.2电压值的波动和电压闪变3.3.3电压骤降或下陷3.3.4电压突升和电压裂痕3.4 波形质量和抑制谐波的措施3.5 三相电压、电流的不平衡度3.6 与风电场有关的电能质量3.6.1 风电场的电压闪变3.6.2 谐波3.6.3. 联网风力机电能质量的量测和评估3.1电能质量的特点及其标准n电能是特殊的商品。
生产、消费、储存（仓库）、损耗、选择性、价格n理想的三相交流电系统：①恒定的频率（50/60Hz）(全网统一)②规定的电压等级(分层分布)③完好的正弦电压波形完好的电压和电流波形：幅值相等，相位差120°的平衡状态。
④连续的向负荷供电。
n电能质量一般用频率、电压、波形和三相电压、电流的不平衡度来衡量。
n电气设备的额定工况与合格电能质量电能质量的特点n电能质量在空间上和时间上均处于动态变化之中，对于不同的供（或用）电点在不同的供（或用）电时刻，标志电能质量的参数是不同的。
n电能质量的标准是对一般、大多数用户的，特殊用户对电能质量有特殊的要求n电能质量的内容和标准将随着各个国家经济水平和技术的发展而不同。
n电能质量的控制需要相当的投入（包括电网结构的改进，有功功率和无功功率的平衡，各种调频、调压、滤波和无功补偿装置的使用以及调度和运行技术管理等），而且控制技术也在不断发展和完善之中。
n电能的质量不完全取决于电力生产部门，电能从生产到消耗是一个整体，电力系统的发、供、用始终处于动态平衡之中，其中任何一个环节都会对电能质量产生影响。
保证电能质量水平需要多方面的配合n不合格的电能质量不仅危害用户，而且危害电力生道者。
电能质量越出规定的危害n电流发热与电动力；电压与绝缘；电能转化成其它能量形式；——负荷率为85%的电动机，当电压下降10%～15%时则可能失去稳定；——谐波会造成功率的附加损耗及缩短设备的电气绝缘寿命（设备寿命）；——一些对电能质量敏感的设备，例如电压的一次突然凹陷可能使精密芯片的生产线上的产品报废，也可能使计算机上几十小时处理的数据丢失——加拿大的电工协会研究后指出，包括电压凹陷/振荡等瞬时突变现象和谐波在内的电能质量问题，每年会让加拿大生产损失12亿美元影响电能质量的主要因素①自然现象和灾难，如雷击；②电力设备及装置故障或保护误动作；③终端用户非线性、冲击性负荷的大量使用；④电力电子设备在发输电系统中的大量应用；⑤设备制造；⑥人为事故。
赛尔传媒电能质量行业知识培训
电能质量培训文件之一:电能质量行业知识及小行业知识培训一．什么是电能质量二．小行业划分1．无功补偿2．谐波三．电能质量主要小行业及产品1．主要无功补偿设备①．TSC②．LC型无源滤波器③．SVC④．STATCOM（SVG）2．主要滤波装置①．有源滤波器②．无源滤波器3．主要元器件①．电容器②．电抗器③．控制器④．投切开关⑤．电能质量检测设备四．电能质量主要产品分类表赛尔传媒电能质量项目组余平江2010年12月25日什么是电能质量？电能质量(Power Quality)，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。
其可以定义为：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，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。
在现代电力系统中，电压暂降和中断已成为最重要的电能质量问题。
其中：(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。
小行业划分:电能质量所涉及的小行业主要包括：无功补偿.谐波治理.电能质量检测.其他电能质量问题(如中断.电压暂降.瞬间过电压等)这几方面;一.无功补偿什么是无功补偿:交流电在通过纯电阻的时候,电能都转成了热能,而在通过纯容性或者纯感性负载的时候,并不做功.也就是说没有消耗电能,即为无功功率.当然实际负载,不可能为纯容性负载或者纯感性负载,一般都是混合性负载,这样电流在通过它们的时候,就有部分电能不做功,就是无功功率,此时的功率因数小于1,为了提高电能的利用率,就要进行无功补偿.国家规定在达到0.85或0.9以上.如你达不到就要加收力调电费二.什么是谐波？"谐波"一词起源于声学。
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当电压低于80％时，直流电机被跳闸。
当电压低于70％，持续时间超过6个周波时，VSD被切除。而对于一些精细加工 业中的电机，当电压低于90％、持续时间超过3个周波时，电机就会被跳闸而退 出运行。
standards
ITIC (CBEMA): Computer & Business Equipment
Manufacturer's Association
SEMI F47: Specification For Semiconductor Process
Equipment Voltage Sag Immunity
电能质量基础知识
• IEEE 1159：
电能质量基础知识
• IEEE 1159：
电能质量基础知识
• 国内电能质量标准介绍
GB 12325-1990 电能质量 供电电压允许偏差 GB 12326-2000 电能质量 电压波动和闪变 GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度 GB/T 15945-1995 电能质量 电力系统频率允许偏差 GB/T 18481-2001 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压 GB 17626.7-1998 供电系统及所连设备谐波、间谐波的测量
波动和闪变主要对照明设备产生影响。人的视觉对8.8Hz 左右的波动特别敏感。
电能质量基础知识
电压波动的波形
电能质量基础知识
• 频率变动
频率变动直接受系统发电机旋转速度的影响，反映了负荷 和发电机功率的平衡。
—大的输电系统故障，切除大片负荷区，大型发电机退出 系统都可能造成频率变动超出允许范围。
—因为很小的频率变化会对发电机和汽轮机产生严重的影 响。供电企业对系统频率采取了严格的控制。
电能质量问题的危害
一次电源波动可能造成的巨大经济损失
电能质量问题的危害
IBM的研究结果
电能质量问题的危害
电压跌落对一些设备的危害
芯片测试 PLC （可编程控制 器） 机器人
直流马达 变频器
接触器
当电压低于85％时，测试仪停止工作，芯片、主板可能被毁；
早期的产品，当电压低于10％时，仍能持续工作15个周波。新版产品，当电压低 于(50～60)％时，PLC停止工作；而目前很多资料介绍，当电压低于81％时， PLC停止工作；一些I/O设备，当电压低于90％、持续时间仅几个周波，就会被 切除。
电能质量基础知识
• 标准的三相电压与电流：
电能质量基础知识
• 标准的三相电压波形
电能质量基础知识
• 常见的电能质量问题： • 电磁瞬态 • 电压变动 • 电压、电流三相不平衡 • 电压、电流波形畸变 • 电压波动与闪变 • 频率变动
电能质量基础知识
• 电压变动－短时变动与长期变动
电能质量基础知识
和测量仪器导则 GB 17625.7-1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值
电能质量基础知识
• 电能质量国家标准摘要（1）
电能质量基础知识
• 电能质量国家标准摘要（2）
电能质量问题的危害
美国工业每年因供电可靠性问题造成损失为250－ 500亿美元(美加8月14日大停电）。 台湾半导体工业区一次停电导致全世界半导体芯 片价格暴涨。 电压几百毫秒的跌落（低于90％额定值），导致 许多电动机跳闸，工厂停工。气体放电灯熄灭， 15分钟后才能重新点亮，对大型比赛造成巨大损 失－如奥运比赛。 谐波干扰精密电子设备工作，引起电动机等设备 的异常发热，影响设备寿命甚至造成永久性损坏 。 供电电压的闪变和三相不对称，导致许多电气设 备工作异常，如灯闪烁、电动机烧毁。
—用户侧的频率变化较为普遍，且大都在允许范围内。
电能质量基础知识
• 电能质量的标准 • 国外电能质量标准 • 国内电能质量标准
电能质量基础知识
• 国外电能质量标准介绍
IEC 61000-4-11: voltage dip immunity standards IEC 61000-4-34: voltage dip immunity standards IEEE 1159: Monitoring Electric Power Quality
• 短时电压变动
电能质量基础知识
电能质量基础知识
电能质量基础知识
• 长期电压变动
过电压：1.1pu<U<1.2pu，t>1min 欠电压：0.8pu<U<0.9pu，t>1min 持续中断：U=0.0pu，t>1min
原因：
– 大负荷投切，无功补偿变化，电压调节能力不 足，变压器分接头误操作。
电能质量基础知识
变频电机吸收电流的波形－含大量5、7次等谐波！
电能质量基础知识
电能质量基础知识
• 电压波动
指电压在电压包络线内有规律变动或随机的变化。大小一 般在0.95－1.05pu。
电流（无功）变化大的负荷，会导致电压的波动。
负荷电流幅值的连续快速变化导致电压的迅速变化，称之 为闪变。
输配电系统中，电弧炉是产生电压波动最主要的原能质量基础知识
• 电能质量定义（Power Quality）：
表现为电压、电流或频率的偏差，造成用 户设备故障或错误动作的任何电力问题都 是电能质量问题。 IEEE（美国电气和电子工程师协会）：给 敏感设备以适合该设备的电力供应及接地 方式。 IEC（国际电工委员会）：供电系统在正常 工作情况下不中断和干扰用户使用电力的 物理特性。
电能质量基础知识
• 供电电压跌落的统计频度
电能质量基础知识
• 电压、电流三相不平衡
电能质量基础知识
• 电压、电流波形畸变
直流偏移－地磁干扰，半波整流。导致变压器饱和等影响 。 谐波－基频整数倍的正弦电压电流，非线性负载。 间谐波－离散的频率或宽带的频谱。静止变频器，循环换 流器，感应电动机，电弧发生装置，电力线载波信号。 陷落－电力电子设备正常操作时，由一相换流至另一相时 ，两相间瞬时短路产生的周期性的电压干扰。产生连续直 流输出的三相整流器。 噪声－无意义的电磁信号。电力电子设备，控制电路，电 弧发生装置，电力开关，不正确的接地。