安(ān)科瑞(ruì) 陳(chén)聰

摘要：自電能產生(shēng)後，其在一(yī)定程度上提(tí)升了社會的發展速(sù)度，也給社會(huì)的發展提(tí)供(gōng)了(liǎo)新方(fāng)向。電(diàn)能作為一種(zhǒng)商品，質(zhì)量(liáng)就是(shì)衡(héng)量它價值(zhí)的尺(chǐ)度，不同(tóng)的用(yòng)戶對電能質量(liáng)的(dí)要(yào)求也(yě)是不同(tóng)的。目前(qián)，我(wǒ)國在發展的過(guò)程中利(lì)用在綫(xiàn)檢測(cè)技術對電(diàn)網(wǎng)運作情(qíng)況進行監督，並(bìng)根據監督的(dí)結(jié)果(guǒ)對電(diàn)壓偏差等(děng)方(fāng)麵的數據信息進行收集。而技術人(rén)員(yuán)能(néng)夠根據所(suǒ)收集(jí)的數(shù)據，判(pàn)斷(duàn)電網在實際(jì)使(shǐ)用過(guò)程中(zhōng)存在(zài)在(zài)的(dí)問題，提升電網(wǎng)的運(yùn)作(zuò)水(shuǐ)平，為人(rén)們提供(gōng)更加優質的(dí)電能。

關(guān)鍵詞(cí)：電網(wǎng)電(diàn)能質(zhì)量；電(diàn)能質(zhì)量(liáng)在(zài)綫(xiàn)監(jiān)測裝置；電(diàn)能質(zhì)量(liáng)在(zài)綫監測係(xì)統；

1. 前(qián)言

現(xiàn)代(dài)社會(huì)的(dí)發展(zhǎn)離(lí)不開(kāi)電能(néng)的支(zhī)持，而電(diàn)能(néng)的穩(wěn)定性(xìng)質量(liáng)將(jiāng)會在(zài)很大程(chéng)度上(shàng)影響(xiǎng)人們的(dí)生(shēng)活(huó)與(yǔ)工(gōng)作，更高質量(liáng)的電(diàn)能(néng)對於人(rén)們的生(shēng)產生活(huó)十分重(zhòng)要。電網電能(néng)在(zài)綫檢(jiǎn)測係統在(zài)應用的過程(chéng)中可以對(duì)電網電能實際(jì)應(yīng)用(yòng)情況(kuàng)進行實(shí)時監督以及(jí)數(shù)據(jù)記錄，而技術人員(yuán)能夠通(tōng)過對數據進(jìn)行分(fēn)析(xī)，判(pàn)斷(duàn)電(diàn)網電能的(dí)實(shí)際(jì)應(yīng)用(yòng)情況，找出(chū)運(yùn)作不正常(cháng)的設(shè)備(bèi)並進(jìn)行(háng)更換與維修，以保(bǎo)證(zhèng)電(diàn)網電(diàn)能質量。電網電能(néng)質(zhì)量(liáng)檢測係統(tǒng)的(dí)檢測(cè)指標(biāo)是技術(shù)人(rén)員判斷(duàn)電(diàn)能(néng)質量(liáng)以及電網運(yùn)作質量(liáng)的(dí)重要(yào)標準(zhǔn)，而技術(shù)人員(yuán)也能(néng)夠(gòu)通過對這些指標的分析(xī)，判斷電網(wǎng)電能(néng)質量是(shì)否(fǒu)滿足(zú)我國對於電(diàn)網電能(néng)質量的(dí)實(shí)際要求。目(mù)前(qián)，我國(guó)在進行電(diàn)網(wǎng)電能質(zhì)量(liáng)檢測的過(guò)程(chéng)中所應用(yòng)的指(zhǐ)標(biāo)有(yǒu)電壓(yā)偏(piān)差(chà)，頻率偏差，諧波(bō)，電壓波動，閃變，三(sān)相(xiāng)電(diàn)壓(yā)不(bù)平(píng)衡(héng)等(děng)。

2. 電(diàn)能(néng)質(zhì)量在(zài)綫監(jiān)測裝(zhuāng)置

APView500電(diàn)能質量在(zài)綫(xiàn)監測裝置(zhì)是通過對(duì)引(yǐn)入(rù)的(dí)電壓，電(diàn)流(liú)信號進(jìn)行(háng)分(fēn)析處理，實(shí)現對(duì)電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)指(zhǐ)標進行(háng)監(jiān)測的裝置。符合GB/T17626.30-2012中(zhōng)準(zhǔn)確(què)度測量(liáng)方(fāng)法，適(shì)用(yòng)於(yú)要(yào)求(qiú)精確測(cè)量電(diàn)能(néng)質量(liáng)指標參(cān)數的場合(hé)，例(lì)如供電合(hé)同(tóng)約定的(dí)解決電(diàn)能(néng)質量糾紛，或驗(yàn)證(zhèng)是(shì)否滿足(zú)相關電(diàn)能(néng)質量標準(zhǔn)等(děng)。裝(zhuāng)置(zhì)的(dí)主(zhǔ)要功(gōng)能(néng)及(jí)精(jīng)確度見下(xià)表(biǎo)。

3.常(cháng)見(jiàn)電能質量分(fēn)析 

3.1電壓偏差

電(diàn)壓(yā)偏(piān)差指(zhǐ)電(diàn)網(wǎng)在(zài)電能(néng)運輸(shū)的過(guò)程(chéng)中(zhōng)，某一(yī)個測試(shì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)行電壓與係統標(biāo)稱電(diàn)壓的(dí)偏差(chà)相(xiāng)對(duì)值(zhí)，其包含過(guò)電壓和(hé)低電(diàn)壓(yā)。過(guò)電壓(yā)是指(zhǐ)工頻下交流(liú)電壓方均(jūn)根值升高(gāo)，超過標(biāo)稱值(zhí)10%，並且持續時間大於1min的(dí)長(cháng)時(shí)間電(diàn)壓變(biàn)動現(xiàn)象(xiàng)。過電(diàn)壓(yā)屬於電力(lì)係統中的(dí)一(yī)種電磁(cí)擾(rǎo)動(dòng)現象。一方(fāng)麵(miàn)，電力(lì)設備的絕(jué)緣(yuán)長時間耐受著(zhuó)工(gōng)作電壓，同(tóng)時(shí)還必(bì)須能夠承受(shòu)一定幅度的過(guò)壓，這(zhè)樣才能保證(zhèng)電(diàn)力(lì)係(xì)統安全可靠(kào)地運(yùn)行。另一方麵，係(xì)統運(yùn)行(háng)中(zhōng)要確保設備在允(yǔn)許的(dí)電壓偏(piān)差範圍的上(shàng)限(xiàn)之下運(yùn)行，以免(miǎn)對電氣設(shè)備(bèi)的(dí)絕(jué)緣(yuán)造成(chéng)損害(hài)。過電(diàn)壓可(kě)能來(lái)源(yuán)於(yú)切除一個大負(fù)荷或係(xì)統無功(gōng)補(bǔ)償(cháng)的變化，例如(rú)投入一(yī)組(zǔ)電容器。係統(tǒng)電壓(yā)調節(jié)或(huò)控(kòng)製能(néng)力(lì)差(chà)可(kě)能會導致過電壓(yā)。不正確地調節(jié)變壓器分接頭也會(huì)導(dǎo)致係(xì)統(tǒng)過(guò)電壓(yā)。低電(diàn)壓(yā)是指(zhǐ)工頻(pín)下交(jiāo)流電壓方均根值降低(dī)，低於標稱值10%，並(bìng)且持續時(shí)間大(dà)於1min的(dí)長時間電(diàn)壓(yā)變動現(xiàn)象(xiàng)。造(zào)成(chéng)低(dī)電壓的(dí)原因與(yǔ)過電(diàn)壓(yā)相反。投入一個(gè)大(dà)負載或者(zhě)切除(chú)一組(zǔ)電容器(qì)組(zǔ)會引起低電(diàn)壓(yā)，通過(guò)係統電壓調節裝置(zhì)可(kě)以(yǐ)返回(huí)正常(cháng)電壓水(shuǐ)平(píng)。輸(shū)變電設備(bèi)過載(zǎi)也(yě)能(néng)導(dǎo)致(zhì)係統(tǒng)過電(diàn)壓。國(guó)標GB/T12325-2008電能(néng)質量(liáng)供(gōng)電電(diàn)壓偏(piān)差對(duì)不(bù)同電壓等級(jí)電壓(yā)偏差做(zuò)出(chū)了(liǎo)明確規(guī)定：35kV及以上供(gōng)電電(diàn)壓(yā)正，負偏(piān)差絕對(duì)值之和不(bù)超過(guò)標稱(chēng)電壓的10%；20kV及(jí)一下三(sān)相供電(diàn)電壓偏(piān)差為標(biāo)稱電壓(yā)的(dí)±7%；220V單相(xiāng)供(gōng)電(diàn)電(diàn)壓偏(piān)差為標(biāo)稱電壓的+7%，-10%。

3.2頻(pín)率(shuài)偏差(chà)

頻(pín)率偏(piān)差是係(xì)統頻(pín)率的實際值(zhí)和(hé)標(biāo)稱值之(zhī)差(chà)。係(xì)統有功功(gōng)率變化是產生頻率偏差的根本原因(yīn)。穩(wěn)態(tài)電力(lì)係(xì)統頻率(shuài)直(zhí)接(jiē)關(guān)係到(dào)係(xì)統(tǒng)的(dí)發(fā)電機轉速(sù)。在任何(hé)時(shí)刻，頻率取決於(總)負載(zǎi)和即(jí)時(總(zǒng))發(fā)電(diàn)出(chū)力(lì)之(zhī)間的平衡。隨著(zhuó)這種平衡的(dí)動(dòng)態變(biàn)化，頻率會(huì)發(fā)生微小(xiǎo)的變(biàn)化。這(zhè)些(xiē)輕(qīng)微(wēi)變(biàn)化可以通(tōng)過發電(diàn)機(jī)的調速裝置(zhì)進行(háng)自動調節(jié)，發電(diàn)係統一(yī)般(bān)不(bù)會(huì)有太大影(yǐng)響。電力係(xì)統的頻率變化(huà)偏(piān)離正常(cháng)許(xǔ)可範(fàn)圍(wéi)，通(tōng)常(cháng)是由(yóu)輸電(diàn)係統(tǒng)故障時切(qiē)除大(dà)容(róng)量(liáng)負(fù)荷(hé)或(huò)者切(qiē)除大(dà)容(róng)量發電機組引(yǐn)起。孤島係(xì)統(tǒng)由於(yú)本身供電(diàn)容量限製(zhì)隻(zhī)能允(yǔn)許承(chéng)受相(xiāng)對(duì)輕(qīng)微(wēi)的(dí)頻(pín)率(shuài)變化。國標GB/T15945-2008電(diàn)能質量(liáng)電力(lì)係統(tǒng)頻(pín)率偏(piān)差(chà)中規(guī)定：電(diàn)力(lì)係統正常(cháng)運(yùn)行條件(jiàn)下頻率偏差(chà)限值為(wéi)±0.2Hz。當(dāng)係(xì)統容(róng)量(liáng)較(jiào)小(xiǎo)時，偏差限值(zhí)可以放寬到±0.5Hz。

3.3諧波(bō)

諧(xié)波在電(diàn)網引用(yòng)過程中有著十分(fēn)重要(yào)的(dí)作(zuò)用，不(bù)符(fú)合(hé)要求的諧(xié)波在應(yīng)用的過程(chéng)中會影響(xiǎng)變壓器(qì)，電(diàn)纜等的(dí)容(róng)量(liáng)，加(jiā)速電(diàn)網(wǎng)中設備的老化速度，在一(yī)定情況(kuàng)下甚(shèn)至會造成電網(wǎng)設備(bèi)損毀，影響電(diàn)網運行(háng)的穩定(dìng)性(xìng)，浪費電(diàn)力。電(diàn)網在實際使用(yòng)的過程(chéng)中，相(xiāng)鄰設備之間(jiān)產(chǎn)生的諧(xié)波會(huì)相(xiāng)互幹擾(rǎo)，在一定程度上(shàng)會(huì)影響人(rén)們的用電質量。目前，電網在運行的過程中(zhōng)會(huì)產生諧波的(dí)設(shè)備有(yǒu)開關(guān)模式電(diàn)源，電子熒光(guāng)燈鎮(zhèn)流器(qì)，不(bù)間斷(duàn)電源和(hé)產生(shēng)電弧的(dí)負(fù)荷。

3.4不平(píng)衡度(dù)

三相不平(píng)衡是(shì)指三(sān)相(xiāng)係統的(dí)相電壓或(huò)者電流在幅值上不同或其(qí)相位(wèi)差(chà)不是120°。用戶在使用(yòng)過(guò)程中(zhōng)發生(shēng)不(bù)平衡(héng)的原(yuán)因如：各相(xiāng)負荷(hé)分布(bù)不(bù)均(jūn)衡(héng)；高(gāo)次(cì)諧(xié)波(bō)電流(liú)使(shǐ)各相之(zhī)間發生不平衡(héng)；接(jiē)綫端(duān)子及(jí)電纜(lǎn)接觸(chù)不(bù)良附加的不平衡；外部環(huán)境(jìng)導致(zhì)不平(píng)衡(héng)的發(fā)生(如(rú)施工等導(dǎo)致綫路(lù)斷開)；不換(huàn)位的長距(jù)離架(jià)空輸(shū)配電綫(xiàn)路。

3.5電(diàn)壓波動(dòng)與(yǔ)閃變(biàn)

電(diàn)壓波(bō)動(dòng)與閃(shǎn)變(biàn)是指(zhǐ)一係列(liè)電(diàn)壓(yā)隨(suí)機變(biàn)動或工(gōng)頻電壓方均根值(zhí)的周(zhōu)期性(xìng)變化(huà)，電壓(yā)波(bō)動與(yǔ)閃變(biàn)的(dí)評(píng)估(gū)標準是(shì)根(gēn)據(jù) GB/T 12326-2008電能質量電(diàn)壓波動和閃變(biàn)文(wén)件(jiàn)製定的。其(qí)在(zài)檢(jiǎn)測(cè)評估(gū)的過程中(zhōng)主(zhǔ)要是取三相(xiāng)長(cháng)時(shí)閃變在技(jì)術(shù)人(rén)員所評估的時(shí)間段內的(dí)最大(dà)值與(yǔ)極限值(zhí)進行對比(bǐ)，如(rú)果(guǒ)數值處於(yú)閃變極(jí)限(xiàn)數值之(zhī)內(nèi)，則(zé)證(zhèng)明合格，而閃變數(shù)值若是在其(qí)極限(xiàn)數(shù)值以上，則證明不合格。電壓波動(dòng)與閃(shǎn)變(biàn)不(bù)合(hé)格(gé)會造成以(yǐ)下(xià)幾(jī)方麵的危(wēi)害。第一，電壓(yā)波動與閃變會在一定程(chéng)度(dù)上造(zào)成(chéng)照(zhào)明設(shè)備(bèi)的(dí)閃爍情況，而照明設(shè)備(bèi)的閃爍則(zé)會在(zài)一定(dìng)程度(dù)上(shàng)造成人們(mén)的(dí)視覺疲勞，進而對人們(mén)的工作質量與(yǔ)效(xiào)率產(chǎn)生(shēng)影(yǐng)響。第二(èr)，其(qí)也會對電(diàn)視(shì)等(děng)設(shè)備產生(shēng)影(yǐng)響，造成電視屏幕圖(tú)像出現(xiàn)亮度變化，影響(xiǎng)人們的(dí)視覺感官體驗內。第三，對於部分(fēn)的電(diàn)動機的(dí)正常(cháng)運(yùn)作(zuò)產生(shēng)影響，這(zhè)種(zhǒng)影(yǐng)響(xiǎng)若是(shì)長時間存在(zài)則(zé)會在(zài)較大(dà)程度(dù)上(shàng)損壞設備的使(shǐ)用(yòng)壽(shòu)命。第四，對電(diàn)子(zǐ)儀(yí)器(qì)，自(zì)動化設備(bèi)等(děng)的工(gōng)作情況(kuàng)產(chǎn)生(shēng)影(yǐng)響，加上近(jìn)年來我國(guó)在發展的(dí)過程中大力(lì)發(fā)展自(zì)動化，對(duì)於工業生(shēng)產的影響較大(dà)。因此(cǐ)，對於(yú)電(diàn)壓(yā)波動與(yǔ)閃變進行管理(lǐ)十分(fēn)重要(yào)。

3.6電(diàn)壓暫升(shēng)，暫降(jiàng)，短時(shí)中(zhōng)斷

電力(lì)係統故(gù)障(zhàng)，設備故障，控製失(shī)靈均會引起短時(shí)中斷。短時(shí)中(zhōng)斷是根據電(diàn)壓方(fāng)均根(gēn)值小(xiǎo)於標(biāo)稱(chēng)值的(dí)10%的持續時間來(lái)衡量(liáng)的。係(xì)統故障(zhàng)持(chí)續時(shí)間由(yóu)保(bǎo)護裝置動作時(shí)間或(huò)特殊事件(jiàn)過(guò)程時間(jiān)決定(dìng)，設備(bèi)故(gù)障的中斷持續時間是(shì)不同的。電(diàn)壓暫降(jiàng)通(tōng)常與(yǔ)係(xì)統(tǒng)故障(zhàng)有(yǒu)關，也(yě)可以由大容(róng)量感應(yīng)電(diàn)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或(huò)變壓(yā)器(qì)空(kōng)載激磁等(děng)原因產生。電壓暫升(shēng)通常也與(yǔ)係(xì)統故障(zhàng)情(qíng)況有關，但發(fā)生概率(shuài)遠遠(yuǎn)低(dī)於電壓暫降。中性(xìng)點不(bù)接地(dì)電力(lì)係(xì)統發生(shēng)單(dān)相接(jiē)地(dì)故障(zhàng)時會導致非故障(zhàng)相(xiāng)電壓升高(gāo)。大容量(liáng)負荷(hé)退出，甩負荷或大(dà)容(róng)量(liáng)電(diàn)容(róng)器組(zǔ)投入(rù)等事件(jiàn)也會造(zào)成電壓暫(zàn)升。

4.電能(néng)質量監測係統

4.1組網(wǎng)方式

該(gāi)係(xì)統將APView500電能質量(liáng)在綫監(jiān)測裝置通(tōng)過(guò)網(wǎng)綫接入(rù)網關(guān)，網(wǎng)關(guān)可(kě)通(tōng)過(guò)有綫或無綫方式(shì)組網(wǎng)，將(jiāng)數(shù)據上(shàng)傳至監測平台，方便對充(chōng)換電(diàn)站集中管理。【這(zhè)裏建議(yì)改成(chéng)方便對用戶(hù)站集中管理】

4.2諧波分析(xī)

諧(xié)波做(zuò)為國(guó)標(biāo)要求(qiú)測試(shì)項目(mù)，用戶(hù)可查看監(jiān)測點(diǎn)2~63諧波(bō)和0.5~62.5次(cì)間諧波(bō)的(dí)實時頻(pín)譜圖，可(kě)根據(jù)日(rì)期(qī)查看各(gè)次諧波的歷史(shǐ)曲(qū)綫(xiàn)。諧(xié)波(bō)較高將會(huì)導致從(cóng)點(diǎn)係(xì)統功(gōng)率因(yīn)數降低(dī)，降(jiàng)低(dī)電(diàn)網(wǎng)使(shǐ)用率，增加(jiā)連接(jiē)器(qì)熱損耗(hào)帶(dài)來安(ān)全隱患(huàn)。

4.3事(shì)件分(fēn)析(xī)

平(píng)台(tái)為(wéi)用戶(hù)提(tí)供監測點發(fā)生事件總(zǒng)覽，包含141種(zhǒng)穩態(tài)越綫(xiàn)事件，暫態(tài)事(shì)件(jiàn)及(jí)瞬態(tài)事件記錄。穩態事(shì)件(jiàn)136種，暫態(tài)時(shí)間(jiān)3種，瞬態事(shì)件2種。事件信(xìn)息包括事件的觸(chù)發時(shí)間(jiān)，事(shì)件類型(xíng)，觸發(fā)通(tōng)道(dào)，特征幅值及持續時(shí)間(jiān)。用(yòng)戶可(kě)根(gēn)據需求進行(háng)事(shì)件(jiàn)查詢(xún)及(jí)導出。

   對於電壓暫升，暫(zàn)降及(jí)短(duǎn)時(shí)中(zhōng)斷事件可為用戶提(tí)供ITIC/SEMIF47容(róng)忍度曲綫(xiàn)分析，用(yòng)戶也可(kě)查看發(fā)生告(gào)警的(dí)事(shì)件(jiàn)波(bō)形，波形(xíng)精(jīng)度為每周(zhōu)波(bō)1024點。

4.4趨(qū)勢分析

      用(yòng)戶(hù)可(kě)通(tōng)過平台可(kě)查(chá)看(kàn)監測點(diǎn)負荷(hé)曲綫(xiàn)及電壓電流(liú)，電(diàn)壓偏差，不平(píng)衡(héng)度(dù)，閃變(biàn)等歷(lì)史趨勢曲綫(xiàn)。

4.5診斷報告

係統(tǒng)可根據(jù)監測點(diǎn)的(dí)電能質量情況(kuàng)統計(jì)分(fēn)析生(shēng)成電能(néng)質量(liáng)診斷報告。

5.結(jié)束語

目(mù)前，我國電網(wǎng)電(diàn)能綫上質量(liáng)檢測已(yǐ)有較大的(dí)突(tū)破，其(qí)也為我國(guó)電網(wǎng)檢測(cè)人員(yuán)提(tí)供豐(fēng)富的數據(jù)支持，能夠輔助我國電網監測(cè)人員更加高效地判(pàn)斷電(diàn)網運行(háng)過程中存在的(dí)不足(zú)，提升電網的(dí)使用(yòng)質量(liáng)與效率。然(rán)而(ér)，電網(wǎng)電能質量綫上(shàng)檢(jiǎn)測(cè)技術在應用(yòng)中(zhōng)仍(réng)存(cún)在(zài)部分(fēn)難以解(jiě)決的問題，需(xū)要(yào)我(wǒ)國相關的技(jì)術人員加(jiā)深(shēn)對其的研(yán)究與(yǔ)觀察(chá)，進而(ér)對現有(yǒu)的(dí)綫上(shàng)檢測(cè)技(jì)術(shù)進行更(gēng)加(jiā)深入的(dí)分析與判斷，進(jìn)一(yī)步提(tí)升電網(wǎng)電(diàn)能(néng)運送(sòng)質量(liáng)，從而(ér)使(shǐ)我國能夠在更高質(zhì)量(liáng)的電(diàn)能支(zhī)持下實(shí)現可(kě)持續發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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