安科(kē)瑞(ruì) 陳聰

摘(zhāi)要：自電(diàn)能(néng)產(chǎn)生後，其(qí)在一定程度上提(tí)升(shēng)了(liǎo)社(shè)會(huì)的(dí)發(fā)展速(sù)度，也(yě)給社會(huì)的發(fā)展提(tí)供(gōng)了(liǎo)新(xīn)方向。電能作為(wéi)一種商品，質量就是衡(héng)量(liáng)它(tā)價(jià)值的(dí)尺度(dù)，不同的用戶對電能質量(liáng)的(dí)要求(qiú)也(yě)是不同的。目(mù)前(qián)，我國在發展的(dí)過(guò)程中(zhōng)利用在綫檢(jiǎn)測技術對(duì)電網運作情(qíng)況(kuàng)進行(háng)監(jiān)督，並根據(jù)監(jiān)督(dū)的結果對電(diàn)壓偏(piān)差等方麵(miàn)的數(shù)據信息進(jìn)行收(shōu)集(jí)。而技(jì)術人員能夠(gòu)根據(jù)所收(shōu)集(jí)的(dí)數據，判斷(duàn)電(diàn)網(wǎng)在(zài)實際使用過(guò)程中存在在(zài)的問(wèn)題(tí)，提升電網的運作水(shuǐ)平(píng)，為人們(mén)提供(gōng)更加好(hǎo)的(dí)電能。

關(guān)鍵(jiàn)詞：電網電能質量(liáng)；電能質量(liáng)在綫監測(cè)裝(zhuāng)置；電能質(zhì)量(liáng)在綫監測係統

前言

現代社會(huì)的(dí)發展離不(bù)開(kāi)電(diàn)能(néng)的(dí)支持，而電(diàn)能的(dí)穩(wěn)定性質量將會在很(hěn)大(dà)程度上影響(xiǎng)人(rén)們(mén)的生活與(yǔ)工作，更(gēng)高(gāo)質量(liáng)的(dí)電(diàn)能對於人(rén)們(mén)的(dí)生(shēng)產生(shēng)活十分(fēn)重要。電(diàn)網電(diàn)能在綫檢(jiǎn)測(cè)係統在(zài)應(yīng)用的過(guò)程中可以(yǐ)對(duì)電網電能實際應(yīng)用情(qíng)況(kuàng)進(jìn)行(háng)實時監(jiān)督(dū)以及數據記錄(lù)，而技(jì)術人(rén)員(yuán)能夠通(tōng)過對數據進(jìn)行(háng)分(fēn)析，判(pàn)斷(duàn)電網電能的實(shí)際應用情況，找出(chū)運(yùn)作(zuò)不正常的(dí)設(shè)備並進(jìn)行(háng)更換與維修(xiū)，以保證(zhèng)電網(wǎng)電(diàn)能(néng)質量(liáng)。電網電能(néng)質量檢(jiǎn)測係統的檢測指(zhǐ)標是技(jì)術(shù)人員(yuán)判斷電能質量(liáng)以及電網(wǎng)運作質量(liáng)的(dí)重要標(biāo)準，而技(jì)術人員也能夠通過對這些(xiē)指(zhǐ)標的分析(xī)，判(pàn)斷電網(wǎng)電(diàn)能質量(liáng)是否滿(mǎn)足(zú)我國(guó)對於(yú)電網電能質(zhì)量(liáng)的實際(jì)要(yào)求。目(mù)前(qián)，我國(guó)在進行電網(wǎng)電(diàn)能質(zhì)量檢測的過程中所應用的(dí)指(zhǐ)標(biāo)有電(diàn)壓(yā)偏(piān)差，頻(pín)率偏(piān)差，諧波，電壓波(bō)動，閃(shǎn)變，三(sān)相(xiāng)電(diàn)壓不(bù)平(píng)衡等(děng)。

電能質(zhì)量(liáng)監測裝(zhuāng)置(zhì) 電壓波(bō)動監測(cè)

電(diàn)能質(zhì)量監(jiān)測裝(zhuāng)置(zhì) 電壓波(bō)動監(jiān)測是通過對引入的電壓(yā)，電(diàn)流信號(hào)進(jìn)行分(fēn)析處理，實現對(duì)電能質量(liáng)指(zhǐ)標進(jìn)行監(jiān)測(cè)的裝(zhuāng)置。符合GB/T17626.30-2012中(zhōng)準(zhǔn)確(què)度測量方(fāng)法(fǎ)，適用(yòng)於要(yào)求準(zhǔn)確(què)測(cè)量(liáng)電能(néng)質(zhì)量指(zhǐ)標(biāo)參數的場合，例如(rú)供(gōng)電(diàn)合同(tóng)約定的解決(jué)電(diàn)能(néng)質量(liáng)糾紛(fēn)，或(huò)驗證是(shì)否(fǒu)滿(mǎn)足相(xiāng)關電能質量(liáng)標(biāo)準(zhǔn)等(děng)。裝(zhuāng)置的主(zhǔ)要(yào)功能(néng)及精度(dù)見下表。

常(cháng)見(jiàn)電能(néng)質(zhì)量(liáng)分析(xī)

電(diàn)壓(yā)偏(piān)差(chà)

電壓(yā)偏(piān)差指(zhǐ)電網在電(diàn)能(néng)運輸(shū)的(dí)過程中，某一個測(cè)試點實際(jì)運行電壓與係(xì)統標稱(chēng)電(diàn)壓的偏(piān)差相(xiāng)對值，其(qí)包含過(guò)電壓(yā)和(hé)低(dī)電(diàn)壓。過電(diàn)壓(yā)是指工頻(pín)下交(jiāo)流電(diàn)壓方(fāng)均根(gēn)值升高，超過標稱值10%，並且(qiě)持續時間大於1min的長(cháng)時間電壓變動(dòng)現象。過電壓屬於電力係統中的一種電磁(cí)擾(rǎo)動現象。一方麵，電(diàn)力設(shè)備(bèi)的絕緣(yuán)長(cháng)時(shí)間(jiān)耐(nài)受著(zhuó)工作電(diàn)壓(yā)，同時還(huán)需(xū)能(néng)夠(gòu)承受一(yī)定幅度的過壓，這(zhè)樣(yàng)才能(néng)保(bǎo)證電(diàn)力係(xì)統安全可(kě)靠(kào)地運行(háng)。另(lìng)一方(fāng)麵，係統運(yùn)行中要確(què)保設(shè)備(bèi)在允許的電壓(yā)偏(piān)差範圍(wéi)的上限之下運(yùn)行，以(yǐ)免對(duì)電(diàn)氣設(shè)備的(dí)絕(jué)緣(yuán)造成損害。過電壓可(kě)能(néng)來源(yuán)於切(qiē)除(chú)一個大負荷(hé)或係統無(wú)功補(bǔ)償(cháng)的(dí)變化，例如(rú)投入一組(zǔ)電容(róng)器。係統電壓(yā)調(tiáo)節(jié)或控(kòng)製(zhì)能力差可(kě)能(néng)會(huì)導(dǎo)致過(guò)電(diàn)壓(yā)。不正確地調節(jié)變(biàn)壓(yā)器分(fēn)接(jiē)頭也會導致係(xì)統過(guò)電壓。低電(diàn)壓(yā)是指工(gōng)頻(pín)下交流電(diàn)壓方(fāng)均(jūn)根(gēn)值降(jiàng)低(dī)，低於(yú)標稱值10%，並(bìng)且(qiě)持續(xù)時間大於(yú)1min的長時間電(diàn)壓變(biàn)動(dòng)現象(xiàng)。造成低(dī)電(diàn)壓的(dí)原因與過(guò)電(diàn)壓(yā)相反。投入(rù)一(yī)個大負載(zǎi)或者切除(chú)一組(zǔ)電容(róng)器(qì)組(zǔ)會引起(qǐ)低(dī)電壓，通過(guò)係(xì)統電(diàn)壓(yā)調節裝(zhuāng)置(zhì)可以(yǐ)返回正常電(diàn)壓水平(píng)。輸變電設備(bèi)過載也能(néng)導致(zhì)係統(tǒng)過電壓。國標(biāo)GB/T12325-2008電(diàn)能質量(liáng)供電(diàn)電壓偏(piān)差(chà)對(duì)不同電壓(yā)等(děng)級電壓偏(piān)差(chà)做出了(liǎo)明確規定：35kV及以上(shàng)供電(diàn)電(diàn)壓(yā)正(zhèng)，負(fù)偏(piān)差(chà)絕對值之(zhī)和不超過(guò)標(biāo)稱(chēng)電(diàn)壓(yā)的(dí)10%；20kV及以下(xià)三相供電電(diàn)壓(yā)偏(piān)差為(wéi)標稱(chēng)電壓的(dí)±7%；220V單(dān)相(xiāng)供(gōng)電電壓偏差為標稱(chēng)電壓的+7%，-10%。

頻(pín)率偏(piān)差(chà)

頻率(shuài)偏差是係統頻(pín)率的實際值和(hé)標(biāo)稱(chēng)值之差。係(xì)統有功(gōng)功率(shuài)變化是產生(shēng)頻(pín)率偏(piān)差的根(gēn)本(běn)原因(yīn)。穩態電(diàn)力係統頻(pín)率直(zhí)接(jiē)關係(xì)到係(xì)統(tǒng)的發電機(jī)轉速。在任何時(shí)刻，頻率(shuài)取(qǔ)決(jué)於(yú)(總(zǒng))負載和即時(總)發(fā)電出力之間的(dí)平衡(héng)。隨著這(zhè)種(zhǒng)平(píng)衡(héng)的動態變化，頻(pín)率(shuài)會發(fā)生微(wēi)小的(dí)變化(huà)。這些(xiē)輕(qīng)微變(biàn)化可(kě)以(yǐ)通過(guò)發(fā)電機(jī)的調速裝置進行自動調節(jié)，發(fā)電係(xì)統一般(bān)不(bù)會(huì)有太(tài)大影響(xiǎng)。電力係(xì)統(tǒng)的頻(pín)率變(biàn)化偏離正常(cháng)許可(kě)範圍，通常是由(yóu)輸電係(xì)統(tǒng)故障時切除大(dà)容(róng)量負荷(hé)或者(zhě)切(qiē)除大(dà)容量發電(diàn)機組(zǔ)引起。孤島係統由於本(běn)身(shēn)供電(diàn)容(róng)量限製隻(zhī)能(néng)允許承受(shòu)相(xiāng)對輕微(wēi)的頻率(shuài)變化。國(guó)標GB/T15945-2008電能質量(liáng)電(diàn)力(lì)係統頻率偏差中(zhōng)規定：電(diàn)力係(xì)統正常運(yùn)行條(tiáo)件(jiàn)下頻(pín)率偏(piān)差(chà)限值(zhí)為±0.2Hz。當係(xì)統(tǒng)容(róng)量較(jiào)小時，偏差(chà)限(xiàn)值可以放寬到±0.5Hz。

諧(xié)波

諧(xié)波在電(diàn)網引用(yòng)過(guò)程(chéng)中有(yǒu)著十(shí)分重(zhòng)要的(dí)作用，不符合要求(qiú)的(dí)諧波(bō)在(zài)應用(yòng)的(dí)過(guò)程中會影響變(biàn)壓(yā)器(qì)，電(diàn)纜等的(dí)容量(liáng)，加速電(diàn)網(wǎng)中(zhōng)設備的老化速度，在一(yī)定(dìng)情況(kuàng)下(xià)甚至(zhì)會造(zào)成(chéng)電網(wǎng)設備(bèi)損毀(huǐ)，影響電(diàn)網(wǎng)運行的穩定(dìng)性(xìng)，浪(làng)費電力。電(diàn)網(wǎng)在(zài)實際(jì)使(shǐ)用的(dí)過程中，相鄰設備之間產生(shēng)的諧波會相互(hù)幹擾(rǎo)，在一(yī)定程度上會影響人們(mén)的(dí)用電質量。目前，電網(wǎng)在(zài)運(yùn)行的(dí)過(guò)程中(zhōng)會(huì)產生諧波的(dí)設(shè)備(bèi)有開關(guān)模(mó)式電(diàn)源(yuán)，電子(zǐ)熒光燈(dēng)鎮(zhèn)流(liú)器(qì)，不間(jiān)斷電源和產(chǎn)生電弧的(dí)負(fù)荷(hé)。

不(bù)平(píng)衡度

三相不(bù)平衡是(shì)指三相係統(tǒng)的(dí)相電壓(yā)或(huò)者電流在幅值(zhí)上不同(tóng)或(huò)其(qí)相位差不(bù)是(shì)120°。用戶(hù)在(zài)使(shǐ)用過(guò)程(chéng)中發(fā)生不平衡的原(yuán)因(yīn)如(rú)：各相負(fù)荷分布不(bù)均(jūn)衡；高(gāo)次諧波(bō)電(diàn)流使(shǐ)各相(xiāng)之(zhī)間(jiān)發(fā)生(shēng)不平(píng)衡；接綫(xiàn)端(duān)子及電(diàn)纜接(jiē)觸不良附加(jiā)的不平(píng)衡；外(wài)部環(huán)境(jìng)導(dǎo)致不平衡(héng)的發生(如(rú)施(shī)工等(děng)導(dǎo)致綫路斷(duàn)開(kāi))；不換(huàn)位的長距離(lí)架空(kōng)輸配電綫路。

電(diàn)壓(yā)波動(dòng)與閃變

電(diàn)壓(yā)波動與閃變(biàn)是指(zhǐ)一(yī)係列(liè)電壓(yā)隨機(jī)變(biàn)動或(huò)工(gōng)頻電壓方均(jūn)根值(zhí)的周(zhōu)期(qī)性變化，電壓(yā)波動與閃變的評估(gū)標準是根(gēn)據(jù) GB/T 12326-2008電(diàn)能質量(liáng)電(diàn)壓(yā)波動和閃變(biàn)文(wén)件(jiàn)製定的。其(qí)在檢測評估的過(guò)程中主(zhǔ)要是取(qǔ)三(sān)相長時閃變(biàn)在技(jì)術人(rén)員(yuán)所(suǒ)評(píng)估的時間段內(nèi)的較(jiào)大值與極(jí)限值進(jìn)行對比(bǐ)，如(rú)果(guǒ)數(shù)值處於閃變極限(xiàn)數值之內(nèi)，則證(zhèng)明(míng)合格，而閃變數值(zhí)若是在其極(jí)限數(shù)值(zhí)以上(shàng)，則(zé)證明不合格(gé)。電壓波(bō)動與閃(shǎn)變(biàn)不合(hé)格會造(zào)成以(yǐ)下(xià)幾方麵的(dí)危(wēi)害(hài)。一(yī)，電(diàn)壓(yā)波(bō)動與(yǔ)閃變會(huì)在(zài)一(yī)定程度上(shàng)造成(chéng)照明設備的(dí)閃爍(shuò)情(qíng)況，而(ér)照明(míng)設(shè)備的(dí)閃(shǎn)爍則(zé)會在一(yī)定(dìng)程(chéng)度(dù)上造(zào)成(chéng)人們的視覺疲(pí)勞，進而對人們(mén)的工(gōng)作質量(liáng)與效(xiào)率(shuài)產(chǎn)生(shēng)影(yǐng)響。二，其也(yě)會(huì)對電(diàn)視等設(shè)備產生影(yǐng)響，造成電視屏(píng)幕圖像出現亮(liàng)度(dù)變(biàn)化(huà)，影響人(rén)們的(dí)視覺感官(guān)體(tǐ)驗。三，對(duì)於部(bù)分的(dí)電動機的正(zhèng)常運作產(chǎn)生(shēng)影(yǐng)響，這(zhè)種影響若(ruò)是長時間存(cún)在(zài)則(zé)會在較大程度(dù)上(shàng)損(sǔn)壞(huài)設備的(dí)使用壽(shòu)命。四，對電子儀(yí)器，自動化設(shè)備等的工(gōng)作(zuò)情況(kuàng)產生影(yǐng)響，加上近年(nián)來我國在發展的過(guò)程中大(dà)力發(fā)展(zhǎn)自動化(huà)，對(duì)於(yú)工(gōng)業(yè)生(shēng)產(chǎn)的影響較(jiào)大。因(yīn)此，對於電(diàn)壓(yā)波動與(yǔ)閃變(biàn)進行管理(lǐ)十(shí)分重要(yào)。

電壓暫升(shēng)，暫(zàn)降(jiàng)，短時中(zhōng)斷

電(diàn)力係(xì)統(tǒng)故(gù)障，設(shè)備(bèi)故障，控製(zhì)失(shī)靈均會(huì)引起(qǐ)短時中斷(duàn)。短時中斷是(shì)根(gēn)據(jù)電(diàn)壓方均根值小(xiǎo)於標稱值(zhí)的(dí)10%的(dí)持續時(shí)間(jiān)來衡量的。係(xì)統(tǒng)故(gù)障(zhàng)持續時間(jiān)由保護裝置(zhì)動(dòng)作時間或特殊(shū)事(shì)件過程時間(jiān)決(jué)定，設備故障(zhàng)的中(zhōng)斷(duàn)持續時(shí)間(jiān)是不(bù)同(tóng)的(dí)。電(diàn)壓暫(zàn)降(jiàng)通(tōng)常與係統故(gù)障有(yǒu)關，也(yě)可以由(yóu)大(dà)容量感應(yīng)電(diàn)動機啟(qǐ)動或(huò)變壓(yā)器空(kōng)載激(jī)磁等原因產(chǎn)生。電(diàn)壓暫升通常(cháng)也與(yǔ)係(xì)統故障情況有關，但發生概率(shuài)遠遠低(dī)於(yú)電(diàn)壓暫(zàn)降。中(zhōng)性(xìng)點不接(jiē)地(dì)電力(lì)係統(tǒng)發(fā)生(shēng)單相(xiāng)接地故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致非故障(zhàng)相(xiāng)電壓升(shēng)高。大容(róng)量(liáng)負荷退(tuì)出(chū)，甩負荷(hé)或大(dà)容(róng)量電(diàn)容(róng)器(qì)組(zǔ)投入等事件(jiàn)也(yě)會造(zào)成電(diàn)壓(yā)暫升(shēng)。

電(diàn)能質(zhì)量(liáng)在綫監(jiān)測設(shè)備(bèi)

組網方式(shì)

該係統(tǒng)將(jiāng)APView500電能質(zhì)量在綫監測裝(zhuāng)置通(tōng)過網(wǎng)綫接入(rù)網(wǎng)關，網關可通(tōng)過有(yǒu)綫(xiàn)或無綫方(fāng)式組網(wǎng)，將數據上傳至監測平台(tái)，方便對用(yòng)戶站(zhàn)集(jí)中(zhōng)管理。

諧(xié)波分析

諧(xié)波(bō)作(zuò)為(wéi)國(guó)標要(yào)求測試(shì)項目(mù)，用(yòng)戶(hù)可查(chá)看(kàn)監測點2~63諧波和0.5~62.5次間諧波(bō)的(dí)實(shí)時頻譜圖，可根據日期查看各(gè)次諧波的(dí)歷(lì)史曲(qū)綫(xiàn)。諧波較(jiào)高將會導(dǎo)致從(cóng)點係統功率因(yīn)數降(jiàng)低(dī)，降低電網使(shǐ)用(yòng)率，增加連接器熱損耗(hào)帶(dài)來(lái)安全(quán)隱(yǐn)患。

事件分(fēn)析

平台(tái)為(wéi)用戶提供(gōng)監測(cè)點(diǎn)發生(shēng)事件(jiàn)總覽，包(bāo)含141種穩(wěn)態(tài)越綫事件(jiàn)，暫態(tài)事件(jiàn)及(jí)瞬態事(shì)件(jiàn)記錄。穩態(tài)事(shì)件136種(zhǒng)，暫態時間(jiān)3種(zhǒng)，瞬態事件(jiàn)2種(zhǒng)。事(shì)件(jiàn)信息包(bāo)括事(shì)件的觸(chù)發時間，事件類型(xíng)，觸發通(tōng)道(dào)，特征幅值及持續(xù)時(shí)間(jiān)。用戶(hù)可(kě)根(gēn)據需(xū)求進行事件查(chá)詢及導出。

對(duì)於電(diàn)壓暫(zàn)升，暫(zàn)降及(jí)短時中斷事(shì)件可為用戶提(tí)供ITIC/SEMIF47容忍度(dù)曲綫(xiàn)分析，用戶(hù)也可(kě)查(chá)看發(fā)生告(gào)警的(dí)事件(jiàn)波形，波形精度為每周(zhōu)波1024點。

趨(qū)勢(shì)分(fēn)析

用戶(hù)可通過平台(tái)可(kě)查(chá)看監測(cè)點負(fù)荷曲(qū)綫及電壓電流(liú)，電壓偏(piān)差(chà)，不平(píng)衡(héng)度(dù)，閃變等(děng)歷史(shǐ)趨勢曲綫。

診斷(duàn)報告

係統可根據監(jiān)測點的電(diàn)能質量情況統(tǒng)計分析生(shēng)成(chéng)電能質(zhì)量(liáng)診(zhěn)斷報告