电能质量标准

我国国家技术监督局先后颁布了六个电能质量标准：

·供电电压允许偏差

● 电力系统频率允许偏差

◆公用电网谐波

● 三相电压允许不平衡度

●电压波动和闪变

●暂时过电压和瞬态过电压

其中，电压和频率偏差基本上取决于供求平衡关系，其他几项不仅与电力系统有关，而且受用户负荷性质的影响。本文所研究并设计的电能质量监测装置不仅可以在电力系

统的枢纽变电站中安装，而且可以对重要用户和特殊用户进行监测。

(1)供电电压允许偏差

供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系统的标称电压之差对系统标称电压的百分数称该节点的电压偏差，即电压下跌(电压跌落)和电压上升(电压隆起)

的总称。

 (2)电力系统频率偏差

电力系统在正常运行条件下，系统频率的实际值与标称值之差称之为系统的频率偏差

(3)公用电网谐波

随着非线性负荷日益增多，电网的谐波水平在不断提高，由于谐波干扰导致的电气设备异常和事故也在逐年增加。制定公用电网的谐波标准旨在控制谐波危害，保障电网

和用户的安全、经济运行和正常生产。我国在1993年制定了国家标准《电能质量公用电网谐波》(GB／T14549．1993)，该标准对公用电网各电压等级(380V～220l(V)的谐波

电压限值和用户的谐波电流指标分配作出了规定，还对谐波进行分析测量的仪器和测量方法以及相关的计算方法作了相应规定。

谐波国标定义为：对周期性交流进行傅立叶分解后得到为基波频率大于l的整数倍的分量。对于非基波整数倍的谐波，称之为间谐波，其中低于基波频率的间谐波也称次

谐波。间谐波实际上是由于负载电流的谐波分量和基波分量(50Hz)受到调制而产生的。如电弧炉负载和相控调制的变频器等具有周期性和非周期性开关功能的各类电力电子

器件负荷。冲击性负荷所产生的谐波属于短时间谐波范畴，通常这种谐波不具有周期性，因而从理论上不能采用傅立叶级数进行分解。

(4)三相电压不平衡度

在理想的三相交流电力系统中，三相电压应有同样的数值，且按A，B，C顺时序互成120。角，这样的系统叫做三相平衡系统。然而由于存在种种不平衡因素，实际电力系统并不是完全平衡的。反映三相系统不平衡度的参数是三相不平衡度占，不平衡度定义为负序分量和正序分量的比值。一般来说，用于计算三相不平衡度所用的正序分量和负序分量均为基波分量值。

(5)电压波动与闪变

电压波动为一系列电压变动或连续的电压偏差。电压波动值为均方均根值的两个极值‰和Um妯之差△U，常以其标称电压UⅣ的百分数表示其相对百分值，即如果电压波动变化率低于每秒O．2％时，应视为电压偏差。

闪变是人对照度波动的主观视感。如果电压波动的大小不足以引起白炽灯闪变，则可以肯定不会使电视机和日光灯等出现工况异常。为此，可以选白炽灯的工况作为判断电压波动值是否被接受的依据。

供电系统中的电压波动和闪变多是由用户的波动性负荷引起的，波动负荷可分为周期性波动负荷和非周期性波动负荷两类。波动性负荷主要有：电弧炉、感应炉的变频电源、绞车和轧机、电焊机、电动机起动、采矿的挖掘机、锯木机和粉碎机等。

(6)暂时过电压和瞬态过电压

由于开关操作或雷击等原因引起，暂时过电压与瞬态过电压是直接危及电力设备安全运行的重要原因之一，以往只是对电器设备的耐压水平进行考核，而对电网中实际产生的过电压水平则无限制。电网的过电压水平也是电能质量的一个重要指标。国家制定了‘电能质量暂时过电压和瞬态过电压》(GB／T 18481．2001)标准，其中，暂时过电压是指其频率为工频或某谐波频率，且在其持续时间范围内无衰减或衰减慢的过电压；瞬态过电压为振荡的或非振荡的，通常衰减很快，持续时间只有几毫秒且为缓波前的过电压(例如一些操作过电压)或几十个微秒且为快波前(如雷电过电压)的过电压。

 电压与频率偏差和波形畸变、电压波动与闪变、三相不平衡属于稳态电能质量问题，电压短时变动和电磁瞬态属于暂态电能质量问题

均方根检测电压偏差；三相对称分量法检测三相不平衡；改进周期法测量频率偏差；改进的FFT(快速傅立叶变换)算法检测谐波与间谐波；傅立叶算法和小波变换算法检测电压闪变和暂态电能质量扰动。