现代电气测量技术 课件 第7-12章 电能计量法规与误差- -非介入式负荷辨识技术

现代电气测量技术电能计量法规体系1电能计量法规建设概述电气测量中常遇到的情形测一下这个电压多少伏？正弦波贴有合格证的多台不同仪器对同一电气量进行测量，结果差异很大！1电能计量法规建设概述电气测量中常遇到的情形疑似正弦波的基波有效值与某正弦波的有效值相等时，两者的出力效果相当疑似正弦波正弦波正弦波传统工频正弦电量，波形是固定的，频率是已知的，测量出振幅就等于获取了信号的全部信息。习惯上，我们用有效值替代振幅。多少伏一般指电压的有效值，不会有歧义。基波有效值是衡量电压/电流对电机出力效果的一个特征值PWM电压特征值基波有效值峰峰值直流分量总有效值各次谐波幅值……PWM非工频、非正弦要明确测量对象的特征值测一下这个电压多少伏？测一下这个电压的某某特征值×√特征值（明确的、清晰的、可实现的）电气测量中常遇到的情形要明确测量的条件再谈精度任何精度成立都有条件，离开条件谈精度，没有意义；

缺乏或未执行相关的产品标准和规范，某些仪器指标解读非常困难。条件1：量程的0.5%~100%条件2：基波频率0.1Hz~1500Hz条件3：功率因数0.05~1条件4：固有防混叠滤波器功率测量精度：优于0.5%1电能计量法规建设概述电气测量中常遇到的情形科学的电气测量

特征值在

条件下达到

精度？电压/电流基波/谐波幅值/相位基波/谐波/总有功功率以电压基波幅值为例：环境条件仪器调整至实际测量需要的测量模式防混叠滤波器调整至实际工作状态传感器二次负荷/传感器与仪器之间采用与现场一致的连接电缆准确限值幅值范围准确限值频率范围相对误差、不确定度比差/角差计量法规建设推动建立国家最高测量能力，为科研提供最可靠的测量支撑！1电能计量法规建设概述电能计量的法规体系一般是指电能计量方面的法律、法规、电能管理章程以及必须要强制执行的电能计量检定规程等。电能计量法规体系具体规定了电能表的技术要求和检定方法，包括试验负载点和试验要求，是保证电能计量和电能表质量的重要技术文件。电能计量技术法规并不完全等同于国家标准，它既规范电能计量各个环节，也随着新电能计量技术的发展而不断修正和更新，反映了社会对电能公正贸易的技术要求。电能计量法规体系概述1电能计量法规建设概述保障公平交易，优化营商环境：健全的计量法规通过对计量器具的强制检定、对商品量的监督抽查，严厉打击“缺斤短两”，保护消费者权益，营造公平、诚信的市场环境，降低交易成本。支撑国际贸易，破除技术壁垒：国际贸易中，商品的规格、性能、质量都需要通过精确的测量来评定。如果两国的计量标准不统一、测量结果不互认，就会形成“技术性贸易壁垒”。通过建立与国际接轨的计量法规和溯源体系，推动国际计量互认，可以使我国企业的检测报告被国外直接接受，极大便利商品进出口，提升“中国制造”的国际竞争力。服务产业发展，提升产品质量：现代制造业，从航空航天到微电子芯片，对计量的精度要求极高。高精度的计量是工业的“眼睛”和“神经”，是控制生产流程、保证产品质量、进行技术创新的前提。计量法规通过规范和促进产业计量服务，为企业提供精准、可靠的测量保障，助推产业升级和高质量发展。计量法规体系建设的意义1电能计量法规建设概述2国际电能计量标准法规简况国际电工委员会（IEC）的相关标准法规IEC62052-11《电能测量设备（交流）通用要求、试验和试验条件第11部分：测量设备》，该标准包括了电能表的型式、额定电压、额定电流、工作温度范围、基本误差等性能要求。该标准还涵盖了电能表的结构和材料、安装要求、检定和验证方法等内容。国际法制计量组织（OIML）的相关标准法规R46国际建议主要针对电能表，规定了其计量要求、技术要求、管理要求、检定方法、检定用设备和误差处理等，目的是为了确保电能表计量的准确可靠。2国际电能计量标准法规简况IEC62052-11与R46国际建议的区别IEC标准规定的谐波影响量试验主要考虑的是5次谐波，而R46国际建议中选用具有相同电压电流失真度的方顶波和尖顶波代替。R46更加重视电能表在实际运行工况下的计量性能要求，给出了“综合最大允许误差”概念，即需要评估表计在任意工作条件下的测量误差，对电能表做出一个全面的真正的计量性能的评估。R46提出转折电流（transitionalcurrent）Itr，也被翻译为过渡电流，指制造商规定的满足与电能表准确度等级对应的最大允许误差的最小电流值。根据R46，制造商可将电能表准确度等级规定为A、B、C以及D级，分别对应IEC标准中的2、1、0.5S以及0.2S级。3国内电能计量标准法规简况我国建成了以《计量法》为根本法及与其配套的若干计量行政法规、规章（包括规范性文件）的计量法群。三个层次：计量管理的根本大法：《中华人民共和国计量法》。

计量行政法规：国家计量行政法规和地方行政法规两种国家计量行政法规一般由国务院计量行政部门起草、经国务院批准后直接发布或由国务院批准后由国家计量行政部门发布。计量规章：分为三类。①国家行政部门批准发布的全国性计量规章，如《工业企业计量工作定级、升级办法》；②国务院有关主管部门制定发布的部门行业或专业性计量规章制度；③各省级政府制定的规章。3国内电能计量标准法规简况计量的技术法规技术法规是规定技术要求的法规，是规范计量检定、校准等技术活动的准则。包括：国家计量检定规程：用代号“JJG”标注，是对计量器具的计量性能、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检定结果处理所做的技术规定，是计量检定工作的直接依据，尤其适用于强制检定的计量器具。是国家法定性的技术文件，具有法律效力。国家计量检定系统表：用代号“JJG”标注，主要规定计量基准、计量标准和工作计量器具之间的量值传递关系、传递方法和测量不确定度要求，是构建全国量值传递体系的基础。计量技术规范：代号为“JJF”，规范计量校准活动的操作流程、技术要求和数据处理方式。与检定规程不同，校准规范侧重量值溯源的技术指导，适用于非强制检定的计量器具，比如实验室部分检测仪器的校准。3国内电能计量标准法规简况电能计量器具的技术标准“GB”国家标准、“DL”电力行业标准等，标准代号后带字母“T”时表示该标准为推荐性标准。考虑到与国际接轨，“GB”国家标准内容基本等同IEC标准。“DL”电力行业标准不低于国家标准，其项目较为全面和严格。一般来说，电能计量器具检定合格与否以计量检定规程“JJG”为准。电能计量方面的检定规程主要有：JJG307机电式交流电能表检定规程、JJG596电子式交流电能表检定规程、JJG597交流电能表检定装置检定规程等。普通的产品合格与否一般以“GB”国家标准为准，产品符合要求与否以用户提出的技术要求为准。3国内电能计量标准法规简况标准代号、发布序号、名称标准代号、发布序号、名称GB/T11150电能表检验装置DL/T725电力用电流互感器使用技术规范GB/T17215.701标准电能表DL/T726电力用电磁式电压互感器使用技术规范GB/T19882.214自动抄表系统第214部分：低压电力线载波抄表系统静止式载波电能表特殊要求DL/T614多功能电能表GB/T32856高压电能表通用技术要求DL/T645多功能电能表通信协议GB/T37006数字化电能表检验装置DL/T1369标准谐波有功电能表GB/T38317智能电能表外形结构和安装尺寸DL/T1478电子式交流电能表现场检验规程GB/T15284多费率电能表特殊要求DL/T1485三相智能电能表技术规范GB/T17215电测量设备系列标准DL/T1486单相静止式多费率电能表技术规范JJG1085标准电能表DL/T1487单相智能电能表技术规范JJG313测量用电流互感器检定规程DL/T1488单相智能电能表型式规范JJG314测量用电压互感器检定规程DL/T1489三相智能电能表型式规范JJG596电子式交流电能表检定规程DL/T1490智能电能表功能规范JJG597交流电能表检定装置检定规程DL/T460智能电能表检验装置检定规程JJG842电子式直流电能表DL/T1507数字化电能表校准规范JJG1186直流电能表检定装置DL/T1763电能表检测抽样要求DL/T5136火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程SN/T1843.2进出口测量、控制和实验室用电气设备检验规程第2部分：静止式交流电能表电能计量法规体系作业了解国内外电能计量法规趋同的重要性。拓展知识阅读：电能计量器具检定规程现代电气测量技术温和、邵霞、王娜、唐璐湖南大学电气与信息工程学院电子式电能表的误差与校正0电子式电能表的误差概述电子式电能表内部原因造成的误差包括硬件电路引起的误差、软件算法引起的误差等。硬件电路引入的误差误差的内部主要来源电流/电压采样回路的比差和角差ADC非线性误差、量化误差元件、芯片的温漂和时漂软件算法引入的误差非同步采样频谱泄漏误差脉冲输出误差舍入误差与截断误差1硬件电路引入的误差分析计量前端模拟电路比差电能表采样前端电气元件（互感器、分压电路的电阻等）实际值与标称值不一致会导致实际输入输出比与理论输入输出比的不一致，由此引起的误差称为比差。比差主要由电压采样网络比差、微型电流互感器比差和电流互感器二次侧匹配电阻比差组成。式中，ΔR1、ΔR2分别为R1、R2相对于标称值的偏差。(a)理想电阻分压网络(b)等效电阻分压网络1硬件电路引入的误差分析计量前端模拟电路角差（1）互感器或其它传感器引入的误差互感器或其它传感器将输入电能表的电压、电流转换成符合A/D转换器输入的小信号，在信号转换过程中，不可避免地存在角度转换误差。（2）抗混叠滤波器引入的误差电压、电流通道抗混叠模拟低通滤波器相频特性不一致存在角差。（3）A/D转换器引入的角差某些三相电能表使用多路开关切换型A/D转换器采样电压、电流信号。由于采用多路开关切换的方式采样，同一时刻只能采样一路信号，会给同相电压、电流造成误差。1硬件电路引入的误差分析硬件电路引入的其他误差（1）A/D转换器的误差A/D转换器存在零点漂移、量化误差等。（2）温度影响电能表在实际工作时，工作环境的温度变化对计量单元模拟器件、A/D转换器、A/D转换器参考源、外接晶振都会产生影响，从而导致精度变差，需要采取相应措施消除误差。1硬件电路引入的误差分析减少硬件误差的措施（1）选用温度系数好的精密元件代替普通元件，例如电阻可采用1%精度，电流互感器采用0.1%精度；（2）选用同步A/D转换器消除A/D转换器非同步采样造成的角度误差；（3）选用温度系数好的电压基准做A/D转换器参考源；（4）选用温度系数好的晶振。2软件算法引入的误差分析（1）非同步采样误差电网频率波动导致非同步采样误差，在离散频谱上表现为频谱泄漏和栅栏效应现象，导致信号参数（频率、幅值、相位）估计结果不准确。采用性能优良的窗函数可减小频谱泄漏引起的误差；对计算结果进行插值修正可减小栅栏效应引起的误差。（2）电能脉冲输出误差电能表以脉冲方式输出电能计量结果。当电能表累加电能大于预定的脉冲电能输出阈值，电能表发出电能脉冲，作为电能累积量标志。电能脉冲输出误差在于：电能表发出脉冲后，可能存在剩余电能没有也无法以脉冲的形式发送出去，造成电能计量误差。一般采用同步放大实际累积电能数值和预定脉冲对应的能量值来消除这类误差。2软件算法引入的误差分析（3）舍入误差和截断误差电能计量中涉及大量乘/除法和加/减法运算，由于计算机的字长有限，进行数值计算时，某些结果数据要使用“四舍五入”或其他规则取近似值，使得数值计算结果（近似解）与理论结果（精确解）之间存在舍入误差或截断误差。3电子式电能表误差校正直流偏置补偿与比差校正直流偏置是指由采样电路和A/D转换带来的偏置失调量。该值随着温度和环境的改变而变化，高精度电能计量必须消除其影响。电压通道直流偏置电压通道的直流偏置为:电压通道的直流偏置与比差校正模型为:式中，u′u(n)为经过偏置与比差校正后的电压信号；Ku表示电压通道变比；uu(n)为电压通道采集数据3电子式电能表误差校正电流通道直流偏置电流通道的直流偏置为:电流通道的直流偏置与比差校正模型为:式中，i′(n)为经过偏置与比差校正后的电压信号；Ki表示比差校正系数；ui(n)为电流通道采集数据直流偏置补偿与比差校正若采用瞬时功率的方法计算有功功率，则有功功率的比差为电压通道比差与电流通道比差的乘积。3电子式电能表误差校正角差校正电压和电流通道均存在角差，在实际操作中，一般考虑的角差校正是针对电压和电流之间相位差的综合角差φ1。设标准源示值分别为U1、I1，电压和电流之的相位差

1，则基有功功率标准值P1为经过理想的比差校正后的电压U′1电流I′1等于U1、I1，则基波有功功率测量值P′1为基波有功误差：角差校正的输入条件可选取功率因数为1.0与0.5L两点。在功率因数1.0时完成比差校正，功率因数为0.5L时

1=π/3err0.5L为基波功率因数0.5L时的有功误差率，可由电能表误差校正系统获得。电子式电能表的误差与校正作业了解电能表主要误差来源。拓展知识阅读：电能表的系统误差校正方法现代电气测量技术电能表运行误差的影响因素1温度对电能表运行误差的影响在运行状态下，电能表的计量性能与工作性能主要受以下因素影响：气候因素电气因素机械因素电磁干扰因素等气候因素一般是指温度、湿度、阳光辐射、沙尘、烟雾等；电气因素一般是指电压、谐波、电流等；机械因素包括振动、冲击；电磁干扰因素主要是指磁场干扰、电磁辐射等。电能表运行误差的影响因素1温度对电能表运行误差的影响经验式为式中，dM/dt是化学反应速率；A是常数；Eα是引起失效或退化过程的激活能；k是玻尔兹曼常数；T是绝对温度。以激活能Eα作为参数，可以绘出不同Eα时温度与电能表运行可靠性的关系，激活能越大，与温度的关系越密切。温度对电能表运行可靠性的影响1温度对电能表运行误差的影响温度对采样电阻的影响电阻随温度的变化关系：式中，R为标准阻值；α为温度系数；T0为与标准阻值相对应的温度值；T为实际温度值。温度对电流互感器的影响电流互感器的设计使用温度一般为-40℃～+80℃，相对湿度＜90%，但在温度范围内电流互感器的参数还是会有一定的变化，进而会对整表的误差造成影响。温度对计量芯片的影响温度主要影响计量芯片的基准电压Vref的温度系数TC，进而影响到精度。例如，ADI的78XX系列芯片，其基准电压的温度系数典型值为0.01‰/℃，最大值为0.05‰/℃。温度对信号采样电路的影响2电压波动对电能表运行误差的影响电压波动的定义电压变动：供电电压在两个相邻的、持续1s以上的电压方均根值U1和U2之间的差值，称为电压变动。供电系统总负荷或部分负荷改变，导致供电电压偏离标准电压，会引起电压变动。电压波动：是一系列电压变动或连续的电压偏差，电压波动值为电压方均根值的两个极值Umax和Umin之差，常以其标称电压的百分数表示，即2电压波动对电能表运行误差的影响电压波动影响电力计量装置的正确计量。原因：无论是模拟式电能表，还是数字式电能表，在对电压、电流信号进行计算得到瞬时功率后，都需要接入电能累计模块进行瞬时功率的积分。为达到较好的功率稳定性，一般会选取较长的功率积分时间窗口，如1～2s。当输入信号快速波动时，瞬时功率的相应波动会导致在较长的功率积分时间窗口内，电能计量不能及时响应瞬时功率的变化，导致积分时间内的功率累计产生误差。电能表电压波动的影响量试验：主要考查由于供电电压在额定工作电压范围内变化导致的电能计量误差变化量（误差偏移量）。3电磁干扰对电能表运行误差的影响电磁干扰的基本要素电磁干扰源耦合途径或传输通道敏感设备电磁干扰按传播方式分类传导干扰：指干扰电磁波通过导电介质或公共电源线干扰设备的运行。辐射干扰：指干扰电磁波通过空间将干扰耦合到电网或电子设备中，影响其正常运行。3电磁干扰对电能表运行误差的影响常见的电磁波干扰源（1）瞬变及高频脉冲：当低压电网中的熔断器由于大电流而熔断时，电路中的能量就会释放。能量释放过程中使电压出现不稳定，电压在恢复稳定的过程中就会形成瞬时过电压。切换电网中的小电感性负载（比如继电器、接触器）时，同样也会有瞬变脉冲形成。高压开关操作时，关断口电弧的熄灭和重燃会引起一系列的高频振荡。这些干扰通过电源端口、信号和控制端口对电能表造成电磁干扰。（2）静电：当人或动物接触到智能电能表的外壳时会出现电荷的转移。如果人或动物与电能表在分离的过程中电荷不能中和，智能电能表上没有中和的电荷就会使其带上静电。静电产生的电磁场可能影响电路的正常工作，造成设备的误动作。严重时还可能引起器件的击穿和损坏，造成电能表的计量性能不精确、不稳定。3电磁干扰对电能表运行误差的影响常见的电磁波干扰源（3）辐射电磁场：广播电视、通讯、雷达和导航等无线电设备工作时会发射电磁能量。各种传输电线、家电和工业、医院里的各种电气设备在完成自身功能的同时会有电磁能量的发射。这些辐射电磁被智能电能表线路板上的导线接收，就形成了电磁干扰。（4）PCB板串扰：电能表电路板上的模拟电路和数字电路可相互干扰，相邻导线之间的串扰也是引起电磁干扰的重要原因。有些元件还会向空间辐射电磁场，耦合到附近的走线或敏感器件上。高频器件辐射的电磁干扰、大电流和大功率电路形成的电磁干扰、系统电源自身产生的电磁干扰、信号传输线之间的交叉干扰，都可能会使电能表工作异常。3电磁干扰对电能表运行误差的影响常见的电磁干扰源电磁干扰源瞬变及高频脉冲静电辐射电磁场PCB板串扰形成：切换小电感性负载（如继电器等）时出现瞬变脉冲；高压开关操作时引起高频振荡。影响：这些干扰通过电源端口、信号和控制端口对电能表造成电磁干扰。形成：物体因摩擦、接触分离等导致电荷转移，使正负电荷失衡而产生的静止电荷。影响：静电产生的电磁场可能影响电路的正常工作，严重时还可能引起器件的击穿和损坏。形成：广播电视、通讯等无线电设备，传输电线、家电和工业电气设备，都发射电磁能量。影响：辐射电磁被智能电能表线路板上的导线接收，就形成了电磁干扰。形成：电路板上的模拟电路和数字电路相互干扰；相邻导线之间的串扰；有些元件向空间辐射电磁场，耦合到附近的走线或敏感器件上。影响：可能会使电能表工作异常。4信号畸变对电能表运行误差的影响当信号中含有谐波成分时，在T0时间内的电能可以表示为式中，M为谐波的最高次数；Un和In分别为电压和电流第n次谐波的有效值；φn表示第n次电压和电流谐波分量的相角差。信号畸变导致参数估计误差所引起的电能计量误差4信号畸变对电能表运行误差的影响谐波和间谐波导致的功率潮流变化所引起的电能计量误差电源内阻谐波源间谐波源线性负载非线性负载非线性负载ZM消耗的电能PM为：线性负载ZL消耗的电能PL为：向系统注入谐波和间谐波，污染电网，却少缴电费多吸收的功率，多缴电费向系统注入谐波和间谐波功率消耗的由电网侧提供谐波和间谐波功率消耗的由非线性负载提供的谐波和间谐波功率消耗的由系统侧提供的谐波和间谐波功率电能表运行误差的影响因素作业理解温度对电能表运行误差的影响。拓展知识阅读：如何确保信号畸变条件下的准确电能计量现代电气测量技术电能表检定与综合误差评估1电能表检定简介电能表检定一般是指按检定规程，通过电能表检定装置对电能表进行性能检验和测试，查看在标准工作条件下，电能表性能是否达标，特别是计量误差是否在规定范围之内。电能表检定的根本意义在于维护贸易结算的公平公正，确保供需双方的经济利益不受损害。检定作为国家法制计量的强制要求，是确保量值传递准确统一、维护市场秩序和消费者权益的重要技术手段。电能表是国家强制检定的计量器具。电能表检定装置电能表检定装置是向被检电能表提供电能并能测量此电能的器具的组合。1、检定装置的结构电能表检定装置按结构可分为电工型检定装置和电子

型检定装置。电工式电能表检定装置一般由低通滤波器、电子稳压

器、变压器移相器、自耦调压器、升压器、升流器、

标准电压互感器、标准电流互感器、标准电能表、光

电采样器、控制器、挂表架等组成。

1电能表检定简介电能表检定装置1、检定装置的结构电子式电能表检定装置的构成则一般由电子式程控功

率源、电子式多功能标准表（或标准功率电能表）、标准电压互感器和标准电流互感器（有些装置不需要互感器）、误差计算器（有的产品做在标准表内）、误差显示器、数字式监视表、光电采样器、手动控制器、计算机、挂表架等组成。三相检定装置的表位数一般有3、6、8、12、16、24等；单相检定装置的表位数一般有6、12、16、24、32、48等1电能表检定简介电子式多功能标准表（或标准功率电能表）标准电压互感器和标准电流互感器（有些装置不需要互感器）误差计算器（有的产品做在标准表内）电子式程控功率源误差显示器数字式监视表光电采样器手动控制器计算机挂表架等电能表检定装置12表位三相电子式电能表检定装置1电能表检定简介2、检定装置的基本工作原理典型的电工式电能表检定装置的原理框图电能表检定装置电源滤波及稳压电流调节移相器电压调节电压互感器电流互感器被检电能表控制器标准电能表光电采样器1电能表检定简介电子式三相电能表检定装置原理框图2、检定装置的基本工作原理电能表检定装置程控三相功率源电流量程切换手动控制器电压量程切换三相标准电能表监视仪表误差计算器计算机显示器误差显示器B相PTC相PTA相CTB相CTC相CT1号被检表n号被检表A相PT……1电能表检定简介根据检验装置使用电源的不同，检验方法分为虚负荷法和实负荷法。虚负荷法：电压回路和电流回路分开供电，电流回路电压很低，电压回路电流很低，电流与电压之间的相位由移相器人工设置。实负荷法：电能表和功率表所测量的电能和功率，与负荷实际消耗或电源实际供给的电能或功率是一致的，流过仪表电流回路的电流是由加于相应电压回路上的电压在负荷上所产生的电流值。电能表检定方法1电能表检定简介根据检验装置所使用的主要标准器不同，检验方法分为瓦秒法和标准电能表法。瓦秒法：以已知恒定功率（W）乘以已知时间间隔（s）方式确定给予被试表电能的方法，称为瓦秒法。目前已经很少应用。标准电能表法：将已知的电能量加给被检表的方法，已知的电能量由标准电能表提供。目前的电能表检验装置，无论是虚负荷法还是实负荷法，大部分都采用标准电能表法。电能表检定方法1电能表检定简介标准电能表法是指在标准电能表和受检电能表都处于连续工作情况下，用光电转换方法，根据电能表脉冲数确定被检电能表的相对误差：电能表检定方法式中，

为被检表的计量相对误差；m0为被检表的算定脉冲数；m为实测脉冲数，即被检表产生N个脉冲数时标准表的脉冲数。算定脉冲数m0的计算式为式中，kx为被校表的脉冲常数；k0为标准表的脉冲常数。1电能表检定简介仪表常数试验无负载条件（潜动）试验起动电流试验初始固有误差的测定试验重复性试验变差要求试验负载电流升降变差试验误差一致性试验由影响量引起的误差极限试验电能示值组合误差试验计时准确度试验组合最大允许误差试验剩余电量递减准确度2电能表计量性能试验GB/T17215.211-2021电测量设备（交流）通用要求、试验和试验条件第11部分：测量设备的计量性能试验包括：计量性能试验项目电能表常数试验试验设备：电能表校验装置，脉冲计数器试验方法在参比条件下，被测电能表在施加参比电压和最大电流、功率因数为1的条件下，用脉冲计数器计数电能表的输出脉冲数。施加一定时间后，读取电能表计度器的示值改变量E和脉冲计数器计数的脉冲数N，误差γ(%)由下式确定。C为电能表铭牌上标注的脉冲常数。试验应在Itr≤I≤Imax的任一电流工作点下进行，要求计算仪表记录的电能与由测试输出的脉冲数给出的通过仪表的电能之间的相对差，不应超过仪表基本最大误差限的1/10。2电能表计量性能试验试验时通过被检表的最小电能量Emin为：式中，R为电能寄存器的可见分辨力，单位为瓦时（Wh）；b为基本最大允许误差，单位用百分数（%）表示。进一步可得所需的最短试验时间tmin，由于Emin=tminUnIcosφ，由此可得式中，Un为额定电压。2电能表计量性能试验电能表常数试验额定电压是制造厂规定的设备最佳工作电压。试验设备：电能表校验装置试验方法电能表电压线路通以110%的参比电压，电流线路开路，检查电能表的测试输出。试验判定

在规定的试验时间内，电能表的测试输出不应产生多于一个的脉冲。电能表潜动试验2电能表计量性能试验参比电压是作为参考、基准或标准值的电压，设备的精度、误差和动作特性都是以这个电压为参考来定义和校准的。一般情况下，电能表的参比电压与额定电压取值相同。最短试验时间电能表潜动试验式中，b为最小电流Imin时的以百分数表示的基本最大允许误差，取正值；k为电能表脉冲常数；m为单元数量，单相电能表m=1，三相四线电能表m=3，三相三线电能表m=。2电能表计量性能试验电能表在起动电流Ist（对三相电能表，带平衡负载）且功率因数（或sinφ）为1的条件下，能输出速率均匀的脉冲，且基本误差不超过规定的基本误差限值，即认为仪表通过起动电流试验。起动电流试验2电能表计量性能试验试验步骤如下：a）起动仪表；b）允许第一个脉冲在1.5τ秒出现；c）第二个脉冲允许在下一个1.5τ秒出现；d）此后开始测试仪表的误差。式中，k为电能表脉冲常数；m为单元数量；Ist为起动电流。用于验证在参比条件下，仪表的误差小于GB/T17215.3（所有部分）对各准确度等级仪表规定的最大允许误差的极限。试验的顺序应从最小电流到最大电流，然后从最大电流到最小电流。对于最大电流Imax，最长测量时间应为10min，其中包括稳定时间。每一个试验点，误差结果应是两次测量的平均值。如果仪表规定能测量双向（电能）潮流或单向（电能）差流，对正负两个方向的电能潮流，都应满足对各准确度等级仪表规定的基本最大允许误差的极限要求。如果仪表规定仅能测量正向电能潮流（对无功电能表，即输入无功），对正向电能潮流，应满足误差极限要求；该仪表也应施加方向潮流（对无功电能表，即输出无功），仪表对此的反应为：不记录电能，或测试输出不产生多于一个的脉冲。初始固有误差试验2电能表计量性能试验初始固有误差试验2电能表计量性能试验测量负载点不同等级电能表基本最大允许误差/%电流值I功率因数ABCDItr≤I≤Imax10.5L/0.8CImin≤I<Itr1±1.50.5L/0.8CIst≤I<Imin1±2.5Imin/I±1.5Imin/I±1.0Imin/I±0.4Imin/I基本最大允许误差限值转折电流Itr、起动电流Ist、最小电流Imin和最大电流Imax影响量试验的目的是考核由于单一影响量变化而引起电能表电能计量误差是否满足对应等级电能表的误差极限值要求。考核由于任何单一影响量变化引起的误差偏移是否在规定的误差偏移的相应限制之内。3影响量试验及综合误差单一影响量试验3影响量试验及综合误差影响量测量值电流值功率因数各等级电能表误差偏移极限（%）ABCD自热电流Imax且连续Imax1/0.5L±1±0.5±0.25±0.1负载平衡(1)仅在一个电流回路输入电流Itr≤I≤Imax1±1.5(2)±1.0±0.7±0.30.5L±2.5±1.5±1±0.5电压变化(3)Unom±10%Itr≤I≤Imax1±1.0(9)±0.7±0.2±0.10.5L±1.5±1.0±0.4±0.2频率变化fnom±2%Itr≤I≤Imax1±0.8±0.5±0.2±0.10.5L±1.0±0.7±0.2±0.1电压和电流线路谐波方顶波、尖顶波(4)Itr≤I≤Imax1±1.0(5)±0.6±0.3±0.2倾斜≤3°Itr≤I≤Imax1±1.5±0.5±0.4不适用电压跌落0.8Unom≤U<0.9Unom10Itr1±1.5(11)±1±0.6±0.3

一相或两相中断(6)断开一相或两相10Itr1±4±2±1±0.5电流线路次谐波次谐波等功率电流信号10Itr1±3±1.5±0.75±0.5

由影响量导致的误差偏移极限单一影响量试验3影响量试验及综合误差影响量测量值电流值功率因数各等级电能表误差偏移极限（%）ABCD电流线路谐波90度相位触发10Itr1±1±0.8±0.5±0.4逆相序任意两相互换10Itr1±1.5±1.5±0.1±0.05外部恒定磁感应(10)与核心表面相距30mm处为200mT（10）10Itr1±3±1.5±0.75±0.5交流工频400A/m10Itr,Imax1±2.5±1.3±0.5±0.25辐射射频和电磁场f=80至6000MHz，磁场强度≤10V/m10Itr1±3±2±1±1射频场感应的传导骚扰(7)f=0.15至80MHz，幅值≤10V10Itr1±3±2±1±1交流电流电路中直流电流(8)1±6±3±1.5±1高次谐波0.02Unom；0.1Itr；15fnom至40fnomItr1±1±1±0.5±0.5

由影响量导致的误差偏移极限单一影响量试验3影响量试验及综合误差最大允许综合误差模型GB/T17215.211中对电能表最大误差的合成或评价的思路是：在基本最大允许误差的基础上，考虑各影响量引起的误差偏移量。假设：a）可忽视整合效果；b）置信因子的影响不相关；c）相对于额定操作条件限值，影响量的值更接近参考值；d）影响量和置信因子的影响可被当作正态分布。3影响量试验及综合误差最大允许综合误差模型对于标准的不确定度，可使用最大允许误差变化一半的值。那么，估计综合最大允许误差（假设置信因子为2，置信概率概率接近95%）式中，vbase是基本最大允许误差；

vvoltage是电压变化允许的最大误差偏移；

vfrequency是频率变化允许的最大误差偏移；

vunbalance是不平衡变化允许的最大误差偏移；

vharmonic是谐波含量允许的最大误差偏移；

vtemperature是温度变化允许的最大误差偏移。3影响量试验及综合误差最大允许综合误差模型对于特定电能表类型，也可使用型式试验的结果来估计最大综合误差。假设影响因子为正态分布，从试验结果中评估最大综合误差式中，对于每个电流Ii和每个功率因数PFp：e（PFp，Ii）为试验过程中测量的电能表的基本误差；

δep,i（T），δep,i（U），δep,i（f）为温度、电压和频率各自随着规定的额定操作条件中的整个范围变化时，试验过程中测量的最大额外误差。3影响量试验及综合误差最大允许综合误差模型假设影响因子不服从正态分布，而为矩形分布，从试验结果估计综合最大误差为式中，ebase为基本最大误差试验的最大误差；

evoltage为电压变化试验的最大误差偏移；

efrequency为频率变化试验的最大误差偏移；

eunbalance为不平衡变化试验中的最大误差偏移；

eharmonic为谐波含量变化试验中的最大误差偏移；

etemperature为温度变化试验中的最大误差偏移。电能表检定与综合误差评估作业了解电能表检定中综合误差评估方法的原理。拓展知识阅读：电能表全自动检定系统现代电气测量技术电能质量的概念电能质量（PowerQuality，PQ）涉及如何描述供用电双方的相互作用和影响，迄今为止关于电能质量还没有一个准确、统一的定义。尽管国内外关于电能质量的范畴以及电能质量下降的起因等许多方面仍存在分歧，但对应用电能质量这一专业术语以及内涵达成了共识。电能质量是描述电力系统中在给定时间和地点上发生的各种电磁现象(包括电压和电流)。1电能质量的定义和内涵电能质量问题主要表现为电压质量问题及电流波形问题。1电能质量的定义和内涵电能质量的定义IEEEStd1100定义：合格电能质量的概念是指给敏感设备提供电力和设置的接地系统均适合于该设备正常工作。IEC1000-2-2/4定义：电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。这个定义概括了电能质量问题的成因和后果，还包括了供电可靠性的问题。根据这一定义，电能质量除了保证额定电压和额定频率下的正弦波形外，还包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、波形畸变及所有电压瞬变现象，如冲击脉冲、电压下跌、瞬时间断及供电连续性等。国标GB/T32507-2016《电能质量术语》定义：电力系统指定点处的电特性，关系到供用电设备正常工作（或运行）的电压、电流的各种指标偏离基准技术参数的程度。1电能质量的定义和内涵电能质量的内涵（1）电压质量。给出实际电压与理想电压间的偏差，以反映供电部门向用户分配的电力是否合格。电压质量通常包括电压偏差、电压频率偏差、电压不平衡、电磁暂态现象、电压波动与闪变、短时电压变动、电压谐波、电压间谐波、电压缺口、欠电压、过电压等。（2）电流质量。电流质量与电压质量密切相关。为了提高电能的传输效率，除了要求用户汲取的电流是单一频率正弦波外，还应尽量保持该电流波形与供电电压相同。电流质量通常包括电流谐波、间谐波、电流相位超前与滞后、噪声等。研究电流质量有助于电网电能质量的改善，降低线路损耗，但不能概括大多数因电压原因造成的质量问题，而后者往往并不总是由用电造成的。（3）供电质量。它包括技术含义和非技术含义两部分。技术含义有电压质量和供电可靠性；非技术含义是指服务质量，包括技术供电部门对用户投诉与抱怨的反应速度和电力价目的透明度等。（4）用电质量。用电质量反映供用电双方相互作用与影响的责任和义务，它包括技术含义和非技术含义。技术含义包括对电力系统电能质量技术指标的影响和要求。非技术含义是指用电责任和义务的履行质量，如用户是否按时、如数缴纳电费等。电能质量与一般产品质量不同，有如下特点：（1）电能质量现象的动态性。对于不同的供（或用）电点在不同的供（或用）电时刻，电能质量指标往往是不同的。也就是说，电能质量在时间上和空间上均处于动态变化之中。（2）电能质量扰动的潜在性。电力系统运行过程中，总是会存在各种电能质量扰动，电能质量扰动发生的时间、位置以及发生扰动的类型，都存在随机性、偶然性和潜在性。（3）电能质量扰动的传播性。电力系统某一点的电能质量扰动可以传播到电力系统中其他地方。2电能质量的内涵对电能质量的理解电能质量与一般产品质量不同，有如下特点：（1）电能质量现象的动态性。（2）电能质量扰动的潜在性。（3）电能质量扰动的传播性。（4）电能质量责任的特殊性。引起电能质量问题的原因主要有电力公司、电力用户和自然现象三个方面。电能质量不完全取决于电力生产部门，甚至有的电能质量指标（例如谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡度）往往由用户干扰所决定。因此在出现电能质量问题时，电力公司和电力用户对电能质量问题起因的看法有很大的分歧，厘清责任需要更完善的技术手段。（5）电能质量控制的整体性。电能质量不仅仅反映“电”的质量，而且和用电设备的性能密切相关。也就是说，电能质量标准的制定应充分考虑电力系统实际的可能性和电气设备的标准，从国民经济总体效益出发，使两者得到合理兼顾。2电能质量的特点对电能质量的理解对电能质量需求转变的三个阶段第一阶段：20世纪80年代之前对PQ要求很低：有电用就可以用电要求：电网频率、供电电压在合格范围内第二阶段：20世纪80~90年代之间对PQ要求逐步提高：谐波、电压偏差、负序分量、三相不平衡度、电压波动与闪变等等20世纪90年代以来，世界各国建立开放的电力市场，引进竞争机制，提高了电力生产效率，降低运营成本，是广大用户受益。然而用户对PQ越来越挑剔。3对电能质量认识的发展对电能质量需求转变的三个阶段第三阶段：20世纪90年代以来计算机技术飞速发展，工业自动化水平的提升，微电子与集成电路芯片对PQ的特殊要求，电力法制化建设的逐步完善，6个电能质量标准的颁布实施。发电模式以及能源消费结构不断变化，电能质量重新受到关注：用户侧：大量半导体设备、EV的接入降低PQ大量以计算机为基础的设备的应用要求高PQ系统侧：电力市场自由化的趋势有恶化PQ的可能系统安全运行的目的有保证PQ的动力外界：分散型电源的导入、国际化3对电能质量认识的发展对电能质量认识的转变3对电能质量认识的发展现代用电设备对PQ的要求更高Microprocessor等高速、宽频器件功率电子器件等大功率器件集成电路芯片制造业的生产流水线对电源各种电磁干扰的敏感性CBEMA（计算机商业设备制造商协会）/ITIC（美国信息技术工业协会）

曲线，瞬时断电限额已经提高到8.33ms(60Hz半个周波)非线性负荷对电力系统的污染谐波等直接或潜在的威胁到电力系统的安全运行电力用户法制观念的提高用户在了解供电间断、电压骤降、暂态影响等对生产流程造成的损失和依法追究赔付等问题用户与供电部门签保证PQ协议等，来保障自身用电权益电力系统是一个有机的整体保证向用户提供优质电力极力避免遭受用户设备对电网的干扰、污染和危害概念要拓展传统：频率、电压、供电可靠性现代：波形畸变、负序分量、电压闪变、电压骤降、三相不平衡度等指标11种术语描述PQ的主要扰动：断电、频率偏差、骤降、骤升、瞬时脉冲、电压波动、电压切痕、波形畸变等等。观念要更新：“用户为本”电力监控、母线监控不作为主要基准点普通用户：大面积或代表性监控敏感用户：分别监控从思想上充分认识和理解现代PQ的内涵从观念上，以提供用户满意的PQ作为出发点对电能质量认识的转变3对电能质量认识的发展在发电和配电领域电能质量检测变得越来越重要4电能质量检测的应用需求变压器供电的非线性单相负载会使电流波形变形。非线性负载的不平衡会导致电力变压器的额外损耗、额外中性负载、低功率断路器的意外操作以及用电量的不正确测量。变压器注入谐波或间谐波。谐波电流可能导致谐波失真、低功率因数、额外损耗以及电气设备过热，进而造成设备寿命缩短和散热成本增加。电动汽车充电领域4电能质量检测的应用需求从配电公司的角度来看，电动汽车充电桩中使用的基于电力电子的转换器会注入谐波和间谐波。电源转换器设计不当的充电桩可能会注入直流电(DC)。此外，快速电动汽车充电桩会将快速电压变化和电压闪烁引入电网。从电动汽车充电桩方面来看，电网故障会导致电压突降或充电桩电源电压中断；谐波电流可能导致谐波失真、低功率因数、额外损耗以及电气设备过热，进而造成设备寿命缩短和散热成本增加。电能质量检测变得越来越重要电能质量的概念作业理解电能质量需要供电、用电双方共同的维护的含义。拓展知识阅读：电能质量检测对于提升能源效率的重要意义。现代电气测量技术电能质量标准及扰动分类IEC61000系列

IEC从电磁兼容的角度认识和分析电能质量问题，组织制订了与电能质量密切相关的IEC61000电磁兼容系列标准，其中规定的EMC水平是为了保证设施安全正常运行、国际贸易等目的而确定的参考值，不能将其简单地完全等同于电能质量的限值。美国IEEE标准美国电能质量相关标准遵循IEEE制订的系列标准。IEEE制定了涉及电能质量基本术语定义、测试方法、监测设备、电能质量控制等多方面的电能质量标准体系。如IEEEStd519电力系统谐波控制的推荐规程和要求；IEEEStd1159电能质量监测推荐规程；IEEEStd1459在正弦、非正弦，平衡或不平衡条件下电能质量测量的定义等。提供优质电能是由供用电双方共同保证的，因而国际上对电能质量的关注点也是各有侧重。1电能质量的国际标准对电能质量问题的关注：IEC、IEEE、JIS、CSA、CEC、EN……日本标准日本电能质量标准较为多样化和分散化，包括JIS、JEC及制造业的标准，并逐步与IEC标准取得一致。日本电能质量的标准或导则主要针对频率偏差、电压偏差、电压暂降、闪变及谐波等，如JISC61000-4-7电力系统及其连接设备的谐波和间谐波测量方法及测量装置；JISTRC0014电压波动与闪变的限值标准等。欧盟标准EN50160规定供应商侧公共供电系统中电能的电压参数，定义、描述和规定了公共低压、中压和高压交流电网正常运行条件下网络用户供电终端电压的主要特性。EN61000规定了用户侧设备可传导骚扰的限值，即正确运行需要对设备的电磁干扰电平保持在一定限值以下。EN

50160公用配电系统供电特性是欧洲国家强制执行的电网电压质量评估标准，是国际第一个关于供电产品的质量标准。1电能质量的国际标准我国标准主管部门及行业组织等制定的电能质量指标、监测等相关的主要标准电能质量术语与规划：GB/T32507《电能质量术语》、GB/T40597《电能质量规划总则》；电能质量指标相关标准：GB/T15945《电能质量电力系统频率偏差》GB/T12325《电能质量供电电压偏差》GB/T12326《电能质量电压波动和闪变》GB/T15543《电能质量三相电压不平衡》GB/T14549《电能质量公用电网谐波》GB/T24337《电能质量公用电网间谐波》GB/T18481《电能质量暂时过电压和瞬态过电压》GB/T30137《电能质量电压暂降与短时中断》2电能质量的国家标准我国标准主管部门及行业组织等制定的电能质量指标、监测等相关的主要标准电能质量监测：GB/T42154《配电网电能质量监测技术导则》GB/T39853《供电系统中的电能质量测量》DL/T1297《电能质量监测系统技术规范》GB/T19862《电能质量监测设备通用要求》GB/T17626《电磁兼容试验和测量技术》电能质量监测设备校准与检测：GB/T35725《电能质量监测设备自动检测系统通用技术要求》DL/T1862《电能质量监测终端检测技术规范》DL/T1368《电能质量标准源校准规范》DL/T1053《电能质量技术监督规程》2电能质量的国家标准3电能质量扰动的分类按扰动的表现特征分类变化型电能质量扰动：是指连续出现的电能质量扰动现象，其重要的特征表现为电压或电流的幅值、频率、相位差等在时间轴上的任一时刻总是在发生着小的变化。例如系统频率不可能一成不变地等于50Hz（或60Hz)，系统电压有效值也不可能每时每刻恒等于其额定值，与理想值的偏差始终存在。这一类现象包括电压幅值变化、频率变化、电压和电流间的相位变化、电压不平衡、电压波动、电压和电流畸变、电压缺口、主网载波信号干扰等。事件型电能质量扰动：是指突然发生的电能质量扰动现象，其重要的特征表现为电压或电流短时严重偏离其额定值或理想波形。这一类现象包括电压暂降和电压短时间中断、欠电压、瞬态过电压、阶梯形电压变化、相位跳变等。3电能质量扰动的分类按扰动的时间特征分类稳态电能质量扰动：主要包括频率偏差、电压偏差、三相不平衡、闪变、波形畸变以及噪声等。暂态电能质量扰动：可分短时电压变动和电磁暂态两大类。短时电压变动包括短时过电压、瞬态过电压、电压骤降、电压骤升以及供电瞬时中断问题。电磁暂态包括脉冲暂态和振荡暂态。按电磁干扰的现象分类IEEE对引起电能质量劣化的电磁干扰的基本现象进行了分类。对于稳态现象，可利用以下属性：幅值、频率、频谱、调制、电源阻抗、陷落深度、陷落面积。对于非稳态现象，可利用以下属性：上升率、幅值、相位移、持续时间、频谱、频率、发生率、能量强度、电源阻抗等。3电能质量扰动的分类电力系统电能质量电磁现象的分类及其特征种类典型频谱成分典型持续时间典型电压幅值电磁瞬态冲击纳秒级5ns上升<50ns微秒级1µs上升50ns～1ms毫秒级0.1ms上升>1ms振荡低频<5kHz0.3～50ms0～4p.u.中频5~500kHz20μs0～8p.u.高频0.5~5MHz5μs0～4p.u.短时电压变动即时暂降0.5～30T0.1～0.9p.u.暂升0.5～30T1.1～1.8p.u.瞬时中断0.5T～3s<0.1p.u.暂降30T～3s0.1～0.9p.u.暂升30T～3s1.1～1.4p.u.暂时中断3s～1min<0.1p.u.暂降3s～1min0.1～0.9p.u.暂升3s~1min1.1～1.2p.u.长时电压变动持续中断>1min0.0p.u.欠电压>1min0.8～0.9p.u.过电压>1min1.1～1.2p.u.电压不平衡稳态0.5%～2%波形失真（畸变）直流偏置稳态0～0.1%谐波0～100次稳态0～20%间谐波0～6kHz稳态0～2%陷波稳态（0.5T）噪声宽带稳态0～1%电压波动<25Hz断续（间歇）0.1%～7%频率偏差<10s<10Hz电磁瞬态(Transients)广义上讲，它是指某个变量从一种稳态过渡到另一种稳态之间的一段变化状态(IEEEStd100)。按照电流或电压瞬态波形形状的不同，瞬态分为两类：冲击性瞬态和振荡性瞬态。一般来说，瞬态现象是人们所不希望的，在本质上是短暂的。瞬态会劣化或破坏设备绝缘、破坏电子设备电源、导致保护误动高幅值、快上升沿瞬态使设备绝缘易击穿重复、低幅值瞬态易使绝缘劣化疲劳终至击穿3电能质量扰动的分类电压和/或电流在稳态条件下发生的一种突然的、非工频的、单极性的变化。特征参数：上升时间（risetime)

衰减时间(decaytime)频谱分量原因：雷电示例

雷电冲击电压波电磁瞬态：冲击性瞬态(impulsivetransient)3电能质量扰动的分类雷电冲击电压波形电磁瞬态：冲击性瞬态(impulsivetransient)3电能质量扰动的分类雷电流冲击波特点：迅速上升，平缓下降，在接地电阻上形成冲击电压。冲击性瞬态电压波形电磁瞬态：冲击性瞬态(impulsivetransient)3电能质量扰动的分类雷击、电路保护器或继电器触点故障或跳脱等引起的电压变化。通常伴随陡峭的电压变化和较高的电压峰值。在发生源附近，尤其容易因高电压导致电源损坏或重新启动。电压或电流的瞬时值的极性快速改变，往往是系统对冲击性瞬态的响应结果。特征参数：频谱分量、持续时间、幅值原因：高频段(0.5-5MHz)：开关操作、半导体设备换相中频段(5-500kHz)：背靠背电容充电的电流波形；电缆切除的电压波形低频段(<5kHz)：主要出现在配电系统，原因多种，主要是电容充电（300Hz-900Hz)。另外，300Hz以下的有铁磁谐振、变压器涌流电磁瞬态：振荡性瞬态(Oscillatorytransient)3电能质量扰动的分类电容充电波形电磁瞬态：振荡性瞬态(Oscillatorytransient)3电能质量扰动的分类铁磁谐振瞬态波形电磁瞬态：振荡性瞬态(Oscillatorytransient)3电能质量扰动的分类原因：故障、大负荷投入（需大启动电流）等，根据故障位置和系统条件的不同，可能引起暂时的电压升或电压降，甚至完全失去电压（中断）分类：按时间长短分为即时、瞬时和暂时；按幅值变动分为中断、暂降或骤降、暂升或骤升特征参数：持续时间、幅值短时电压变动(shortdurationvariations)3电能质量扰动的分类即时：0.5～30T（周期）瞬时：0.5T～3s暂时：3s～1min中断：<0.1p.u.暂降或骤降：0.1～0.9p.u.暂升或骤升：>0.1p.u.中断：指的是电源电压或负荷电流下降到0.1pu,持续时间不超过1min原因：系统故障、设备故障、控制故障特征：其持续时间的长短与产生原因有关。系统故障时，与保护设备动作时间及故障特性有关；设备故障或控制失败时，持续时间不确定。有时中断是在电压暂降之后，例如故障馈线的电压往往首先表现的是电压暂降，在保护设备动作以后、重合设备动作以前表现的是中断。危害：影响电子设备运行、甚至停运示例：故障后的短时中断及重合操作短时电压变动：中断（interruptions）3电能质量扰动的分类故障后的短时中断及重合操作短时电压变动：中断（interruptions）3电能质量扰动的分类供电事故（例如雷击）等引起的停电和电源短路等导致的电路保护器动作，可能会造成短时中断或跳闸。骤降：电压下降到0.1~0.9pu的范围原因：系统故障、重负荷投入、电机启动特征：持续时间（半周波~1min)太小：0.1～0.9p.u.危害：短时间的暂降，可能引起设备故障检测电路的启动，导致停运。影响电机转速、照明设备等。示例：单相接地故障引起的瞬时电压暂降

短时电压变动：电压暂降（sagordip)3电能质量扰动的分类即时：0.5～30T（周期）瞬时：0.5T～3s暂时：3s～1min电压暂降波形短时电压变动：电压暂降（sagordip)3电能质量扰动的分类雷击等导致的电力系统异常电流切断的影响，或突入电流的产生，会造成短时间电压的下降。由于电源电压的下降，可能发生机械的停止或重启，甚至出现故障，也经常引起电动机速度的异常变化或停止，有时还会引发同步电动机和发电机的同步偏差。暂升：定义为电压或电流有效值的突然上升，工频下持续半个周波到1min，

典型的幅值范围为1.1~1.8pu。原因：非对称故障、大负荷切除或大电容投入危害：破坏电子设备、降低电气设备寿命、使保护误动、经常性的可使个别电容器爆炸、影响照明设备、可能破坏一些冲击保护设备等示例：单相接地故障引起的瞬时电压暂升短时电压变动：电压暂升(swell)3电能质量扰动的分类即时暂升：0.5～30T（周期），1.1～1.8p.u.瞬时暂升：0.5T～3s），1.1～1.4p.u.暂时暂升：3s～1min），1.1～1.2p.u.电压暂升波形106当雷击和大负载的电力线切换时、大容量电容器组启闭时、一线接地时、大容量负载切离时，会发生瞬间的电压上升。电源电压的上升，有时会导致电源的损坏、重启。短时电压变动：电压暂升(swell)3电能质量扰动的分类长时间持续变动(longdurationvariations)3电能质量扰动的分类长时间持续变动：是指工频下电压超过允许偏差持续1min以上的一种变动现象。原因：一般与系统故障无关，而与系统负荷波动、开关操作有关。过电压：大负荷切除、无功补偿设备操作、系统调压能力不足、分接头调整不当，1.1～1.1p.u.欠电压：与过电压相反、过负荷，0.8～0.9p.u.持续中断：长时间故障，0.0p.u.危害：

持续中断：设备停运欠电压：影响设备运行，例如；电动机可能停运、电机过热、速度改变；电子设备可能停运；电容补偿设备出力减少、影响照明设备过电压：可能引起设备故障。电子设备可能立即故障；降低系统中设备寿命、保护误动、电容爆炸、无功输出增加等三相电压不平衡(

voltageunbalance)

3电能质量扰动的分类三相电压不平衡：指在三相电力系统中，三个相电压（或线电压）的幅值不相等，或者它们之间的相位差不再是120°的理想情况。原因：主要是由于负荷不平衡引起的，少数情况下由电源或电网本身的不对称引起。危害：

对旋转电机的危害：负序电压会产生一个与转子旋转方向相反的负序磁场，在转子中感应出两倍工频的电流，导致转子严重过热。负序磁场产生交变扭矩，引起电机异常振动和噪音，缩短机械寿命。电机出力降低，损耗增加，效率下降。对变压器的危害：不平衡负荷会导致变压器各相电流不一致，使变压器容量得不到充分利用。还会在变压器内部产生额外的发热，需要降容运行。对系统的影响：可能导致保护装置的误动或拒动（例如，负序过流保护动作）；增加线路损耗。三相电压不平衡(

voltageunbalance)

3电能质量扰动的分类波形畸变(waveformdistortion)3电能质量扰动的分类波形畸变：指的是电力系统中电压或电流的理想工频正弦波形发生扭曲、变形的现象。任何偏离上述理想正弦波形的变化，都属于波形畸变。原因：通常是由非线性负荷引起的。类型：直流偏置、谐波、间谐波、陷波、噪声等危害：

设备过热与损坏：畸变电流会产生额外的热量，导致变压器、电缆、电机等设备异常发热，加速绝缘老化，缩短设备寿命。干扰系统与误动作：畸变波形会干扰继电保护和自动控制装置，导致其误判而无故跳闸（误动），严重影响供电可靠性和安全性。能源浪费与污染电网：谐波电流增加了线路和设备的附加损耗，造成巨大的电能浪费。同时，一个用户产生的波形畸变会注入公共电网，污染其他用户的供电质量，形成公害。整流装置引起的陷波波形畸变(waveformdistortion)3电能质量扰动的分类供电电压偏差：供电电压对标称电压的偏差。频率偏差：电网频率的实际值和标称值之差。三相不平衡度：电压或电流负序分量与正序分量的方均根值百分比。谐波：对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。电压闪变：灯光照度不稳定造成的视感。

谐波污染属于稳态电能质量的突出问题，负荷用电的非线性特性是引起稳态电能质量现象的主要诱因。主要类型3电能质量扰动的分类电压波动(voltagefluctuations)电压波动：指供电电压有效值在一系列快速的、相对较小的变动。注意，它不是电压骤升/骤降那样单一的事件，而是一种持续性的、重复性的变化。原因：周期性或非周期性波动性负荷。尤以周期性波动负荷的影响严重。电弧炉、感应炉的变频电源等。特征：可视为对基频波的一个调制。电压波动值=电压rms值的两个极值之差。常以其额定电压的百分数表示其相对值。危害：产生闪变(flicker)，影响照明设备。7%范围内，对其他设备不会有明显影响。示例：电压调制波形3电能质量扰动的分类电压波动(voltagefluctuations)3电能质量扰动的分类电压调制波形电弧炉引起的电压波动一系列电压变动(voltagechange)或工频电压包络线的周期性变化。变化幅度通常较小，在额定电压的±0.9%到7%之间（对于低压系统）。变化的频率较快，通常在每小时几次到几千次之间。频率波动（frequencyvariations)频率波动：指系统标称频率（如50Hz或60Hz）发生的持续、快速的微小变化或较大的偏差，由发电侧与用电侧的平衡关系决定。原因：频率波动的根本原因在于有功功率的供需失衡。3电能质量扰动的分类危害：

威胁发电设备安全。频率下降会直接导致汽轮机转速降低，可能使叶片陷入共振区，产生巨大机械应力，导致叶片疲劳损伤、断裂。破坏用户生产过程的稳定性和产品质量。频率波动会引起所有交流电动机的转速变化，从而影响风机、水泵、压缩机等设备的出力，导致工业流水线停顿、工艺失常、产品报废。引发系统连锁故障，甚至导致大停电。严重的频率下降（如大机组跳闸）会触发低频减载装置动作来切除负荷。若控制不当，会形成恶性循环，最终破坏系统稳定，引发全网性的频率崩溃和大面积停电。电能质量标准及扰动分类作业简述电能质量扰动的分类方法。拓展知识阅读：电能质量国家标准。现代电气测量技术电能质量测量1电能质量测量概述根据电能质量测量目的、测量参数和应用场景的不同，IEC61000-4-3定义了三个类别：A（advanced，高级）类：用于要求精密测量的场合，例如标准符合性检查、解决争议、电能质量合同仲裁等。在测量同一信号时，用两台符合A类要求的不同仪器测量同一信号的某参数，所得任意测量结果应在所规定的不确定度范围内。S（surveys，调查）类：用于调查或电能质量评估等统计性应用，使用的参数可能只是所有参数的一个有限子集。例如调查或可能采用有限的参数子集的电能质量评估。S类采用与A类一样的测量间隔，但S类的处理要求比A类低。B（basic，基本）类：是为了避免使已有或在用的仪器被废弃，因此对于新的电能质量测量方案，IEC不推荐使用B类。电能质量测量类别1电能质量测量概述IEC61000-4-3规定的电能质量测量仪器或设备包括测量传感器将电气输入信号转化为适应测量单元的输入量。测量单元完成输入信号的测量并给评估单元提供测量结果。评估单元实现电能质量的评估并报告结果。电能质量测量仪器的构成1电能质量测量概述电能质量测量的主要参数序号参数序号参数1相/线电压方均根值16正序、负序和零序电流2电流方均根值17电流负序和零序不平衡度3相/线电压基波（幅值、频率、相位）18各相有功功率4电压总畸变率19各相无功功率5电流基波（幅值、频率、相位）20各相功率因数6电流总畸变率21各相基波功率因数72～50次电压谐波（有效值、频率、相位）22总有功功率82～50次电流谐波（有效值、频率、相位）23总无功功率92～50次电压谐波含有率（谐波集、谐波子集）24三相功率因数102～50次电压间谐波含有率（间谐波集、间谐波子集）25基波功率因数112～50次电流谐波含有率（谐波集、谐波子集）26频率与频率偏差122～50次电流间谐波含有率（间谐波集、间谐波子集）27电压波动13基波，2～50次谐波有功功率28短时间闪变值14正序、负序和零序电压29长时间闪变值15电压负序和零序