电能质量技术-第三章-电能质量监控与管理PPT课件

1、第三章电能质量监测与管理电能质量标准监测与评价电能质量监督与管理。电力是一种特殊的商品，其质量将直接影响电气设备的安全性和经济性。因此，为了保证电力系统和各类电气设备的正常运行，有关部门制定了一系列电能质量标准和监督管理规则。为了实施这些标准和规定，有必要首先监测电能质量。只有通过持续、准确的电能质量监测，才能掌握电能质量的实际情况，了解各种干扰负荷对电能质量的影响程度，为评价和改善电能质量提供依据，从而实现电能质量的有效管理。3.1电能质量标准是保证电网安全经济运行、保护电气环境、保证电力用户正常用电的基本技术规范，是实施电能质量监督管理、推广电能质量控制技术、维护供用电双方合法权益的法律依

2、据。长期以来，标准作为国际交流的技术语言和国际贸易的技术基础，在保证产品质量、提高市场信任、促进商品流通和维护公平竞争方面发挥着重要作用。随着经济全球化进程的加快，标准在国际竞争中的作用越来越突出。3.1电能质量标准为了指导我国“十一五”期间的标准化工作，国家标准化管理委员会于2006年组织编制了“十一五”发展规划。计划明确提出了中国标准化工作的四项基本原则：1)坚持市场化原则，提高标准的市场适用性。2)坚持重点保证原则，促进经济平稳较快发展。3)坚持自主创新原则，完善我国标准中自主创新技术的内容。4)坚持国际化原则，提升中国综合竞争力。中华人民共和国标准化将中国标准分为国家标准：强制性标准、

3、推荐性标准和国家标准的指导性技术文件。行业标准：对于没有国家标准的技术要求，需要在我国某一行业内统一的，可以制定行业标准。地方标准：对没有国家标准和行业标准，需要在省、自治区、直辖市内统一的工业产品，可以制定地方标准(也称区域标准)。企业标准：企业生产的产品没有国家标准和行业标准的，应当制定企业标准。有国家标准和行业标准的，国家鼓励企业制定严于国家标准或者行业标准的企业标准，并在企业内部适用。国家标准的编号由国家标准的代号、国家标准发布的序号和国家标准发布的年份组成。例如，电源电压的允许偏差数为“GB12325-1990”，其中“GB”是强制性国家标准的代码；推荐的国家标准代码为国标；指导性技

4、术文件代号GB Z .国家标准周期一般为5年。另外，随着科学技术的不断发展，国家需要制定一些新的标准来满足人们生产和生活的需要。因此，标准也是一种动态信息。3.1.1电能质量标准化是以科学技术和运行经验为基础，按照标准化原则，制定相应的电能质量基本指标、统一的检测方法和相应的实施细则，包括以下四个方面：1)规定标准的适用范围；2)定义术语；3)推荐统一的测量和评估方法；4)量化电能质量指数。量化指标是制定电能质量标准的核心内容，它涉及到对电能质量的成因和干扰传播机制的理解，以及电能质量的量化指标从电能质量的特殊性出发，应注意以下问题：1)保证电能质量不是供电部门的单方面责任。2)电能质量在时间

5、和空间上都是动态变化的，即不同供电点、不同供电时间的电能质量指标往往不同。因此，概率统计结果常用于电能质量指标的评估。3)电能质量量化标准应考虑供电部门和电力用户的技术经济效益，保证各种电气设备的可靠性和经济性。随着电力系统中电子控制设备的日益增多，应特别注意这些电气设备的电磁兼容性。在制定标准时，我们必须考虑电网、用户和设备制造商的利益。要接近国际先进标准，符合中国国情，使标准更加科学实用，提高可操作性，以适应电网和电力负荷增长及电力市场发展的需要，为加强电能质量监督管理提供依据。电能质量标准的制定是一项非常复杂的工作，需要深厚的专业理论和先进的技术实践的支持。在标准制定的前期，要充分收集数

6、据，做好调查研究工作，协调中后期相关方的意见和建议，使电能质量标准中给出的指标尽可能被各方接受。在现代技术条件下，通过标准的实施，调动各方的积极性，分担责任，维护电气环境。随着我国电力体制和电力市场改革的深入，电力市场运行机制将取代计划垄断的电力运行机制，电力企业与电力消费者之间的关系将转变为在法律法规的指导下依靠市场公平竞争和自主选择的关系。电力市场的竞争是在政府颁布的质量标准和相关法律法规的监督和约束下进行的，所有参与者都必须在这种约束下进入市场。3.1.2国内外电能质量标准介绍。电能质量标准是保证电网安全经济运行、保护电气环境、保证电力用户正常用电的基本技术规范。它们是实施电能质量监督管

7、理、推广电能质量控制技术、维护供用电双方合法权益的法律依据。3.1.2.1欧洲经济共同体电能质量标准简介。欧洲经济共同体在英国电能质量标准的基础上，于1995年颁布了公共配电系统供电特性电能质量标准，包括5个类别和13个指标。1.频率(取10s配电系统基频平均值)(1)互联电网低电压：50(11%)Hz(50hz0.5Hz)占一年的99%，50(16%)Hz(50hz3hz)占一年的1%；中压：50(1.1%)赫兹(50赫兹0.5赫兹)占一年的99%，50 (16%)赫兹(50赫兹3赫兹)占一年的1%。(2)对于隔离电网(如孤岛供电等)。)，请参考教科书P41，2。电压幅值(共分7种情况)，(

8、1)电压变化缓慢的低电压：Un(110%)，每周10分钟内电源电压的平均根值，最大值概率为95%。中压：公布电压变化为10%，公布电压由电力部门调节。(2)电压波动(快速电压变化)(3)电压暂降：电源电压有效值在额定值的90%之间变化，持续时间从半个周期变为1分钟。(4)短期停电(5)长期停电(停电时间超过3分钟)(6)临时工频过电压(7)暂态过电压(3)电压不平衡(4)电压波形(1)谐波电压总畸变率(THD)小于8%，10分钟内每个周期各谐波含量的平均值为95%概率，不超过以下限值：请参考P40，5。传输信号，3.1.2.2国际电工委员会关于谐波的出版物，国际电工委员会是一个负责电气技术标准

9、化(包括设备、部件和测量方法的标准化)的委员会，而国际电工委员会6100系列标准是目前比较全面的电磁兼容国际标准。教材P4243列出了一些关于谐波的出版物。3.1.2.3介绍中国电能质量标准，国内电能质量标准化工作始于20世纪80年代。1984年，原水利电力部颁布了电力系统谐波管理暂行规定，这是我国第一个电能质量管理行业标准。自1990年以来，中国先后制定和修订了7(8)项电能质量指标国家标准(其中“电压暂降和电能质量短时中断”正在制定)。从20世纪80年代初至2001年，国家技术监督局组织颁布了6项电能质量国家标准。如下表所示：七项已制定和修订的电能质量国家标准请参考教材P4346。有关电能

10、质量国家标准的详细介绍和说明，请参见电压、电流、频率和电能质量国家标准应用手册。从目前情况来看，虽然我国已经制定了七项电能质量国家标准，但这些标准与电力市场运行的要求还有一定的差距，表现在以下几个方面：1)在电网规划、设计和运行规范或导则中，对电能质量问题重视不够。2)大容量非线性负荷会直接影响电能质量的一些指标，这些指标被认为是电力系统的干扰源。目前，对于这些负载引起的干扰，如电力变压器的谐波产生等指标，在限值标准上还存在很多差距。此外，对于电气产品的抗干扰能力，也应根据IEC电磁兼容标准制定相应的标准。3)电力法中关于电能质量的一些行政法规尚未出台。4)现行国家电能质量标准不完善。5)电压

11、凹陷问题在发达国家引起了广泛关注，但在我国的标准中还没有明确定义。电压骤降的主要原因是雷击和系统短路。当系统中存在开关操作、电机启动、变压器和电容器组切换事件时，也会导致电压骤降。表3-8列出了电压跌落对一些敏感设备的影响。2010年3月，国家电压、电流等级和频率标准化技术委员会在Xi召开了“起草电压暂降标准启动会议”。会议决定成立敏感负荷调查工作组、测量与数据处理工作组和电压暂降标准工作组，并初步制定了各工作组的工作计划。电能质量标准的颁布和实施为我国电能质量的评价和控制提供了依据，但要使电能质量真正满足各种用户的要求，还有大量的工作要做。首先，要加大宣传力度，让各类用户了解国家标准规定的限

12、值，不断增强关注电能质量的意识。尤其是干扰负荷对电能质量的影响和危害应引起足够的重视。供电部门应根据本地区的实际情况建立完善的计算机质量监督体系，制定电力质量国家标准的实施细则或技术规程；加强用电管理；认真检查控制措施的落实情况，严格检查和控制新接入的干扰负荷，避免对电能质量造成新的影响。电力监管部门应加强电能质量监测，定期对电能质量进行评估，及时处理用户对电能质量问题的投诉。此外，需要强调的是，大量统计数据表明，电能质量问题主要来自电力用户的干扰负荷。因此，作为供电企业和电力用户需要维护的一种商品属性，有必要加强政府的监管，以便1988年，为加强电力系统电能质量管理，中国颁布实施了电网电能质

13、量技术监督管理条例，提出了“谁干预、谁污染、谁治理”的原则，并指出为确保电力系统安全、稳定、经济、优质运行，全面保证电能质量是电力企业和用户的共同责任和义务。2007年7月20日，国家发展和改革委员会发布了电能质量技术监督条例(DL T1053-2007)，其中第4.3条规定：“公共电网、并网发电企业和用户用电引起的电能质量不符合国家标准时，按照谁引起、谁治理的原则及时处理。”2009年12月，国家电力监管委员会颁布了供电监管办法，补充规定“供电企业应当检查电力设施产生的谐波和冲击负荷，并按照国家有关规定拒绝不符合规定的电力设施接入电网。电力设施产生的谐波和冲击负荷影响供电质量或者干扰电力系统

14、安全运行的，供电企业应当及时通知用户采取有效措施予以消除；用户未采取措施或者未采取措施，谐波和冲击负荷仍超过国家标准的，供电企业可以按照国家规定拒绝接入电网或者暂停供电。当今，随着科学技术的飞速发展，中国的市场经济体制不断完善，全球经济一体化的步伐逐步加快。在这种情况下，只有先进的电力标准才能引领电力科学的发展和技术进步；只有电力标准放在首位，才能为电力系统的规范运行提供公平的行业运行规则；只有电力标准的国际化才能为电力行业有效参与国际竞争提供高水平的技术支持。3.2电能质量的监测和评价，电能质量的监测是电力用户和供电部门的共同需要。根据有效监测数据，用户可以了解自身扰动负荷向电网排放的“电力

15、污染”是否超过国家标准限值，所采取的控制措施或处理措施是否有效；让负载敏感的用户知道电源质量是否会损坏敏感设备或影响产品质量；使供电部门了解供电质量和扰动负荷对电网的影响，以便制定对策，消除影响，保证电力系统的正常运行。当电能质量纠纷发生时，电能质量监测数据可以为纠纷的解决提供客观真实的依据。传统的电能质量监测是一种基于有效值的监测技术，时间窗口太长。随着电力系统的发展和电力需求的提高，实际的电能质量问题已经不能用有效值来准确描述。因此，有必要研究能够满足以下要求的监测技术：1)能够捕捉瞬时干扰的波形。2)可以同时测量电压和电流，从而获得潮流信息。3)测量每个谐波的振幅和相位。4)采样率应该足

16、够高，以测量高次谐波的信息。5)建立有效的分析体系，反映各种电能质量问题的特点及其随时间的变化规律。为了保证测量的准确性，应尽可能从测量电路或计量电路中提取测量信号，测量工作应在电网正常供电时可能出现的最小运行模式和干扰负荷扰动最严重的时段进行，如电力机车启动运行阶段。在给电能质量测试仪接线时，我们必须注意安全。严禁电压互感器二次侧短路和电流互感器二次侧开路。在编制电能质量监测报告时，必须尽可能详细地说明被监测对象的基本情况。Fo3.2.2电能质量监测方法根据不同的目的，电能质量主要有三种监测方法：1)定期检查。2)特殊检查。3)在线监控。3.2.3电能质量指标监测点的设置应考虑以下因素：1)电能质量指标监测点的设置应覆