這是電能質(zhì)量分析與控制ppt，包括了電能質(zhì)量概述，傳統(tǒng)電能質(zhì)量分析與改善措施，電壓波動(dòng)與閃變，供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

電能質(zhì)量分析與控制ppt是由紅軟PPT免費(fèi)下載網(wǎng)推薦的一款課件PPT類型的PowerPoint.

電能質(zhì)量分析與控制 目錄 電能質(zhì)量概述 傳統(tǒng)電能質(zhì)量分析與改善措施 電壓波動(dòng)與閃變 第一章 電能質(zhì)量概論 電能既是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、清潔方便且容易傳輸、控制和轉(zhuǎn)換的能源形式，又是一種由電力部門向電力用戶提供，并由供、用雙方共同保證質(zhì)量的特殊產(chǎn)品。 第一節(jié) 概述 人們首先把電力系統(tǒng)運(yùn)行中電壓和頻率偏離標(biāo)稱值的多少作為檢驗(yàn)電能質(zhì)量的主要指標(biāo)。 如何深入理解現(xiàn)代電能質(zhì)量問(wèn)題，如何把提高電能質(zhì)量與增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、電力市場(chǎng)占有率聯(lián)系起來(lái)，如何從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行管理等方面加大力度，保證優(yōu)質(zhì)供電，以最小程度減少對(duì)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)和重要電力用戶的影響，既是電力用戶需求和電力系統(tǒng)運(yùn)行給我們提出的新任務(wù)，也是信息時(shí)代給我們提出的新挑戰(zhàn)。 一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 1.電能質(zhì)量的基本要求 為保證電能安全經(jīng)濟(jì)地輸送、分配和使用，理想供電系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)具有如下基本特性： （1）以單一恒定的電網(wǎng)標(biāo)稱頻率（50Hz或60Hz，我國(guó)采用50Hz）、規(guī)定的若干電壓等級(jí)（如配電系統(tǒng)一般為110kV， 35kV， 10kV，380V/220V）和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶供電，并且這些運(yùn)行參數(shù)不受用電負(fù)荷特性的影響。 （2）始終保持三相交流電壓和負(fù)荷電流的平衡。用電設(shè)備汲取電能應(yīng)當(dāng)保證最大傳輸效率，即達(dá)到單位功率因數(shù)，同時(shí)各用電負(fù)荷之間互不干擾。 （3）電能的供應(yīng)充足，即向電力用戶的供電不中斷，始終保證電氣設(shè)備的正常工作與運(yùn)轉(zhuǎn)，并且每時(shí)每刻系統(tǒng)中的功率供需都是平衡的。 一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 上述理想供電系統(tǒng)的基本特性構(gòu)成了供電運(yùn)行對(duì)電能質(zhì)量的基本要求，如果將其概括描述可如圖1-1所示。 上圖中三個(gè)基本集合的交集之內(nèi)確定了合格電能質(zhì)量的指標(biāo)要求，是我們將要闡述的供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的三個(gè)基本要素。圖1-1示意性地表明，這三項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)相互間存在著緊密的依存和制約關(guān)系。 一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 2.電能質(zhì)量的特征 電能，或稱之為電產(chǎn)品，除了具有其他工業(yè)產(chǎn)品的基本特征之外，由于其產(chǎn)品形式單一，而且其生產(chǎn)、輸送與消耗的全過(guò)程獨(dú)具特色，因此在引起電能質(zhì)量問(wèn)題的原因上、在劣質(zhì)電能的影響與評(píng)價(jià)等方面與一般產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題不同，具有以下顯著特點(diǎn)： 一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 （1）電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量始終處在動(dòng)態(tài)變化中。 （2）電力系統(tǒng)是一個(gè)整體，其電能質(zhì)量狀況相互影響。電能不易儲(chǔ)存，其生產(chǎn)、輸送、分配和轉(zhuǎn)換直至消耗幾乎是同時(shí)進(jìn)行的。 （3）電能質(zhì)量擾動(dòng)具有潛在危害性與廣泛傳播性。 （4）有些情況下用戶是保證電能質(zhì)量的主體部分。 （5）對(duì)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估非常困難。 （6）控制和管理電力系統(tǒng)電能質(zhì)量是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 隨著時(shí)代進(jìn)步與科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電網(wǎng)與負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)了新的變化趨勢(shì)，由此帶來(lái)的電能質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越引起電力部門和電力用戶的高度重視。電網(wǎng)與負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)的變化趨勢(shì)主要表現(xiàn)在： 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 （1）電力系統(tǒng)擴(kuò)張與聯(lián)網(wǎng)逐漸形成，系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和可靠性要求不斷提高。 （2）在保證電力系統(tǒng)一定的自然壟斷特性的條件下，引進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，實(shí)施電力市場(chǎng)化營(yíng)運(yùn)，強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識(shí)與提高信息管理水平已經(jīng)勢(shì)在必行。 （3）當(dāng)代電力系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合更加緊密，采用高新技術(shù)（如TCSC、FACTS、HVDC、Cus-Pow）以提高電力傳輸能力 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 和實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的趨勢(shì)方興未艾。 （4）電力用戶為滿足其對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化、多樣性生產(chǎn)的需求，從最大經(jīng)濟(jì)利益出發(fā)，在大功率沖擊性、非線性負(fù)荷容量迅速增長(zhǎng)的同時(shí)，更大規(guī)模地采用科技含量高的器件、設(shè)備與技術(shù)。 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 負(fù)荷敏感度：是指負(fù)荷對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題的敏感程度，即提供給負(fù)荷的電能質(zhì)量不良時(shí)負(fù)荷能承受干擾仍正常工作的能力。 一般可將負(fù)荷分為三類：普通負(fù)荷（Common Load）、敏感負(fù)荷（Sensitive Load）和重要（要求嚴(yán)格的）負(fù)荷（Critical Load）。 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 電力系統(tǒng)的各個(gè)部分都是相互聯(lián)系的，使用電雙方的相互影響越來(lái)越緊密。因此，綜合協(xié)調(diào)處理電能質(zhì)量問(wèn)題至關(guān)重要。另外需要注意到，由于看問(wèn)題的角度不同，在導(dǎo)致電能質(zhì)量下降的原因與責(zé)任上，供用電雙方往往存在很大的分歧。 美國(guó)喬治動(dòng)力公司曾組織和實(shí)施了一項(xiàng)對(duì)電力部門和電力用戶關(guān)于電能質(zhì)量問(wèn)題起因的調(diào)查，其結(jié)果如圖1-2所示。據(jù)分析，雖然對(duì)電力市場(chǎng)的質(zhì)量調(diào)查還存在分類方法上的不同，但是調(diào)查報(bào)告清楚地表明，電力公司和電力用戶對(duì)引發(fā)電能質(zhì)量問(wèn)題的原因的看法往往有很大的分歧，盡管雙方都把2/3的事件起因歸咎于自然因素（如雷電等），但用戶仍然認(rèn)為電力部門在這方面的責(zé)任要比自我測(cè)評(píng)結(jié)果大得多。 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 綜上所述，現(xiàn)代電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與負(fù)荷構(gòu)成的變化是工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展的必然結(jié)果，有利于電力用戶提高生產(chǎn)率和獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)通過(guò)采用高效的電力負(fù)荷設(shè)備，大量節(jié)約電能和延緩用電的需求，從而節(jié)省電力建設(shè)所需的大量投資。 三、改善電能質(zhì)量的意義 電能作為人們廣泛使用的能源，其應(yīng)用程度是一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平和綜合國(guó)力的主要標(biāo)志之一。時(shí)至今日，電力工業(yè)面向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，引進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，以求最小成本與最大效益，電能質(zhì)量的優(yōu)劣已經(jīng)成為電力系統(tǒng)運(yùn)行與管理水平高低的重要標(biāo)志，控制和改善電能質(zhì)量也是保證電力系統(tǒng)自身可持續(xù)發(fā)展的必要條件。 第二節(jié) 電能質(zhì)量概念、定義及分類 電能質(zhì)量術(shù)語(yǔ):國(guó)際電氣電子工程室?guī)焻f(xié)會(huì)（IEEE）標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)委員會(huì)已正式通過(guò)采用“Power Quality”（電能質(zhì)量）術(shù)語(yǔ)的決定。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中已正式更名采用國(guó)際通用的英文名稱。 一 基本概念與定義 電能質(zhì)量： 從普遍意義上講，電能質(zhì)量是指優(yōu)質(zhì)供電。 電力部門可能把電能質(zhì)量定義為電壓、頻率的合格率以及連續(xù)供電的年小時(shí)數(shù)，并且用統(tǒng)計(jì)數(shù)字來(lái)說(shuō)明電力系統(tǒng)是安全可靠運(yùn)行的。 電力用戶則可能把電能質(zhì)量簡(jiǎn)單定義為是否向設(shè)備提供了電力。 一 基本概念與定義 從工程實(shí)用角度出發(fā)，將電能質(zhì)量概念進(jìn)一步具體分解并給出解釋。 電壓質(zhì)量。 給出實(shí)際電壓與理想電壓間的偏差，以反映供電部門向用戶分配的電力是否合格。電壓質(zhì)量通常包括電壓偏差、電壓頻率偏差、電壓不平衡、電壓瞬變現(xiàn)象、電壓波動(dòng)與閃變、電壓暫降（暫升）與中斷、電壓諧波、電壓陷波、欠電壓、過(guò)電壓等。 一 基本概念與定義 電流質(zhì)量。 電流質(zhì)量與電壓質(zhì)量密切相關(guān)。電流質(zhì)量包括電流諧波、間諧波或次諧波、電流相位超前或滯后、噪聲等。 供電質(zhì)量。 它包括技術(shù)含義（電壓質(zhì)量和供電可靠性）和非技術(shù)含義（供電部門對(duì)用戶投訴與抱怨的反應(yīng)速度和電力價(jià)目的透明度等）兩部分。 用電質(zhì)量 。 它包括電流質(zhì)量和非技術(shù)含義等，如用戶是否按時(shí)，如數(shù)繳納電費(fèi)等。 二 電能質(zhì)量的分類 1.電能質(zhì)量的基本分類 對(duì)于電能質(zhì)量現(xiàn)象可以根據(jù)不同基礎(chǔ)來(lái)分類。以下介紹了近幾年國(guó)際上在電能質(zhì)量現(xiàn)象分類和特性描述等方面取得的研究成果。其中，在國(guó)際電工界有影響的IEC以電磁現(xiàn)象及互干擾的途徑和頻率特性為基礎(chǔ)，引出了廣義的電磁擾動(dòng)的基本想象分類，如表1-1所示。 二 電能質(zhì)量的分類 表1-2給出了IEEE制定的電力系統(tǒng)電磁現(xiàn)象的特性參數(shù)及分類。它為我們提供了一個(gè)清晰描述電能質(zhì)量及電磁干擾現(xiàn)象的實(shí)用工具。 2.變化型和事件型分類 按照電能質(zhì)量擾動(dòng)現(xiàn)象的兩個(gè)重要表現(xiàn)特征——變化的連續(xù)性和事件的突發(fā)性為基礎(chǔ)分成兩類。 連續(xù)型 （連續(xù)出現(xiàn)） 事件型 （突然發(fā)生） 圖1-3、圖1-4所示為供電電壓幅值的概率密度函數(shù)曲線和概率分布函數(shù)曲線。 第三節(jié) 電能質(zhì)量現(xiàn)象描述 本節(jié)中我們重點(diǎn)對(duì)表1-2中的七類現(xiàn)象作進(jìn)一步描述，以便讀者對(duì)電能質(zhì)量涵蓋的內(nèi)容有一個(gè)整體的了解。 一、瞬變現(xiàn)象 關(guān)于瞬變現(xiàn)象，IEEEStd100-1992《電氣與電子標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)詞典》有一個(gè)含義更寬、描述更簡(jiǎn)單的定義：變量的部分變化，且從一種穩(wěn)態(tài)狀態(tài)過(guò)渡到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中該變化逐漸消失的現(xiàn)象。 瞬變現(xiàn)象的兩種普遍類型——沖擊和振蕩 1.沖擊性瞬變現(xiàn)象 沖擊性瞬變是一種在穩(wěn)態(tài)條件下，電壓、電流非工頻的、單極性的突然變化現(xiàn)象。 最常見(jiàn)引發(fā)其的原因 是雷電。如圖1-5 示。 2. 振蕩瞬變現(xiàn)象 振蕩瞬變是一種在穩(wěn)態(tài)條件下，電壓、電流的非工頻、有正負(fù)極性的突然變化現(xiàn)象。常用頻譜成分、持續(xù)時(shí)間、和幅值大小來(lái)描述其特性。其頻譜分為高、中、低頻，如表1-2所示。 高頻振蕩現(xiàn)象 中頻振蕩現(xiàn)象 低頻振蕩現(xiàn)象 圖1-6為背靠背電容器增能引起的幾千赫電流振蕩波形。 低頻振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)在輔助輸配電系統(tǒng)，最常見(jiàn)的是電容器組沖能。電壓振蕩頻率為300~900赫，峰值可達(dá)到2.0p.u.。一般其典型值為1.3~1.5p.u.，持續(xù)時(shí)間在0.5~3周波，具體情況要根據(jù)系統(tǒng)的阻尼程度來(lái)確定（參見(jiàn)圖1-7）。 主頻低于300赫的振蕩在配電系統(tǒng)中也時(shí)有發(fā)生，通常是由鐵磁諧振和變壓器增能引起的，如圖1-8所示。 二、 短時(shí)間電壓變動(dòng) 包括電壓暫降和短時(shí)間電壓中斷現(xiàn)象。 造成電壓變動(dòng)的主要原因是系統(tǒng)故障、大容量負(fù)荷啟動(dòng)或電網(wǎng)松散連接的間歇性負(fù)荷運(yùn)作。根據(jù)所在系統(tǒng)條件和故障位置的不同，可能引起暫時(shí)過(guò)電壓或電壓跌落，甚至使電壓完全損失。 二、 短時(shí)間電壓變動(dòng) 1.電壓中斷 當(dāng)電壓降到0.1p.u.以下，且持續(xù)時(shí)間不超過(guò)1min時(shí)，則認(rèn)為出現(xiàn)了電壓中斷現(xiàn)象。造成電壓中斷的現(xiàn)象。造成電壓中斷的原因可能是可能是系統(tǒng)故障、用電設(shè)備故障或控制失靈等。 電壓中斷往往是以其幅值總是低于額定值百分?jǐn)?shù)的持續(xù)時(shí)間來(lái)量度的。 對(duì)于有些由于系統(tǒng)故障造成的電壓中斷，在其出現(xiàn)之前，既在故障發(fā)生至保護(hù)動(dòng)作期間，可能先出現(xiàn)電壓暫降，之后進(jìn)入短期中斷，如圖1-9（a）所示。 2.電壓暫降 “暫降”是指工頻條件均發(fā)根值減小到0.1~0.9p.u.之間、持續(xù)時(shí)間為0.5周波至1min的短時(shí)間電壓變動(dòng)現(xiàn)象。 暫降和驟降可以互相替換 圖1-10為發(fā)生短路故障引起的單相電壓暫降的變化波形。 圖1-11為大型電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電壓的影響。 在啟動(dòng)期間，感應(yīng)電機(jī)將汲取6-10倍的額定電流。 3.電壓暫升 “暫升”的含義是指在工頻條件下，電壓均方根值上升到1.1～1.8p.u.之間、持續(xù)時(shí)間為0.5周波到1min的電壓變動(dòng)現(xiàn)象。例如，當(dāng)單相對(duì)地發(fā)生故障，非故障相的電壓可能會(huì)短時(shí)上升。圖1－12給出可該情況下引起的電壓暫升的波形。 三 長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng) 長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng)是指，在工頻條件下電壓均方根值偏離額定值，并且持續(xù)時(shí)間超過(guò)1min的電壓變動(dòng)現(xiàn)象。 長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng)可能時(shí)過(guò)電壓也可能欠電壓。 過(guò)電壓 欠電壓 持續(xù)中斷 四 電壓不平衡 電壓不平衡，時(shí)常定義為與三相電壓（或電流）的平均值的最大偏差，并且用該偏差與平均值的百分比表示。電壓不平衡也可利用對(duì)稱分量法來(lái)定義，即用幅負(fù)序或零序分量與正序分量的百分比加以衡量。圖1－13給出了采用上述兩種比值表示的某一民用潰電網(wǎng)一周內(nèi)電壓不平衡趨勢(shì)。 五 波形畸變 波形畸變，是指電壓或電流波形偏離穩(wěn)態(tài)工頻正弦波形的現(xiàn)象，可以用偏移頻譜描述其特征。波形畸變有五種主要類型，即直流偏置、諧波、間諧波、陷波、噪聲。 諧波畸變水平的描述方法，通常用具有各次諧波分量幅值和和相位角的頻譜表示。圖1－14給出了典型變速驅(qū)動(dòng)輸入電流波形和頻譜圖。 圖1－15給出了連續(xù)直流式三相換流器的電壓陷波例子。 六 電壓波動(dòng) 電壓波動(dòng)是指電壓包絡(luò)線有規(guī)則的變化或一系列隨機(jī)電壓變動(dòng)。通常，其幅值并未超過(guò)ANSI C84.1－1995《電力系統(tǒng)與設(shè)備電壓等級(jí)》規(guī)定的0.9－1.1p.u.范圍。IEC1000－3－3－1994《低壓供電系統(tǒng)電壓波形和閃變限值（額定電流<16A的設(shè)備）》則定義了多種類型的電壓波動(dòng)。 六 電壓波動(dòng) 由電壓波動(dòng)產(chǎn)生閃變現(xiàn)象的例子示于圖1－16。 七 工頻變化 把電力系統(tǒng)基波頻率偏離規(guī)定正常值的現(xiàn)象定義為頻率變化。工頻頻率的值與向系統(tǒng)供應(yīng)電能的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度直接相關(guān)。 現(xiàn)代互聯(lián)電力系統(tǒng)極少出現(xiàn)頻率大的波動(dòng)。 有時(shí)人們會(huì)把陷波和頻率偏差弄錯(cuò)。 第四節(jié) 電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 從20世紀(jì)80年代初到2001年，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局先后組織制定并頒布了六項(xiàng)電能質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。如表1－3所示： 第三章 傳統(tǒng)電能質(zhì)量分析與改善措施 20世紀(jì)70年代以前，電力系統(tǒng)中使用電子計(jì)算 機(jī)進(jìn)行控制的設(shè)備和電子裝置的數(shù)量不多，非 線性負(fù)荷和沖擊性負(fù)荷占系統(tǒng)總負(fù)荷的比例很 小，電力工作者關(guān)心的電能質(zhì)量問(wèn)題主要局限 在電壓、頻率和連續(xù)供電方面。因此，電壓偏 差、頻率偏差、電壓三相不平衡和供電可靠性 構(gòu)成了傳統(tǒng)電能質(zhì)量的主要內(nèi)容。 第一節(jié) 概 述 電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備是按額定電壓和額定頻 率設(shè)計(jì)、制造的。在額定電壓和額定頻率下運(yùn) 行時(shí)，電氣設(shè)備的運(yùn)行性能最優(yōu)、效率最高。 反之，電氣設(shè)備的運(yùn)行性能會(huì)減弱，效率下 降，嚴(yán)重時(shí)可能使設(shè)備無(wú)法正常工作，甚至導(dǎo) 致設(shè)備絕緣損壞、燒毀或爆炸等，從而間接或 直接危害設(shè)備、人身及系統(tǒng)的安全。 第一節(jié) 概 述 由此可見(jiàn)，系統(tǒng)電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量以及供電 可靠性的好壞對(duì)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行與使用壽 命有著重要的影響，同時(shí)也直接關(guān)系到電力系 統(tǒng)自身的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。保證系統(tǒng)頻率 和各點(diǎn)電壓偏差在允許的范圍之內(nèi)，保證電壓 三相平衡以及提高系統(tǒng)的供電可靠性是電力 系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)整的基本任務(wù)。 第一節(jié) 概 述 本章主要介紹了電壓偏差、頻率偏差、電壓三 相不平衡和供電可靠性的概念、產(chǎn)生的原因、 相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及改善這些電能質(zhì)量指標(biāo)的常規(guī)方法。 第二節(jié) 供 電 電 壓 偏 差 電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，其中電壓偏 差是衡量供電系統(tǒng)正常運(yùn)行與否的一項(xiàng)主要指 標(biāo)。 一、電壓偏差的定義 供電系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下，某一節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓(通常，電力系統(tǒng)的額定電壓采用標(biāo)稱電壓去描述，對(duì)電氣設(shè)備則采用額定電壓的術(shù)語(yǔ))之差對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的百分?jǐn)?shù)稱為該節(jié)點(diǎn)的電壓偏差。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 (3-1) 式中 ——電壓偏差； ——實(shí)際電壓，kV； ——系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，kV。 一、電壓偏差的定義 供電電壓正常運(yùn)行方式是指系統(tǒng)中所有電氣元 件均按預(yù)定工況運(yùn)行。供電系統(tǒng)在正常運(yùn)行 時(shí)，負(fù)荷時(shí)刻發(fā)生著變化，系統(tǒng)的運(yùn)行方式也 經(jīng)常改變，系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓隨之發(fā)生改 變，會(huì)偏離系統(tǒng)電壓額定值。電壓的這種變化 是緩慢的，其每秒電壓變化率小于額定電壓的 1%。 一、電壓偏差的定義 由第一章可知，電壓的均方根值偏離額定值的現(xiàn)象稱為電壓變動(dòng)，所以電壓偏差屬于電壓變動(dòng)的范疇。與同屬電壓變動(dòng)范疇的過(guò)電壓和欠電壓相比，電壓偏差僅僅針對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)而言。過(guò)電壓和欠電壓既可能出現(xiàn)在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式，也可能出現(xiàn)在電力系統(tǒng)非正常運(yùn)行方式，如故障狀態(tài)等。電力系統(tǒng)不大于標(biāo)稱電壓的10%。系統(tǒng)在非正常運(yùn)行方式下，由于故障所引發(fā)的系統(tǒng)電壓變動(dòng)與故障點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近有很大關(guān)系。 一、電壓偏差的定義 此時(shí)，系統(tǒng)實(shí)際電壓可能嚴(yán)重偏離標(biāo)稱值，也可能偏離標(biāo)稱值的幅度并不大。距離越近，電壓低于標(biāo)稱值越多。反之，距離越遠(yuǎn)，電壓低于標(biāo)稱值越少。此時(shí)，電壓偏差強(qiáng)調(diào)的是實(shí)際電壓偏離系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的數(shù)值，與偏差持續(xù)的時(shí)間無(wú)關(guān)。而過(guò)電壓和欠電壓強(qiáng)調(diào)實(shí)際電壓嚴(yán)重偏離標(biāo)稱電壓，分別為高于標(biāo)稱電壓的110%和維持在標(biāo)稱電壓的10%~90%，并且持續(xù)時(shí)間超過(guò)1min。 二、電壓偏差的限值 一般而言，35kV以上供電電壓無(wú)直接用電設(shè)備，用電設(shè)備大多通過(guò)降壓變壓器接入供電系統(tǒng)，合理選擇降壓變壓器的分接頭位置可以起到一定的調(diào)壓作用。因此，目前我國(guó)對(duì)35kV及以下供電電壓規(guī)定了允許電壓偏差，具體情況如下： (1)35kV及以上供電電壓的正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)標(biāo)稱電壓的10%。如供電電壓上下偏差同號(hào)時(shí)(均為正或負(fù))，按較大的偏差絕對(duì)值作為衡量依據(jù)。 (2)10kV及以下三相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱電壓的-7%、 +7% 。 (3)220V單相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱電壓的+7%、-10%。 二、電壓偏差的限值 我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB12325—1990《電能質(zhì)量 供 電電壓允許偏差》對(duì)電壓偏差做出了詳盡規(guī) 定。 三、電壓偏差產(chǎn)生的原因 電力系統(tǒng)中的負(fù)荷以及發(fā)電機(jī)組的出力隨時(shí)發(fā) 生變化，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨著運(yùn)行方式的改變而改 變，系統(tǒng)故障等因素都將引起電力系統(tǒng)功率的 不平衡。系統(tǒng)無(wú)功功率不平衡是引起系統(tǒng)電壓 偏離標(biāo)稱值的根本原因。 三、電壓偏差產(chǎn)生的原因 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡是指：在系統(tǒng)運(yùn)行中的任何時(shí)刻，無(wú)功電源供給的無(wú)功功率與系統(tǒng)需求的無(wú)功功率相等。 系統(tǒng)無(wú)功功率不平衡意味著將有大量的無(wú)功功率流經(jīng)供電線路和變壓器，由于線路和變壓器中存在阻抗，造成線路和變壓器首末端電壓出現(xiàn)差值。以供電線路為例來(lái)說(shuō)明無(wú)功功率與電壓損失的關(guān)系。圖3-1(a)是當(dāng)不計(jì)線路分布電容影響時(shí)一條供電線路的等值電路。 三、電壓偏差產(chǎn)生的原因 三、電壓偏差產(chǎn)生的原因 設(shè) ，負(fù)載的復(fù)功率為 (3-2) 所以 (3-3) 三、電壓偏差產(chǎn)生的原因 線路首末端電壓的相量差，即線路的電壓降 為 (3-4) 將公式(3-3)代入式(3-4)，得 (3-5) 記為 (3-6) 三、電壓偏差產(chǎn)生的原因 其中， 和 分別是電壓降 的縱分量和橫分量。其表達(dá)式分別為 (3-7) (3-8) 規(guī)定電壓損失為線路首末端電壓的均方根值之差 ，即電壓損失為 (3-9) 三、電壓偏差產(chǎn)生的原因 一般，線路兩端電壓的相差角 較小，電壓降橫分量對(duì)電壓損失的影響可以忽略不計(jì)，把電壓降縱分量近似看作電壓損失，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （3-10） 　　　在110KV及以上電壓等級(jí)的輸電線路中， 由式（3-10）可知無(wú)功功率Q對(duì)電壓損失的影響遠(yuǎn)大于有功功率P對(duì)電壓損失的影響。設(shè)圖3-1中母線1的電壓為標(biāo)稱電壓，在圖示參考方向下，當(dāng)無(wú)功功率Q>0時(shí)，則意味著母線2的無(wú)功功率不足，需要從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率Q。 三、電壓偏差產(chǎn)生的原因 由式（3-10）可知 三、電壓偏差產(chǎn)生的原因 供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不合理也能導(dǎo)致電壓偏差。供配電線路輸送距離過(guò)長(zhǎng)，輸送容量過(guò)大，導(dǎo)致截面過(guò)小等因素都會(huì)加大線路的電壓損失，從而產(chǎn)生電壓偏差。從此，我國(guó)對(duì)不同電壓等級(jí)的供配線路規(guī)定了合理的輸送距離和輸送容量，見(jiàn)表 3-1 。 表3-1 線路的輸送距離和輸送容量 四、電壓偏差過(guò)大的危害 電壓偏差過(guò)大對(duì)廣大用電設(shè)備以及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生極大的危害。 1、對(duì)用電設(shè)備的危害 所有用戶的用電設(shè)備都是按照設(shè)備的額定電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的。當(dāng)電壓偏離額定電壓較大時(shí)，用電設(shè)備的運(yùn)行性能惡化，不僅運(yùn)行效率低，很可能會(huì)由于過(guò)電壓或過(guò)電流而損壞。 四、電壓偏差過(guò)大的危害 2、對(duì)電網(wǎng)的危害 輸電線路的輸送功率受功率穩(wěn)定極限的限制，而線路的靜態(tài)穩(wěn)定功率極限近似與線路的電壓平方成正比。 系統(tǒng)運(yùn)行電壓偏低時(shí) 缺乏無(wú)功電源時(shí) 頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定破壞時(shí) 系統(tǒng)運(yùn)行電壓過(guò)高 五、改善電壓偏差的措施 電力系統(tǒng)分布廣，節(jié)點(diǎn)數(shù)目多。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，電壓隨節(jié)點(diǎn)位置、負(fù)荷水平不斷發(fā)生變化�？梢哉f(shuō)，電壓水平的控制既有局域性，又有全局性；既于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有關(guān)，又與運(yùn)行控制密不可分。保證電力系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)電壓正常水平的充分必要條件是系統(tǒng)具備充足的無(wú)功功率電源，同時(shí)采取必要的調(diào)壓手段。 五、改善電壓偏差的措施 現(xiàn)以圖3-2為例，說(shuō)明各種調(diào)壓措施所依據(jù)的基本原理。 為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，忽略系統(tǒng)各元件的對(duì)地電容，網(wǎng)絡(luò)阻抗已歸算至高壓側(cè)。 五、改善電壓偏差的措施 負(fù)荷接入點(diǎn)電壓可表示為 (3-11) 式中 ——歸算至高壓側(cè)網(wǎng)絡(luò)的電壓損失kV； ——高壓側(cè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)稱電壓，kV。 五、改善電壓偏差的措施 公式（3-11）表明:改變以下各量即可調(diào)整負(fù)荷接入節(jié)點(diǎn)的電壓UL。 （1）改變系統(tǒng)無(wú)功功率的分布； （2）改變發(fā)電機(jī)端電壓US； （3）改變變壓器變比K1，K2。 （4）改變輸電網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)X。 下面從電力系統(tǒng)無(wú)功功率電源和調(diào)壓手段兩方面對(duì)電壓偏差的改善措施作詳細(xì)的介紹。 （一）配置充足的無(wú)功功率電源 電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率損耗很大一部分是線路和變壓器中的無(wú)功功率損耗。由于高壓線路和變壓器的等值電抗遠(yuǎn)大于等值電阻，變壓器的無(wú)功損耗也比有功損耗大得多，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗。 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)僅靠發(fā)電機(jī)提供的無(wú)功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)對(duì)無(wú)功功率的需要，因此必須裝設(shè)大量的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率電源有同步發(fā)電機(jī)，同步調(diào)相機(jī)，電容器，電抗器和靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）等。 五、改善電壓偏差的措施 1、同步發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中唯一的有功功率電源，同時(shí)也是最基本的無(wú)功功率電源。發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)無(wú)功功率的速度快且不需要額外投資，所以充分利用發(fā)電機(jī)改善系統(tǒng)無(wú)功功率的平衡是一種十分經(jīng)濟(jì)實(shí)用的調(diào)節(jié)手段，其缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)能力不大。 五、改善電壓偏差的措施 2、同步調(diào)相機(jī) 同步調(diào)相機(jī)實(shí)質(zhì)上是不帶機(jī)械負(fù)載的同步電 動(dòng)機(jī)。改變同步調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁，可以使同步調(diào)相機(jī) 工作在過(guò)勵(lì)磁或欠勵(lì)磁狀態(tài)，從而發(fā)出或吸收無(wú)功功率。它是最早采用的無(wú)功調(diào)節(jié)設(shè)備之一。 同步調(diào)相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：有電壓支撐的作用、可迅速提高無(wú)功功率、可吸收多余的無(wú)功功率。 缺點(diǎn)：本身設(shè)備的有功功率損耗大、維護(hù)復(fù)雜、投資大。所以它不是主要的無(wú)功功率調(diào)節(jié)設(shè)備。 3、電容器 作為無(wú)功功率補(bǔ)償用的電容器以并聯(lián)的方式接入系統(tǒng)，其接線方式如圖3-3所示。 電容器只能輸出無(wú)功功率。其產(chǎn)生無(wú)功功率的大小可表示成 (3-12) 式中， 為電力系統(tǒng)角頻率；C為電容器的電容值。 五、改善電壓偏差的措施 電容器具有有功功率損耗小、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、容量組合靈活、安全可靠、運(yùn)行維護(hù)方便、投資省等優(yōu)點(diǎn)。所以長(zhǎng)期以來(lái)電容器一直是電力系統(tǒng)優(yōu)先采用的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備。但當(dāng)系統(tǒng)電壓下降時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電壓進(jìn)一步降低；當(dāng)系統(tǒng)電壓偏高時(shí)，系統(tǒng)電壓進(jìn)一步升高。這種正反饋的電壓調(diào)節(jié)特性不利于系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，這是電容器調(diào)壓的缺點(diǎn)。 五、改善電壓偏差的措施 此外，這種調(diào)壓是不連續(xù)的。常規(guī)電容器采用分組投切的形式，每投入或切除一組電容器，可分別使系統(tǒng)電壓跳變式升高或降低。因此，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)容量、電壓等級(jí)、負(fù)荷大小等因素，合理地選擇電容器的分組數(shù)及每組容量。 4、電抗器 線路的分布電容所產(chǎn)生的無(wú)功功率，與電壓的平方成正比，同時(shí)與線路的長(zhǎng)度成正比。因此，長(zhǎng)距離、高電壓等級(jí)的線路產(chǎn)生的充電功率不容忽視。圖3-4是線路 形等值電路。 五、改善電壓偏差的措施 圖中電容代表線路的分布電容，每個(gè)電容的電納為整個(gè)線路等效電納B的一半，即為 。每個(gè)電容產(chǎn)生的充電功率為線路總充電功率 的一半，即等于 。當(dāng)線路輕載或空載運(yùn)行時(shí)，線路電抗X中的無(wú)功損耗 很小，其數(shù)值可能等于或小于線路的充電功率。這種情況下線路總的無(wú)功損耗 為零，甚至變負(fù)。 五、改善電壓偏差的措施 高壓線路在輕載時(shí)，將會(huì)存在大量過(guò)剩的充電功率，從而使電壓升高。從表3-2可見(jiàn)，高壓線路輕載時(shí)電壓搜升高現(xiàn)象十分嚴(yán)重，其升高幅度已經(jīng)大大超出了國(guó)家的有關(guān)規(guī)定。這對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行和用戶的正常生產(chǎn)構(gòu)成了極大的威脅。 5、靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置和靜止無(wú)功發(fā)生裝置 基于電力電子半控器件無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）和基于電力電子全控器件的靜止無(wú)功發(fā)生裝置（SVG）具有動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償特性。與同步調(diào)相機(jī)一樣，它們既可以向系統(tǒng)輸出無(wú)功功率，也可吸收系統(tǒng)的無(wú)功功率。其動(dòng)態(tài)特性好，調(diào)壓速度快，調(diào)壓平滑，而且可實(shí)現(xiàn)分相無(wú)功補(bǔ)償，有功功率損耗也比較小。由于他們由靜止開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，所以運(yùn)行維護(hù)方便、可靠性較高。但這類設(shè)備價(jià)格普遍較高，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)較欠缺。 （二）系統(tǒng)調(diào)壓手段 電力系統(tǒng)是個(gè)龐大的系統(tǒng)，其中的負(fù)荷難以計(jì)數(shù)，無(wú)法對(duì)其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整。通常的做法是選擇一些關(guān)鍵性的母線作為電壓監(jiān)視點(diǎn)。如果將這些母線的電壓偏差控制在允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)中的其他節(jié)點(diǎn)的電壓及負(fù)荷電壓就能基本滿足要求。這些電壓監(jiān)視點(diǎn)稱為電壓中樞點(diǎn)。一般選擇系統(tǒng)內(nèi)裝機(jī)容量較大的發(fā)電廠高壓母線，容量較大的變電所低壓母線，以及有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機(jī)母線作為電壓中樞點(diǎn)。 1、電壓偏差的調(diào)整方式 中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式分為三種： 逆調(diào)壓 順調(diào)壓 恒調(diào)壓 目前中樞點(diǎn)常用的調(diào)壓方式是逆調(diào)壓。 2、電壓偏差的調(diào)整手段 用發(fā)電機(jī)調(diào)壓：調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置 改變變壓器變比調(diào)壓：即調(diào)節(jié)變比K (3-13) 普通電力變壓器除分接頭外，還有2-4個(gè)附加分接頭。通過(guò)選擇分接頭，可使變壓器的變比發(fā)生改變。 改變線路參數(shù)調(diào)壓 1）采用分裂導(dǎo)線。 2）串聯(lián)電容器。接線圖見(jiàn)圖3-6. 根據(jù)公式3-10線路的電壓損失為： 串聯(lián)電容補(bǔ)償線路電抗的程度可用補(bǔ)償度Kc來(lái)表示： (3-14) 式中 XL ——線路電抗， ； XC ——線路串聯(lián)電容容抗， 。 叫過(guò)補(bǔ)償，整個(gè)線路的等值阻抗呈現(xiàn)容性； 叫欠補(bǔ)償，整個(gè)線路的等值阻抗呈現(xiàn)感性； 叫完全補(bǔ)償，整個(gè)線路的等值阻抗呈現(xiàn)阻性； 與裝設(shè)并聯(lián)電容器相比，串聯(lián)電容器補(bǔ)償法的調(diào)壓效果顯著，特別適合于電壓波動(dòng)頻繁、負(fù)荷功率因數(shù)低的場(chǎng)合。 但采用串聯(lián)電容也會(huì)帶來(lái)一些新問(wèn)題。 串聯(lián)電容與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)有可能發(fā)生共振。 串聯(lián)電容與變壓器也可能發(fā)生共振。 六、電壓偏差的監(jiān)測(cè)與考核 電壓偏差的監(jiān)測(cè)與考核是評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量的重要方法，其結(jié)果也是修定無(wú)功功率和電壓曲線、制定電網(wǎng)規(guī)劃和技術(shù)改造計(jì)劃的依據(jù)。 電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置原則是： （1）與主網(wǎng)（220KV及以上電力系統(tǒng)）直接連接的發(fā)電廠高壓母線。 （2）各級(jí)調(diào)度“界面”處的330KV及以上變電所的一、二次母線，220KV變電所的二次母線或一次母線。 （3）所有變電所的10KV母線。 （4）具有一定代表性的用戶電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)宜采用這樣的選取原則： 所有110KV及以上供電的用戶； 所有35KV專線供電的用戶； 其他35KV用戶和10KV用戶； 低壓0.4KV用戶。 電壓監(jiān)測(cè)的方法是在電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝具有自動(dòng)記錄和統(tǒng)計(jì)功能的“電壓監(jiān)測(cè)儀”。它能直接監(jiān)測(cè)電壓的偏差，并能統(tǒng)計(jì)電壓合格率和電壓超限率。 (3-15) (3-16) 我國(guó)電力行業(yè)對(duì)電壓偏差的考核是指各供電企業(yè)的以下五類指標(biāo)是否滿足供電企業(yè)安全文明生產(chǎn)達(dá)標(biāo)和創(chuàng)一流標(biāo)準(zhǔn)。 （1）A類電壓合格率——城市變電所10ＫＶ母線電壓合格率； （2）B 類電壓合格率——110KV及以上供電或35（63）KV專線供電用戶的電壓合格率； （3）C類電壓合格率——其他高壓用戶的電壓合格率 （4）D類電壓合格率——0.4KV用戶的電壓合格率比； （5）供電綜合電壓合格率計(jì)算式為 (3-17) 式中Ａ、Ｂ、Ｃ和Ｄ分別代表Ａ、Ｂ、Ｃ和Ｄ類電壓合格率。 表3-4 我國(guó)某大城市電網(wǎng)2002年供電電壓合格率統(tǒng)計(jì)表 第三節(jié) 電力系統(tǒng)頻率偏差 頻率是電能質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。系統(tǒng)負(fù)荷特別是發(fā)電廠廠用電負(fù)荷對(duì)頻率的要求非常嚴(yán)格。要保證用戶和發(fā)電廠的正常運(yùn)行就必須嚴(yán)格控制系統(tǒng)頻率，使系統(tǒng)的頻率偏差控制在允許的范圍內(nèi)。允許頻率偏差的大小不僅體現(xiàn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理水平的高低，同時(shí)反映了一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)達(dá)的程度。 一、頻率偏差的定義 根據(jù)工學(xué)理論，正弦量在單位時(shí)間內(nèi)交變的次數(shù)稱為頻率，用f表示，單位為Hz。交變一次所需的時(shí)間稱為周期，用T表示，單位為s。頻率和周期互為倒數(shù)，即 f=1/T （3-18） 交流電力系統(tǒng)是以單一恒定的標(biāo)稱頻率、規(guī)定的幾種電壓等級(jí)和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶供電。交流電力系統(tǒng)的標(biāo)稱頻率分為50Hz和60Hz兩種，我國(guó)采用50Hz標(biāo)稱頻率（工頻）。 一、頻率偏差的定義 不同標(biāo)稱頻率的系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，必須通過(guò)變頻調(diào)速裝置才能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。 一個(gè)常蓄結(jié)合式抽水蓄能電站的原理接線圖如圖3-7所示。圖中，G代表常規(guī)發(fā)電機(jī)組，其額定頻率為50Hz；G/M代表抽水蓄能機(jī)組，其工作頻率為30-80Hz。 圖3-7常蓄結(jié)合式抽水蓄能電站的原理接線 一、頻率偏差的定義 電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，系統(tǒng)頻率的實(shí)際值與標(biāo)稱值之差稱為系統(tǒng)的頻率偏差，用公示表示為 （3-19） 式中 ——頻率偏差，Hz； fre ——實(shí)際頻率，Hz； fN ——系統(tǒng)標(biāo)稱頻率，Hz。 頻率偏差屬于頻率變化范疇。電力系統(tǒng)的頻率變化是指基波頻率偏離規(guī)定正常值的現(xiàn)象。 二、頻率偏差限值 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15945-1995《電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差》規(guī)定： 系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為0.2Hz。 系統(tǒng)容量較小時(shí)，可放寬到0.5Hz。 用戶沖擊負(fù)荷引起的系統(tǒng)頻率變動(dòng)一般不得超過(guò)0.2Hz 一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家允許的系統(tǒng)頻率偏差為0.1Hz。 日本為0.08Hz。 預(yù)計(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的系統(tǒng)頻率允許偏差將達(dá)到0.05Hz 三、頻率偏差產(chǎn)生的原因 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷功率總需求(包括電能傳輸環(huán)節(jié)的損耗)與系統(tǒng)電源的總供給相平衡時(shí)，才能維持所以發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的恒定。但是，電力系統(tǒng)中的負(fù)荷以及發(fā)電機(jī)組的出力隨時(shí)都在變化。當(dāng)發(fā)電機(jī)與負(fù)荷間出現(xiàn)有功功率不平衡時(shí)，系統(tǒng)頻率就會(huì)產(chǎn)生變動(dòng)，出現(xiàn)頻率偏差。 系統(tǒng)頻率上升，頻率偏差為正；反之亦成立。只有在發(fā)電機(jī)的總輸出有功功率等于系統(tǒng)負(fù)荷對(duì)有功功率總需求的時(shí)候，頻率偏差為零。 系統(tǒng)有功功率不平衡是產(chǎn)生頻率偏差的根本原因 四、頻率偏差的危害 1.系統(tǒng)頻率偏差過(guò)大對(duì)用電負(fù)荷的危害 （1）產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有保障。（工業(yè)企業(yè)） （2）降低勞動(dòng)生產(chǎn)率。（影響所傳動(dòng)機(jī)械的出力） （3）使電子設(shè)備不能正常工作，甚至停止運(yùn)行。 2.系統(tǒng)頻率偏差過(guò)大對(duì)電力系統(tǒng)的危害 （1）降低發(fā)電機(jī)組效率，引起頻率或電壓崩潰。 （2）汽輪機(jī)在低頻下運(yùn)行時(shí)易產(chǎn)生葉片共振，造成葉片疲勞損傷和斷裂。 四、頻率偏差的危害 （3）處于低頻率電力系統(tǒng)中的異步電動(dòng)機(jī)和變壓器其主磁通會(huì)增加，勵(lì)磁電流會(huì)隨之增加，系統(tǒng)所需無(wú)功功率大為增加，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓水平降低，造成調(diào)壓困難。 （4）無(wú)功補(bǔ)償用電容器的補(bǔ)償容量與頻率成正比。 （5）頻率偏差大使感應(yīng)式電能表的計(jì)量誤差加大。 五、電力系統(tǒng)頻率調(diào)整和控制 電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下，通過(guò)改變發(fā)電機(jī)的輸出功率使系統(tǒng)的頻率變動(dòng)保持在允許偏差范圍內(nèi)的過(guò)程，稱為頻率調(diào)整。分為：一次調(diào)整、二次調(diào)整。 自動(dòng)發(fā)電控制裝的調(diào)頻方式主要分為三類： 恒定頻率控制（FFC） 恒交換功率控制（FTC） 聯(lián)絡(luò)線功率頻率偏差控制（TBC） 2.電力系統(tǒng)頻率控制 電力系統(tǒng)在以下情況下可能出現(xiàn)頻率異常： （1）故障后系統(tǒng)失去大量電源，或系統(tǒng)解列 （2）氣候變化或意外災(zāi)害使負(fù)荷發(fā)生突變 （3）在電力供應(yīng)不足的系統(tǒng)中缺乏有效的控制負(fù)荷手段。 五、電力系統(tǒng)頻率調(diào)整和控制 （4）高峰和低峰負(fù)荷期間，發(fā)電機(jī)出力的增減速度與負(fù)荷的增減速度不一致。 （5）大型沖擊負(fù)荷造成的頻率波動(dòng)。 系統(tǒng)頻率異常時(shí)一般采取以下頻率控制措施： （1）應(yīng)具備足夠的負(fù)荷備用和事故備用容量； （2）在調(diào)度所或變電所裝設(shè)直接控制用戶負(fù)荷的裝置 （3）在系統(tǒng)內(nèi)安裝自動(dòng)切除發(fā)電機(jī)等。 頻率調(diào)整和電壓調(diào)整的差異： （1）全系統(tǒng)頻率相同，而系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓卻不同 （2）系統(tǒng)頻率質(zhì)量主要由系統(tǒng)有功功率平衡狀況決定，而系統(tǒng)電壓質(zhì)量則主要由系統(tǒng)無(wú)功功率平衡狀況決定。 （3）調(diào)整頻率只有改變發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)功率這一唯一的措施，而調(diào)整電壓的措施卻很多。 第四節(jié) 電壓三相不平衡 一、三相對(duì)稱與三相不平衡的概念 設(shè)三相系統(tǒng)的電流和電壓分別為 第四節(jié) 電壓三相不平衡 三相系統(tǒng)可分為對(duì)稱三相系統(tǒng)和不對(duì)稱三相系統(tǒng)。對(duì)稱三相系統(tǒng)是指三相電量數(shù)值相等、頻率相同、相位互差120度的系統(tǒng)。不同時(shí)滿足這三個(gè)條件的三相系統(tǒng)是不對(duì)稱三相系統(tǒng)。 第四節(jié) 電壓三相不平衡 換言之，式（3-20）和（3-21）所表示的系統(tǒng)如果同時(shí)滿足以下條件 (3-22） （3-23） 那么該系統(tǒng)是對(duì)稱的，反之則是不對(duì)稱的。 第四節(jié) 電壓三相不平衡 將式（3-22）、（3-23）代人式（3-20）和（3-21）同時(shí)選取A相電流為參考量，記及A相電壓超前于電流 電角度，即令 ，則對(duì)稱三相系統(tǒng)可表示為 三相系統(tǒng)的對(duì)稱性還表現(xiàn)為：在任意時(shí)刻，三相電量的瞬時(shí)值之和為零，用數(shù)學(xué)公式表示就 （3-26） 和 （3-27） 三相系統(tǒng)又可分為平衡三相系統(tǒng)和不平衡三相系統(tǒng)。在任意時(shí)刻，三相瞬時(shí)總功率與時(shí)間無(wú)關(guān)，這樣的系統(tǒng)稱為平衡三相系統(tǒng)；在任意時(shí)刻，三相瞬時(shí)總功率是時(shí)間的函數(shù)，這樣的系統(tǒng)稱為不平衡三相系統(tǒng)。 根據(jù)電工理論，系統(tǒng)在某一時(shí)間t吸收的總瞬時(shí)功率為三相瞬時(shí)功率之和，每一相的瞬時(shí)功率為同一時(shí)刻同相電壓和電流的乘積，即 （3-28） 式中 ——總瞬時(shí)功率，MVA. PA、 PB、 PC——A、B、C三相瞬時(shí)功率，MVA。 將式（3-20）和（3-21）代人式（3-28），經(jīng)整理后得 （3-28） 上式中第二個(gè)方括號(hào)與時(shí)間有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，它不等于零。對(duì)于對(duì)稱三相系統(tǒng)，將式（3-22）和（3-23）代入（3-28），并計(jì)及 得 （3-29） 式（3-29）說(shuō)明對(duì)稱三相系統(tǒng)在任意時(shí)刻的總瞬時(shí)功率是常數(shù)，也就是說(shuō)對(duì)稱三相系統(tǒng)一定也是平衡三相系統(tǒng)。對(duì)于三相系統(tǒng)，系統(tǒng)的不對(duì)稱直接導(dǎo)致不平衡，所以不對(duì)稱三相系統(tǒng)和不平衡三相系統(tǒng)在使用上不作嚴(yán)格區(qū)分。 三相電壓不平衡度是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。 二、三相不平衡度的定義 根據(jù)對(duì)稱分量法，三相系統(tǒng)中的電量可分解為正序分量、負(fù)序分量和零序分量三個(gè)對(duì)稱分量。電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下，電量的負(fù)序分量均方根值與正序分量均方根值之比定義為該電量的三相不平衡度，用符號(hào)表示，即 （3-30） （3-31） 二、三相不平衡度的定義 式中 ——三相電壓不平衡度和三相電流不平衡度 ——電壓正序、負(fù)序分量均方根值，ＫＶ； 　　　　——電流正序、負(fù)序分量均方根值，ＫＡ。 由式（3-30）和（3-31）可見(jiàn)，要計(jì)算三相系統(tǒng)的不平衡度，必須首先計(jì)算三相系統(tǒng)的正序和負(fù)序分量。但在實(shí)際工作中，往往只知道三相電量的數(shù)值。在不含零序分量的三相系統(tǒng)中，只要知道三相電量a、b、c，即可由下式求出三相不平衡度： 二、三相不平衡度的定義 工程上為了估算某個(gè)不對(duì)稱負(fù)荷的公共連接點(diǎn)上造成的三相電壓不平衡度，可用公式（3-33）進(jìn)行近似計(jì)算。 二、三相不平衡度的定義 (3-33) 式中 ——負(fù)荷電流的負(fù)序分量，A； ——公共連接點(diǎn)的線電壓均方根值，KV； ——公共連接點(diǎn)的三相短路容量，MVA。 式（3-33）只能用于距離發(fā)電廠以及大型電機(jī)電氣距離較遠(yuǎn)的公共連接點(diǎn)處三相電壓不平衡度的近似計(jì)算。 二、三相不平衡度的定義 在三相對(duì)稱系統(tǒng)中，由于在某一相上增設(shè)了單相負(fù)荷而引起的三相電壓不平衡度也可按下式估算 （3-34） 式中 ——單相負(fù)荷容量，MVA； ——計(jì)算點(diǎn)的三相短路容量，MVA。 三、三相不平衡度的限值 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15543-1995《電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度》規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值為2%，短時(shí)不得超過(guò)4%；接于公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶，引起該點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值一般為1.3%。 四、三相不平衡產(chǎn)生的原因 電力系統(tǒng)三相不平衡可以分為事故性不平衡和正常性不平衡兩大類。事故性不平衡由系統(tǒng)中各種非對(duì)稱性故障引起。 電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下，供電環(huán)節(jié)的不平衡或用電環(huán)節(jié)的不平衡都將導(dǎo)致電力系統(tǒng)三相不平衡。 而供電系統(tǒng)的不平衡主要來(lái)自于供電線路的不平衡。 五、三相不平衡的危害 系統(tǒng)處于三相不平衡運(yùn)行時(shí)，其電壓、電流中含大量負(fù)序分量。由于負(fù)序分量的存在，三相不平衡對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生不良影響，具體表現(xiàn)如下： （1）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 （2）變壓器。 （3）換流器（圖3-8）。 （4）繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置。 （5）線損。 （6）計(jì)算機(jī)。 六、改善三相不平衡的措施P1=5MW， 減小系統(tǒng)三相不平衡的常用方法有如下幾種： （1）將不對(duì)稱負(fù)荷合理分布于三相中，使各相負(fù)荷盡可能平衡。 設(shè)5個(gè)容量不等的單相負(fù)荷分別是P1=5MW，S2=15+j7MVA，S3=10+j2MVA，S4=20+j9MVA和S5=25+j8MVA。采用圖3-9（a）的接線方式時(shí)，三相負(fù)荷的有功功率均為25MVA，A、B兩相的無(wú)功功率同是9Mvar，與C相8Mvar的無(wú)功功率相差不大。在圖3-9（b）中，A相負(fù)荷為20+j7MVA，B相負(fù)荷為30 ＋j11MVA，C相負(fù)荷為25＋j8MVA。 六、改善三相不平衡的措施 顯然，采用圖3-9（a）所示的負(fù)荷分配方式采用圖3-9（b）所示的負(fù)荷分配方式更有利于系統(tǒng)三相平衡。 六、改善三相不平衡的措施 （2）將不對(duì)稱負(fù)荷分散接于不同的供電點(diǎn)，減小集中連接造成的不平衡度過(guò)大。 （3）將不對(duì)稱負(fù)荷接于高一級(jí)電壓供電。 （4）將不對(duì)稱負(fù)荷采用單獨(dú)的變壓器供電。 （5）采用特殊接線的平衡變壓器供電。 （6）加裝三相平衡裝置。 實(shí)現(xiàn)三相平衡的原理如圖3-10所示。設(shè)ab間接有單相用電負(fù)載，見(jiàn)圖3-10（a），其導(dǎo)納 。首先在該負(fù)載上并聯(lián)電納 ，使ab相等效負(fù)載呈電阻性，其等效導(dǎo)納 。 六、改善三相不平衡的措施 然后在bc間接入容性電納 ，在ca間接入感性電納 ，如圖3-10（b）所示。 六、改善三相不平衡的措施 此時(shí)各相電流為 可見(jiàn)，三相負(fù)荷達(dá)到平衡。 六、改善三相不平衡的措施 例3-1 額定電壓為380V的3臺(tái)單相負(fù)荷，其參數(shù)如下： 負(fù)荷1：7.6KVA， 負(fù)荷2：7.6KVA， 負(fù)荷3：7.6KVA， 試求方式1的接線時(shí)的三相電流不平衡度 。 六、改善三相不平衡的措施 例3-1 額定電壓為380V的3臺(tái)單相負(fù)荷，其參數(shù)如下： 負(fù)荷1：7.6KVA， 負(fù)荷2：7.6KVA， 負(fù)荷3：7.6KVA， 試求不同接線方式時(shí)的三相電流不平衡度 。 解：3個(gè)單相負(fù)荷共有6種不同的接線方式，如表3-5所示。以方式1為例，計(jì)算 。方式1的接線示意圖見(jiàn)圖3-11。 六、改善三相不平衡的措施 3個(gè)負(fù)荷的等效阻抗分別為： 設(shè) 為參考相量，即令 ， 則 每個(gè)負(fù)荷上流過(guò)的額定電流為 根據(jù)基爾霍夫電流定律，線電流為 由對(duì)稱分量法可求出線電流中正、負(fù)序分量分別為 其中， 。 于是，三相電流不平衡度為 同理，可計(jì)算出其余5種接線方式下的 ，見(jiàn)表3-5可以看出，采用方式5的接線方式時(shí)， 最小。 表3-5 6種不同接線方式下的 第五節(jié) 供電中斷與中斷可靠性 一、供電可靠性的常用指標(biāo) 供電系統(tǒng)供電可靠性用一系列指標(biāo)加以衡量。這些供電可靠性指標(biāo)按不同電壓等級(jí)分別計(jì)算，并分為主要指標(biāo)和參考指標(biāo)兩大類。 1、供電可靠性主要指標(biāo) （1）供電可靠率（RS-1）。 （3-35） 第五節(jié) 供電中斷與中斷可靠性 （2）用戶平均停電時(shí)間（AIHC-1）。 （3-36） （3）用戶平均停電次數(shù)（AITC-1） （3-37） （4）用戶平均故障停電次數(shù)（AFTC） （3-38） 第五節(jié) 供電中斷與中斷可靠性 2、供電可靠性參考指標(biāo) （1）用戶平均故障停電時(shí)間 （3-39） （2）故障停電平均持續(xù)時(shí)間 （3-40） 第五節(jié) 供電中斷與中斷可靠性 （3）平均停電次數(shù) （4）故障停電平均用戶數(shù) 表3-6 供電可靠率和年平均停電時(shí)間的關(guān)系 第五節(jié) 供電中斷與中斷可靠性 第五節(jié) 供電中斷與中斷可靠性 上述供電可靠性指標(biāo)中的停電指長(zhǎng)時(shí)間供電中斷，即供電電壓幅值為零，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)5min（或1min以上）的現(xiàn)象。 按照供電中斷的性質(zhì)劃分，供電中斷可以分為兩大類： 預(yù)安排供電中斷 故障故障供電中斷 圖3-12 （長(zhǎng)時(shí)間）供電中斷分類 第五節(jié) 供電中斷與中斷可靠性 二、供電中斷的危害 導(dǎo)致系統(tǒng)頻率崩潰和電壓崩潰 對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他行業(yè)產(chǎn)生重大影響 三、供電中斷產(chǎn)生的原因即提高供電可靠性的措施 （1）設(shè)備質(zhì)量缺陷； （2）人員誤操作； （3）自然災(zāi)害； （4）繼電保護(hù)； （5）運(yùn)行管理水平低。 第五節(jié) 供電中斷與中斷可靠性 除針對(duì)上述原因而采取的提高供電可靠性的措施以外，以下措施也有利于改善系統(tǒng)的供電可靠性。 （1）加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，合理分布電源及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。 （2）采用自動(dòng)化程度很高的系統(tǒng)。 （3）各負(fù)荷的供電方式應(yīng)根據(jù)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求和地區(qū)供電條件確定。 1）一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 2）二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電。 3）三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電方式無(wú)要求。 一 典型的電壓變動(dòng)現(xiàn)象 為了對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種典型電壓變動(dòng)分別予以分析，通常還會(huì)根據(jù)電壓變動(dòng)的快慢，變動(dòng)的大小，變動(dòng)的頻次以及持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短等特征做進(jìn)一步的細(xì)化分類，常見(jiàn)的有以下五種： 電壓偏差 電壓波動(dòng) 電壓暫升、暫降 短時(shí)間電壓中斷 長(zhǎng)時(shí)間電壓中斷 第四章 電壓波動(dòng)與閃變 二、均方根值電壓的變動(dòng)特性 一個(gè)理想的供電系統(tǒng)其三相交流電源對(duì)稱、電壓均方根值恒定，并且負(fù)荷特性與系統(tǒng)電壓水平無(wú)關(guān)。這就要求電力用戶的負(fù)荷分配三相平衡，并以恒定功率汲取電能，同時(shí)也要求公共連接電的短路容量無(wú)窮大，系統(tǒng)的等值電抗為零。但實(shí)際的供電電壓時(shí)刻都在變化。因此，凡不保持電壓均方根值恒定不變的現(xiàn)象，實(shí)際電壓偏離系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的現(xiàn)象統(tǒng)稱為電壓變動(dòng)。 在電學(xué)計(jì)算中，通常以電壓整周期的均方根值來(lái)衡量電壓的大小。在工程上當(dāng)電壓均方根值出現(xiàn)變動(dòng)情況時(shí)，一般可取半個(gè)周期均方根值來(lái)計(jì)算電壓。電壓均方根值的離散計(jì)算公式為 在這里特別強(qiáng)調(diào)“均方根值電壓”是因?yàn)樵诜治鲭妷嘿|(zhì)量時(shí)，有時(shí)要與瞬時(shí)值電壓超標(biāo)的情況區(qū)別開(kāi)來(lái)。電壓瞬時(shí)值的改變可以用以下表達(dá)式描述 電壓變動(dòng)特性U(t)特性：沿基波半個(gè)周期及其整數(shù)倍求取的電壓均方根值隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系 圖4-1中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)結(jié)束后的穩(wěn)定電壓均方根值與額定電壓之差的為穩(wěn)態(tài)電壓變動(dòng)值，啟動(dòng)過(guò)程中相鄰兩點(diǎn)極值電壓之差為動(dòng)態(tài)電壓的變動(dòng)值。均方根值電壓變動(dòng)特性也可以用相對(duì)電壓變動(dòng)特性d(t)來(lái)描述，圖中縱坐標(biāo) 在電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，通常以標(biāo)稱電壓的現(xiàn)對(duì)百分?jǐn)?shù)來(lái)表示電壓變動(dòng)值，即 同理，將式中電壓變動(dòng)量替換為上述定義的變動(dòng)值，可以分別給出相對(duì)穩(wěn)態(tài)電壓變動(dòng)值 相對(duì)動(dòng)態(tài)電壓變動(dòng)值 相對(duì)最大電壓變動(dòng)值 均方根值電壓的變動(dòng)是系統(tǒng)運(yùn)行中常出現(xiàn)的電壓質(zhì)量現(xiàn)象。為此，國(guó)際電工委員會(huì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在低壓民用電力網(wǎng)中，相對(duì)穩(wěn)態(tài)電壓變動(dòng)值應(yīng)不超過(guò)3%；相對(duì)動(dòng)態(tài)電壓變動(dòng)值 超過(guò)3%的持續(xù)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)200ms；相對(duì)最大電壓變動(dòng)應(yīng)不超過(guò)4%。 引起電壓變動(dòng)常見(jiàn)原因 波動(dòng)性負(fù)荷 配電系統(tǒng)自身的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備投切控制，開(kāi)關(guān)操作以及線路故障等許多因素有關(guān)。 第二節(jié) 電壓波動(dòng) 一 電壓波動(dòng)的含義 電壓波動(dòng)定義為電壓均方根值一系列相對(duì)快速變動(dòng)或連續(xù)改變的現(xiàn)象。其變化周期大于工頻周期。 配電系統(tǒng)中，這種電壓波動(dòng)現(xiàn)象有可能多次出現(xiàn)，變化過(guò)程可能是規(guī)則的，不規(guī)則的，亦或是隨機(jī)的。電壓波動(dòng)的圖形也是多種多樣的，如跳躍形，斜坡形或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)形等。為了便于對(duì)不同的電壓波動(dòng)過(guò)程采用不同的評(píng)價(jià)方法。 在電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作中，將可能出現(xiàn)的電壓波動(dòng)圖形整合為四種形式： (1)圖 4-2(a)所示為周期性等幅矩形電壓波動(dòng)。例如，單一阻性負(fù)荷投切引起的電壓波動(dòng)。 (2)圖 4-2(b)所示為一系列不規(guī)則時(shí)間間隔階躍電壓波動(dòng)。其電壓波動(dòng)幅值可能相等或不等，可能為正躍變。例如，多重負(fù)荷投切引起的電壓波動(dòng)。 (3)圖 4-2(c)所示為非全躍式可明顯分離的電壓波 動(dòng)。例如，非線性電阻負(fù)荷運(yùn)行引起的電壓波動(dòng)。 (4)圖 4-2(d)所示為一系列隨機(jī)的或連續(xù)電壓波動(dòng)，例如循環(huán)的或隨機(jī)的功率波動(dòng)負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)。 在處理工程實(shí)際問(wèn)題時(shí)，上述電壓波動(dòng)圖形可以在處理工程實(shí)際問(wèn)題時(shí)，上述電壓波動(dòng)圖形可以由用電設(shè)備特性推演獲得，也可以利用專門的測(cè)量?jī)x器觀測(cè)到。 為了更具體的描述電壓波動(dòng)的特征，我們把一系列電壓波動(dòng)中的相鄰兩個(gè)極值之間的變化成為一次電壓波動(dòng)，其波動(dòng)大小可由式(4-3)計(jì)算得到。為了更形象的了解電壓波動(dòng)的過(guò)程，實(shí)際上可在波動(dòng)負(fù)荷的一個(gè)工作周期或規(guī)定的一段檢測(cè)時(shí)間內(nèi)，沿時(shí)間軸對(duì)被測(cè)電壓每半個(gè)周期求得一個(gè)均方根值并按時(shí)間軸順序排列，即可形象的看到連續(xù)的電壓波動(dòng)的包絡(luò)線圖形，稱為電壓均方根值曲 線U (t)，見(jiàn)圖4-3 (a)。當(dāng)以系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的相對(duì)百分?jǐn)?shù)表示時(shí)，電壓波動(dòng)隨時(shí)間變化的函數(shù)轉(zhuǎn)換為相對(duì)電壓的變動(dòng)特性d (t)。若將圖4-3 (a)中的包絡(luò)線提取出來(lái)，它將表示調(diào)幅波變化曲線，如圖4-3 (b)所示。 為了直觀了解電壓的波形變化，見(jiàn)圖4-4 (a)示意性地給出了被觀察電壓瞬時(shí)值的包絡(luò)線圖形。為分析方便且又不失一般性，常抽象的將恒定不變的工頻電壓看作載波，將波動(dòng)電壓看作調(diào)幅波，見(jiàn)圖4-4 (b)中所示的虛線表示工頻載波電壓 峰值的平均電平線，若以此為零軸，該圖中波形反應(yīng)了低頻正弦調(diào)幅波的變化。 前面已經(jīng)指出，電壓波動(dòng)發(fā)生的次數(shù)是分析電壓均方根值變化特性的另一個(gè)重要指標(biāo)。我們把單位時(shí)間內(nèi)電壓變動(dòng)的次數(shù)稱為電壓變動(dòng)頻率r，一般以時(shí)間的倒數(shù)作為頻度的單位。 國(guó)家電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電壓由大到小或由小到大的變化各算一次變動(dòng)。同一方向的若干次變動(dòng)，如果變動(dòng)間隔小于30ms，則算一次變動(dòng)，例如圖4-4(b)中所示的10Hz正弦調(diào)幅波電壓波形曲線，其電壓波動(dòng)值為調(diào)幅波的峰谷差值，變動(dòng)頻度為20次/s。因此不難看出，連續(xù)電壓波動(dòng)的頻度為調(diào)幅基波頻率 的2倍 仍以圖4-1所示的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電壓的變化為例，我們可以看到，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)一次的過(guò)程中，其供電電壓實(shí)際發(fā)生了由高到低后回升的2次電壓變動(dòng)。但是作為動(dòng)態(tài)電壓變動(dòng)事件，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)一次應(yīng)算作一次動(dòng)態(tài)電壓變動(dòng)。而當(dāng)電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，或如電弧爐和間歇通電的負(fù)荷工作時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)一系列的電壓的變動(dòng)。 二 波動(dòng)性負(fù)荷對(duì)電壓特性的影響 引起電壓波動(dòng)的原因是多種多樣的，配電系統(tǒng)發(fā)生的短路故障或開(kāi)關(guān)操作，或者是無(wú)功功率補(bǔ)償裝置、大型整流設(shè)備的投切均能導(dǎo)致供電電壓波動(dòng)。 但是，頻繁發(fā)生且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的電壓波動(dòng)更多是由功率沖擊性波動(dòng)負(fù)荷的工作狀態(tài)變化所致。由于波動(dòng)性負(fù)荷的功率因數(shù)低，無(wú)功功率變動(dòng)量也相對(duì)較大，并且其功率變化的過(guò)程快，因此在實(shí)際運(yùn)行中可以認(rèn)為波動(dòng)性負(fù)荷是引起供電電壓波動(dòng)的主要原因 根據(jù)用電設(shè)備的工作特點(diǎn)和對(duì)電壓特性的影響，波動(dòng)性負(fù)荷可分為兩大類型： 由于頻繁啟動(dòng)和間歇通電時(shí)常引起電壓按一定規(guī)律周期變動(dòng)的負(fù)荷。例如，軋鋼機(jī)和絞車，電動(dòng)機(jī)，電焊機(jī)等。 引起供電點(diǎn)出現(xiàn)連續(xù)的不規(guī)則的隨機(jī)電壓變動(dòng)的負(fù)荷。例如，煉鋼電弧爐等。 第三節(jié) 電壓閃變 基本概念與定義 雖然電壓波動(dòng)引起部分電氣設(shè)備不能正常運(yùn)行，但由于實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的波動(dòng)值往往小于電氣設(shè)備敏感度門檻值，可以說(shuō)由于電壓波動(dòng)使得電器設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題甚至損壞的情況并不多見(jiàn)。 例如，對(duì)電子計(jì)算機(jī)和控制設(shè)備就不需要特別去注意電壓波動(dòng)的干擾，因?yàn)樗鼈兺ǔ６冀?jīng)交直變換后改用直流電源，對(duì)交流電壓波動(dòng)不很敏感，并且可在相對(duì)損耗不大的條件下加設(shè)抗干擾措施。但是在辦公，商用和民用建筑的照明電光源中，白熾燈占有相當(dāng)大的比例，白熾燈的光功率與電源電壓的平方成正比所以受電壓波動(dòng)影響最大。 當(dāng)白熾燈電源的電壓波動(dòng)在10%左右，并且當(dāng)重復(fù)變動(dòng)頻率在5—15Hz時(shí)，就可能造成令人煩惱的燈光閃爍，嚴(yán)重時(shí)會(huì)刺激人的視感神經(jīng)，使人們難以忍受而情緒煩躁，從而干擾了人們的正常和生活。而日光燈和電視機(jī)等其他家用電器的功率與電源電壓一次方成正比，電動(dòng)機(jī)等負(fù)荷則因由機(jī)械慣性，所以它們對(duì)電壓波動(dòng)的敏感程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低建筑的照明電光源中，白熾燈占有相當(dāng)大的比例，白熾燈的光功率與電源電壓的平方成正比所以受電壓波動(dòng)影響最大。 于白熾燈，因此在研究電壓波動(dòng)帶來(lái)的影響時(shí)，通常選白熾燈光照設(shè)備受影響的程度作為判斷電壓波動(dòng)是否能被接受的依據(jù)。 電光源的電壓波動(dòng)造成燈光照度不穩(wěn)定的人眼視感反應(yīng)成為閃變。換言之，閃變反應(yīng)了電壓波動(dòng)引起的燈光閃爍對(duì)人視感產(chǎn)生的影響。需要注意到，由于約定俗成的原因，一直以來(lái)人們習(xí)慣使用電壓閃變一詞代替閃變。嚴(yán)格的講，閃變是電壓波動(dòng)引起的有害結(jié)果，是指人對(duì)照度波動(dòng)的主觀視覺(jué)反應(yīng)，它不屬于電磁現(xiàn)象，因此使用電壓閃變這一名詞時(shí)注意不要造成概念混淆。 需要指出的是，波動(dòng)性負(fù)荷運(yùn)行時(shí)會(huì)引起供電電壓幅值快速變化，但并非出現(xiàn)電光源電壓變動(dòng)，人們就會(huì)感受到對(duì)燈光照度的作用和影響。這是因?yàn)槿说闹饔^視感度不僅與電壓變動(dòng)大小有關(guān)，還與電壓變動(dòng)的頻譜分布和電壓出現(xiàn)波動(dòng)的次數(shù)以及照明燈具的類型等許多因素有關(guān)。 由于每個(gè)人感光特性的大腦的反應(yīng)特性不同，對(duì)燈光照度變化的感覺(jué)存在這差異，決定閃變的因素也比較復(fù)雜，所以對(duì)于電壓波動(dòng)與閃變問(wèn)題一直難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，因此閃變的評(píng)價(jià)方法不是通過(guò)純數(shù)學(xué)推導(dǎo)與理論證明而得到的，而是通過(guò)對(duì)同一觀察者反復(fù)進(jìn)行閃變實(shí)驗(yàn)和對(duì)不同觀察者的閃變視感程度進(jìn)行抽樣調(diào)查，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后找出相互間有規(guī)律性的關(guān)系曲線，最后利用函數(shù)逼近的方法獲得閃變特性的近似數(shù)學(xué)描述來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目前，世界上許多國(guó)家均采用由國(guó)際電熱協(xié)會(huì)制定，推薦，并有國(guó)際電工委員會(huì)發(fā)布的測(cè)量統(tǒng)計(jì)方法和相應(yīng)的閃變嚴(yán)重度評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。以下將結(jié)合該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閃變實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果做一介紹。 閃變覺(jué)察率F 依據(jù)IEC推薦的實(shí)驗(yàn)條件，采用不同波形，頻率，幅值的調(diào)幅波并以工頻電壓為載波向工頻230V，60W白熾燈供電照明 瞬時(shí)閃變視感度S(t) 為反應(yīng)人的瞬時(shí)閃變感覺(jué)水平，用閃變強(qiáng)弱的瞬時(shí)值隨時(shí)間變化來(lái)描述，即瞬時(shí)閃變視感度S(t)。 它是電壓波動(dòng)的頻度，波形，大小等綜合作用的結(jié)果，其隨時(shí)間變化的曲線是對(duì)閃變?cè)u(píng)估衡量的依據(jù)。 通常規(guī)定閃變覺(jué)察率F=50%為瞬時(shí)閃變視感度的衡量單位。換言之，若S(t)>1覺(jué)察單位，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)觀察者中有更多的人對(duì)燈光閃爍有明顯的感覺(jué)，則規(guī)定為對(duì)應(yīng)閃變不允許水平。 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 一 電壓波動(dòng)與閃變的起因與危害 供電系統(tǒng)出現(xiàn)電壓波動(dòng)，一方面是由于各種類型的大功率波動(dòng)性負(fù)荷投運(yùn)引起的，另一方面也會(huì)由于配電線路短時(shí)間承載過(guò)重，而且饋電終端的電壓調(diào)整調(diào)整能力很弱等原因，難以保證電壓的穩(wěn)定。波動(dòng)性負(fù)荷的用電特征分為周期性的和非周期性的，而周期性和近似周期性的功率波動(dòng)負(fù)荷對(duì)電壓影響更為嚴(yán)重。目前供電系統(tǒng)中造成電壓干擾的負(fù)荷主要有：電弧爐，軋鋼機(jī)，電力機(jī)車，電阻焊機(jī)以及高功率脈沖輸出的電子設(shè)備等。需要指出，家用電器和小功率設(shè)備也會(huì)引起局部電壓波動(dòng)，IEC標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)這些問(wèn)題做了相應(yīng)的說(shuō)明和限制。 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 電壓波動(dòng)會(huì)引起多種危害，如電壓快速變動(dòng)會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻，這不僅危及電動(dòng)機(jī)本身安全的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，而且還會(huì)直接影響生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，如果引起照明光源的閃爍，則會(huì)使人眼感到疲勞甚至難以忍受，以致降低人們的工作效率等。嚴(yán)格講閃變只是電壓波動(dòng)造成的危害的一種，同樣不能以電壓波動(dòng)代替閃變。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)廣義的閃變包括了電壓波動(dòng)，甚至電壓波動(dòng)的全部有害內(nèi)容。這是因?yàn)榘谉霟綦姽庠词菑V泛使用的低壓照明燈具，具有代表性，其照度變化對(duì)電壓波動(dòng)最為敏感也最為顯著。此外，對(duì)高，中電壓等級(jí)也用閃變強(qiáng)度來(lái)衡量電壓波動(dòng)水平，以求統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 概括起來(lái)，電壓波動(dòng)與閃變的具體危害有以下幾個(gè)方面： 1 引起車間，工作室和生活居室等場(chǎng)所的照明燈光閃爍，使人的視覺(jué)易于疲勞甚至難以忍受而產(chǎn)生煩躁情緒，從而降低了工作效率和生活質(zhì)量。 2 使得電視機(jī)畫面亮度頻繁變化以及垂直水平幅度搖晃。 3 造成對(duì)直接與交流電源相連的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，時(shí)而加速時(shí)而制動(dòng)，由此可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)危及設(shè)備本身安全運(yùn)行。例如，對(duì)于造紙業(yè)，絲織業(yè)和精加工機(jī)床制品等行業(yè)，如果在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)發(fā)生電壓波動(dòng)甚至?xí)�使產(chǎn)品報(bào)廢等。 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 4 對(duì)電壓波動(dòng)較為敏感的工藝過(guò)程或?qū)嶒?yàn)結(jié)果產(chǎn)生不良影響。例如使光電比色儀工作不正常，使化驗(yàn)結(jié)果出差錯(cuò)。 5導(dǎo)致電子儀器和設(shè)備，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，自動(dòng)控制生產(chǎn)線以及辦公自動(dòng)化設(shè)備等工作不正常，或受到損害。 5 導(dǎo)致以電壓相位角為控制指令的系統(tǒng)控制功能紊亂，致使電力電力換流器換向失敗等。 順便指出，波動(dòng)性負(fù)荷除了會(huì)產(chǎn)生以上總結(jié)的閃變危害之外，由于自身的工作特點(diǎn)所決定，還會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，并且由于其三相嚴(yán)重不對(duì)稱帶來(lái)的的負(fù)序分量，同樣會(huì)危及供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 二 閃變水平評(píng)估與干擾限制值 在電力輸配過(guò)程中，既要限制電壓波動(dòng)也要限制閃變，并且將限制發(fā)生閃變干擾放在首位。UIE/IEC建議在進(jìn)行閃變檢測(cè)時(shí)，對(duì)于運(yùn)行周期時(shí)間較長(zhǎng)的一類波動(dòng)性負(fù)荷一般用短時(shí)間閃變值和長(zhǎng)時(shí)間閃變值兩個(gè)指標(biāo)作為閃變嚴(yán)重度的判斷，分別用來(lái)確定一段時(shí)間(1-15min)的閃變強(qiáng)弱和整個(gè)工作周期 (1h-7天)的閃變嚴(yán)重度，并且給出了閃變?cè)u(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)方法和測(cè)量方法。 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 由于這種評(píng)估方法反應(yīng)了電壓波動(dòng)與閃變的統(tǒng)計(jì)特征量，其科學(xué)性和正確性已經(jīng)得到國(guó)際的普遍認(rèn)可并采用。以下我們介紹該方法的具體內(nèi)容和相應(yīng)的閃變干擾限制值。 1 短時(shí)間閃變水平值Pst 在觀察期內(nèi)，(如取典型值=10min )，對(duì)瞬時(shí)閃變視感度S(t)做遞增分級(jí)處理(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，實(shí)際分級(jí)應(yīng)不小于64級(jí))，并計(jì)算各級(jí)瞬時(shí)閃變視感水平所占總檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度之比可獲得概率直方圖，進(jìn)而采用IEC推薦的累積概率函數(shù)(CPF)，即水平分級(jí)狀態(tài)時(shí)間算法，對(duì)該段時(shí)間的閃變嚴(yán)重度做出評(píng)定。 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 現(xiàn)以圖4-11為例做一簡(jiǎn)單介紹，圖4-11所示為某一觀察時(shí)間段，如取10min內(nèi)等間隔采樣時(shí)間為 測(cè)算到15000個(gè)數(shù)據(jù)所描述的瞬間閃變視感度S(t)變化曲線。為簡(jiǎn)要說(shuō)明時(shí)間水平統(tǒng)計(jì)方 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 將該變化曲線等分為10級(jí)，每級(jí)級(jí)差為0. 2p.u。圖中第七級(jí)(1.2—1.4 p.u.)統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)間總和 因此不難算出第7級(jí)瞬時(shí)閃變視感水平所占總檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度之比，即概率分布 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 研究表明，對(duì)于不同類型的供電電壓干擾采用多點(diǎn)測(cè)定算法可以概念更準(zhǔn)確的反應(yīng)閃變的嚴(yán)重程度。實(shí)際應(yīng)用時(shí)常用5個(gè)概率分布測(cè)定值計(jì)算出短時(shí)間(10min)閃變平滑估計(jì)值 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 Pst表示實(shí)際檢測(cè)到的短時(shí)間閃變水平嚴(yán)重程度。 K0.1=0.0314， K0.2=0.525 K0.3 =0.0657 ， K10=0.28 K50=0.08 5個(gè)測(cè)定值p0.1， p0.2 ，p0.3 ，p10 ，p50分別為10min內(nèi)超過(guò)0.1%，1%，3%，10%，50%時(shí)間比的概率分布水平 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法 短時(shí)間閃變值適用于單一閃變?cè)吹母蓴_評(píng)價(jià)。對(duì)于多閃變?cè)吹碾S機(jī)運(yùn)行情況，或者工作占空比不定，且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的單閃變?cè)�，則必須出長(zhǎng)時(shí)間評(píng)價(jià)。 第四節(jié) 閃變的評(píng)估方法FCD紅軟基地

電能替代ppt：這是電能替代ppt，包括了背景及意義，電能替代技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，能源消費(fèi)分析，電能替代電力電量預(yù)測(cè)，典型負(fù)荷接入適應(yīng)性分析，電網(wǎng)建設(shè)改造技術(shù)原則，典型方案分析，建設(shè)規(guī)模和投資測(cè)算，結(jié)論與建議等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

電能和能量ppt：這是電能和能量ppt，包括了名詞解釋，它利用的是什么能？知識(shí)卡片，小結(jié)，做一做，能量的轉(zhuǎn)化，課堂總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)題等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

六年級(jí)上冊(cè)科學(xué)電能從哪里來(lái)ppt：這是六年級(jí)上冊(cè)科學(xué)電能從哪里來(lái)ppt，包括了你認(rèn)識(shí)他們么？各種各樣的電池，發(fā)電站的電是從哪里來(lái)的，電能的來(lái)源和轉(zhuǎn)換，鞏固練習(xí)等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。