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电能质量研究简介 朱守真 清华大学电机系 2006年11月 内容 电能质量的概述 历史、研究方向、定义、扰动因素、影响 电能质量的指标 谐波、闪变、电压骤降、电压中断、电压突升、电压裂痕、暂态冲击及暂态振荡、过电压或欠电压、三相电压不对称 电能质量检测设备 检测内容,测试仪类型 电能质量的标准 主要标准、探讨 电能质量研究的历程 19世纪中叶直至20世纪初 3次谐波 Steinmetz提出变压器的三角-星型不接地连接 20世纪初到40年代 提出更广泛的谐波治理方法 研究处于相对停滞期 50年代到80年代 其他更多的现象被发现 80年代提出电能质量概念 90年代至今 美EPRI着手DPQ项目 PQ研究热潮开始 电能质量研究方向 电能质量相关术语的定义以及标准的建立 电能质量的测量方法以及监测仪器 电能质量的建模、仿真以及分析 电能质量的扰动源确定 电能质量的改善 电能质量问题所产生的影响 电能和电能质量的归类 理想三相交流系统： 1、恒定的频率；2、确定的电压等级；3、完好的电压波形且能连续的向负荷供电； 合格的、安全的电能 在一定指标或阈值范围内的 不满足规范要求的——电能质量 电能质量的分类（1） 电压质量（电压幅值质量） 狭义电能质量 会影响用户设备正常运行的不理想的系统电压，包括电压的闪变、瞬时过电压或跌落、谐波畸变、各相电压不平衡等情况； 电流质量 指电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸变，包括流入电网的谐波电流，以及无功、不平衡负荷电流、低频负荷变化造成的闪烁等。 频率质量 电能质量的分类(2) 稳态 稳态电能质量问题以波形畸变为特征，主要包括谐波、间谐波、波形下陷以及噪声等； 暂态 暂态电能质量问题通常是以频谱和暂态持续时间为特征，可分脉冲暂态和振荡暂态两大类。 更广泛的电磁兼容问题 非技术成分质量问题 电能质量的特点 电能质量往往是由用户干扰所决定的 电能质量在空间和时间上均处于动态变化之中 电能质量和用电设备的性能密切相关 引起电能质量的四大因素 自然现象和灾难 电力设备及装置故障或保护误动作 终端用户非线性、冲击性污染型负荷的大量使用 人为事故 电能质量的定义 电力公司 用户 设备制造商 IEEE IEC 电能质量是任何导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差 电力公司定义 电能质量相当于供电可靠性，通常用统计数字来量化 utilities define power quality as reliability and show statistics to quantify it 用户定义 导致用户设备失效或不能正常工作的电压、电流或频率偏移称为电能质量 设备制造商定义 能使设备正常运行的供电特征称为电能质量 The manufacture of load equipment define power quality power as those characteristics of the power supply that enable the equipment to work properly. IEEE定义 电能质量是对向敏感设备提供电力和设置接地系统以保持其正常运行能力的一种概念描述 Power Quality is the concept of powering and grounding sensitive equipment in a matter that is suitable to the operation of that equipment IEC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 Power quality is set of parameters defining the properties of the power supply as delivered to the user in normal operating conditions in terms of continuity of supply and characteristics of voltage (symmetry, frequency, magnitude, and waveform). 电能质量的影响 国标GB755《电机基本技术要求》规定，电动机在额定功率下电源电压的偏差不超过±5％时才能维持额定出力； 纺织机、造纸机等生产机组对于频率敏感，如果频率变化过大就可能出现废品，甚至使设备受损； 频率降低会使汽轮机的叶片承受压力加大，严重时会发生机械共振，使叶片断裂； 电压的快速波动会使电动机转速不均匀，不仅危及电动机的安全运行，而且还影响