摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國電力行業(yè)也處于不斷發(fā)展、進(jìn)步的態(tài)勢中，但隨之而來的是電力企業(yè)與用戶之間的矛盾不斷加大，主要矛盾就是電能質(zhì)量問題。因此，全面而準(zhǔn)確地分析我國的電能質(zhì)量問題，并提出相應(yīng)的解決措施是提高電能質(zhì)量的關(guān)鍵。文章闡述了電能質(zhì)量相關(guān)概念及影響電能質(zhì)量的因素，由此提出了改善電能質(zhì)量的措施。

關(guān)鍵詞：電力行業(yè)；電能質(zhì)量；電力企業(yè)；電力用戶 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM60 文章編號(hào)：1009-2374（2015）34-0105-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.054

電能已經(jīng)發(fā)展成為各個(gè)行業(yè)中最基本的能源，而使用電能的企業(yè)所獲取的電能質(zhì)量直接影響著使用電能企業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)及電子技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)行業(yè)對(duì)于電能質(zhì)量都有了更高的要求。電能質(zhì)量一方面影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況；另一方面也影響著使用電能的用戶的安全用電情況。電能質(zhì)量問題有一部分是由于大規(guī)模分布式能源接入而導(dǎo)致的，所謂大規(guī)模分布式能源主要指新型能源，如太陽能、風(fēng)能等，因此相關(guān)企業(yè)需要提高對(duì)電能質(zhì)量的重視程度。

1 電能質(zhì)量相關(guān)概念概述

1.1 定義

所謂電能質(zhì)量就是指電力系統(tǒng)通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的質(zhì)量高低。質(zhì)量較高的電能應(yīng)該滿足行業(yè)規(guī)定的單一恒定頻率及電壓。但是在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，由于存在不平衡性、沖擊性的負(fù)荷，導(dǎo)致電力系統(tǒng)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)各種故障，進(jìn)而產(chǎn)生了電能質(zhì)量問題。

到現(xiàn)在為止，仍沒有一個(gè)完整而準(zhǔn)確的語句定義電能質(zhì)量。目前，現(xiàn)有的較為權(quán)威的電能質(zhì)量的定義有兩種：第一種是美國IEEE提出的，第二種是IEC提出的，具體內(nèi)容如下所示：（1）美國電子電氣工程師協(xié)會(huì)定義了電能質(zhì)量（Power Quality）：“合格電能質(zhì)量的概念是指給敏感設(shè)備提供的電力和設(shè)置的接地系統(tǒng)是均適合于該設(shè)備正常工作的”；（2）國際電工委員會(huì)定義了與電能質(zhì)量相關(guān)的電磁兼容的術(shù)語：強(qiáng)調(diào)電源與設(shè)備之間、設(shè)備與設(shè)備之間有著相互作用與影響。同時(shí)國際電工委員會(huì)在電磁兼容定義的基礎(chǔ)上，提出了電磁兼容的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

在IEEE與IEC提出的兩種定義中，電能質(zhì)量術(shù)語的實(shí)用性相對(duì)較強(qiáng)。

通過上述對(duì)于電能質(zhì)量的討論，可以發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量問題在一定程度上是由于用戶需求導(dǎo)致的。目前，有專家認(rèn)為定義電能質(zhì)量可以理解為電力系統(tǒng)頻率偏差、供電電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變造成的設(shè)備故障所導(dǎo)致的電力問題。

1.2 電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 電力系統(tǒng)頻率偏差標(biāo)準(zhǔn)。我國電力系統(tǒng)通常利用的都是50赫茲的電流頻率，因此，在采購、定做用電設(shè)備時(shí)設(shè)置的頻率一般也都是50赫茲。關(guān)于電力系統(tǒng)中的頻率偏差，在電力系統(tǒng)頻率偏差標(biāo)準(zhǔn)中有著明確的限制規(guī)定：即其偏差一定要嚴(yán)格控制在50±0.2赫茲范圍內(nèi)，用戶沖擊負(fù)荷組成的系統(tǒng)頻率變動(dòng)也不能超過±0.2赫茲。同時(shí)如果電力系統(tǒng)的容量相對(duì)較小，可以適當(dāng)擴(kuò)大偏差范圍。

1.2.2 供電電壓偏差標(biāo)準(zhǔn)。所謂電壓偏差即指在測量時(shí)間內(nèi)理想電壓與實(shí)際測量電壓的偏差程度。如果偏差程度較高，就意味著電能質(zhì)量是較差的，反之亦然。通常情況下，只要理想電壓與實(shí)際測量電壓的偏差值控制在額定電壓的7%以內(nèi)是可以接受的。另外，對(duì)于高于35千伏的供電電壓的偏差，供電電壓偏差標(biāo)準(zhǔn)有著明確的規(guī)定，即其偏差值低于10%；而在20千伏以下的三相供電電壓的偏差值是不能高于7%的。

1.2.3 電壓波動(dòng)和閃變標(biāo)準(zhǔn)。電壓波動(dòng)和閃變現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于注入的諧波影響了供電電壓，導(dǎo)致供電電壓不穩(wěn)，從而導(dǎo)致電壓出現(xiàn)上下波動(dòng)和閃變。這種情況嚴(yán)重威脅了電子產(chǎn)品的性能。對(duì)于電壓波動(dòng)與電壓閃變，電壓波動(dòng)和閃變標(biāo)準(zhǔn)有明確的限值規(guī)定。

1.3 電能質(zhì)量問題分類

為了合理有效地分析電能質(zhì)量問題，需要系統(tǒng)地對(duì)電能質(zhì)量問題進(jìn)行分類。通過對(duì)電能質(zhì)量問題進(jìn)行分類可以有效地找出導(dǎo)致質(zhì)量問題的因素，進(jìn)而針對(duì)其影響因素提出解決措施。美國電子電氣工程師協(xié)會(huì)和國際電工委員會(huì)根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電能質(zhì)量問題進(jìn)行分類：

1.3.1 根據(jù)電磁現(xiàn)象特性對(duì)電能質(zhì)量問題進(jìn)行分類，劃分為非穩(wěn)態(tài)擾動(dòng)及穩(wěn)態(tài)擾動(dòng)兩類。所謂非穩(wěn)態(tài)擾動(dòng)指的是暫態(tài)震蕩、電壓凹陷、電壓突然中斷及電壓凸起；穩(wěn)態(tài)擾動(dòng)指的是電壓不平衡、出現(xiàn)電業(yè)缺口、間諧波及噪聲諧波等。

1.3.2 根據(jù)電磁擾動(dòng)情況將電能質(zhì)量問題分為靜電放電、輻射型高頻、輻射型低頻、傳導(dǎo)型低頻、傳導(dǎo)型高頻及核電磁脈沖六種。

2 影響電能質(zhì)量的因素

2.1 電網(wǎng)架構(gòu)較為不完善

雖然近些年來我國經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，但是很多地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展卻是不平衡的，尤其是剛剛興起的工業(yè)區(qū)。這些工業(yè)區(qū)由于是新興的，因此難免會(huì)由于用電量劇增而導(dǎo)致線路負(fù)載過重，進(jìn)而破壞電力系統(tǒng)。而在農(nóng)村或者是城市郊區(qū)地區(qū)，其線路系統(tǒng)較為陳舊，線路線徑較小會(huì)導(dǎo)致用電質(zhì)量差。

2.2 系統(tǒng)干擾性負(fù)荷

一些干擾性負(fù)荷，例如大功率電動(dòng)機(jī)、整流器等是電力系統(tǒng)本身就具有的干擾。這些干擾會(huì)加大電力系統(tǒng)的負(fù)荷，從而沖擊電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響到用戶用電終端。因此，為了解決系統(tǒng)干擾性負(fù)荷，電力系統(tǒng)中必須要安裝抗干擾的裝置，以提高電能質(zhì)量。

2.3 設(shè)備問題

當(dāng)前，在我國很多電力線路配置的都是10千伏、380/220千伏的線路或者是配電設(shè)備數(shù)量較大、線路運(yùn)行時(shí)間長的設(shè)備，這些大規(guī)模的電力設(shè)備的改造需要較長時(shí)間，因此嚴(yán)重?fù)p害了電能質(zhì)量。

3 改善電能質(zhì)量的措施

3.1 加強(qiáng)對(duì)農(nóng)網(wǎng)的改造

由于農(nóng)村電網(wǎng)的高壓低壓線路與負(fù)荷相對(duì)較重，導(dǎo)致大部分農(nóng)村電網(wǎng)電壓不符合行業(yè)規(guī)范。因此，供電企業(yè)應(yīng)該通過增加農(nóng)村電網(wǎng)無功補(bǔ)償容量的方式降低線路損耗，提高電網(wǎng)低壓的質(zhì)量。

3.2 降低電壓閃變與波動(dòng)的技術(shù)措施

3.2.1 在電源側(cè)解決的技術(shù)措施。在用戶業(yè)務(wù)擴(kuò)充過程中，要科學(xué)合理地選擇大容量設(shè)備的電壓等級(jí)和與之有關(guān)的電力啟動(dòng)方案，舉例來說，在供電線路中配置大容量的電抗器可以有效地減少?zèng)_擊負(fù)荷與電壓波動(dòng)符合。

3.2.2 在用戶側(cè)解決的技術(shù)措施。在用戶終端降低電壓閃變與波動(dòng)的主要方式是：嚴(yán)格控制電壓水平，不能讓其超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)范圍，要求其在敏感負(fù)荷點(diǎn)安裝可控硅控制補(bǔ)償器（TSC）與不間斷供電電源（UPS）來平滑電壓波形。同時(shí)，為了檢測電源的使用狀況，可以使用動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)裝置進(jìn)行監(jiān)控，這種裝置還可以控制電壓波動(dòng)，使其可以正常運(yùn)行。另外，要合理調(diào)整電壓曲線。

3.3 二次調(diào)整電網(wǎng)電壓

為了穩(wěn)定供電的電壓，需要二次調(diào)整供電的電網(wǎng)電壓。二次調(diào)整電網(wǎng)電壓可以科學(xué)合理地分配無功補(bǔ)償裝置的無功容量，從而實(shí)現(xiàn)維持電壓平衡的目的。

4 結(jié)語

我國對(duì)于電能質(zhì)量的重視程度在不斷提高，由此國家建立了關(guān)于電能的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與法律規(guī)范，以此提高電源系統(tǒng)與設(shè)備的兼容程度，同時(shí)也可以提高設(shè)備的性能。另外，為了改善電能質(zhì)量，我國還應(yīng)該嚴(yán)格限制設(shè)備及電力系統(tǒng)的電磁干擾，設(shè)立相關(guān)部門對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督與管理，進(jìn)而保障電能可以正常運(yùn)行，為用電用戶提供優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。

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作者簡介：林笑玫（1978-），女，廣東惠陽人，供職于廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局試驗(yàn)研究所電測班，研究方向：電測儀器儀表、SF6密度繼電器、電能質(zhì)量測試及研究等。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）