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【摘要】电能质量是电力能源的一项重要指标。电能质量对电网稳定及供配电设备安全运行、线路损失、工业安全生产、产品质量、用电单耗和人民生活用电都有着直接影响。本文介绍了供配电系统电能质量评价的主要指标，分析研究了提高供配电系统电能质量的有效措施。
【关键词】供配电系统电能质量有效措施
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济和科学技术的迅猛发展，企业和家庭对供电电能质量提出了更高的要求，电能质量直接关系到国民经济的总体效益和用户的切身利益，对提高供配电系统电能质量进行相关研究不仅具有重要的理论意义，而且还有非常重要的现实意义。
一、供配电系统电能质量评价的主要指标
1、电压偏差
当地区电网和企业供配电系统的运行方式改变或所供负荷缓慢变化时, 供配电系统各点电压也随之变化, 此电压与系统标称电压之差为电压偏差, 引起电压偏差的根本原因是用户负荷的变化或电力系统运行方式的改变。
2、电压波动和闪变
一系列的电压变动或电压包络线的周期性变动, 当其变化速度等于或大于0. 2% 时称为电压波动; 由于冲击负荷周期性从电网中取用快速变动的功率, 使电压快速变动从而引起人眼对灯闪的明显感觉, 此种人眼对灯闪的主观感觉称为闪变。
3、三相电压不对称度
三相电压不对称的程度通常用三相电压不对称度来表示, 它表示三相系统的电压正序分量与电压负序分量的均方根值百分比。
4、谐波
我国电网的额定频率( 基波频率) 为50Hz, 对周期性交流量进行傅里叶级数分析, 得到的频率为基波频率大于1 的整数倍的分量称为谐波, 例如2、3、4、5 次谐波, 其频率依次为100 Hz、150 Hz、200 Hz、250Hz。
5、频率偏差
频率偏差是电力系统实际基波频率偏离标称频率的程度; 对频率质量的要求全网相同, 不因用户而异, 各国对于该项偏差标准都有相关规定; 频率偏差主要是由负荷的不均衡引起。
二、提高供配电系统电能质量的有效措施
1、供配电系统设计
在传输同样的有功功率越多将会使总电流增大，增加了线路以及设备的损耗以及线路以及变压器的电压损失。电网的无功功率不足，会造成负荷端的供电电压降低，但如果电网中的无功功率过盛，则会使供电电压过高。
对于供配电系统来说，如果用电额突然出现大幅度的增加，电网频率将会明显降低，导致供配电系统不能正常运行，通过采取一些有效措施使供配电系统的频率得到有效地恢复。
2、电压偏差
由于电压偏差能够直接影响供配电系统电能质量，所以必须要采取科学、有效的措施调节电压差，对于电力用户的供配电系统主要可从以下两个方面进行调节：首先是减小线路的电压损耗。通过合理减小系统的阻抗以及变压级数；尽量确保系统三相电压的平衡度；使高压线路延伸到负荷中心；采用多回路并联的方式进行供电以及设置无功补偿装置等。合理选择变压器和电压分接接头，通过对变压器的经济运行以及技术进行加强管理有效的降低损耗。选择分接接头主要是为了通过改变变压器的变比，进一步调整最大负荷时的电压偏差，使系统各元件的电压能够维持在正常合理的范围内，但是改变变压器的变比并不会影响到电压正偏差与负偏差之间的范围；合理减小供配电系统的阻抗，尽量减小线路的长度以及增加电缆和导线的横截面积等，如果条件允许的情况下可以将架空线路改为电缆线路进行电量输送；增加高压补偿，稳定功率因素，减少供配电系统线路输送当中的无功功率。无功功率在输电线路以及输电设备法传输中不仅会造成极大的有功损耗，而且还可以产生一定的电压降从而严重影响了供配电系统的正常运行，需要通过无功补偿装置来提升供配电的系统的电能质量。无功补偿装置在补偿主变的空载无功损耗的同时还能够适当的补偿传输线路的无功功率损耗，以改善输电网的功率因数稳固变电站的电压。而且无功补偿装置还具有操作简单、维护方便等优点，但这种方式却不会降低配电网的降损，目前这种补偿方式在电力系统当中的应用最为广泛。
在高压配电线路上增加并联电容器的安装数量，主要补偿配电线路的无功功率，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。适用于功率因数较低，公共变压器较多，负荷较重的长配电线路，具有较高的补偿效果，但由于安装的电容器的数量多增加了成本而且难以维护和管理，并且容易受到环境以及空间等客观条件限制适应能力差，不利于普及推广。在配电电压器和电动机之间并联电容器，这种方式不需要对补偿容量进行频繁的调整，主要补偿配电的空载和漏磁无功功率以及电动机的无功功率，这种方式具有成本低、安装简单、容易维护以及事故率低等优点，但是当配电接近空载时容易造成补偿过盛，而且当配电非全相运行时，容易产生铁磁谐振。对同步电动机的励磁电流在规定的范围内进行调整，从而有效地调节电压偏差以及改变电网负荷的功率因素。
对于多台单项设备或者三相电压的不平衡的线路还需要安装分相无功功率补偿设备。尽量使三相负荷保持平衡，如果三相负荷分布不均匀就会影响电压的平衡，从而促使电压的偏移增加甚至还会影响到供配电系统的正常运行。改变供配电系统的运行方式，将单回路供电改为双回路供电可以有效地调整电压偏差。
3、电压波动
电压波动的产生是由于用户端波动性负荷造成电网电压发生变动，电压波动的程度是由用电波动频率以幅度来决定的。当用户端波动性负荷在系统阻抗上将引起电压波动时，系统的阻抗就会增大从而增加电网电压的损耗使供配电系统的电压出现异常并最终影响电能质量。
电压波动的有效抑制措施包括：采用合理的接线方式，对负荷变化剧烈的大型设备使用专用线路或者专用的变压器进行专向供电；在系统运行的过程中，还可以在电压出现严重波动时，减小甚至切断引起电压强烈波动的负荷；一些大型电弧炉或者中频、高频的加热设备利用专用的变压器进行单独供电；对于大型冲击性负荷可以配备能够吸收冲击无功功率的静止无功补偿装置，这种静止无功补偿装置是由特殊的电抗器以及电容器组成，用并联方式连接的无功功率发生器和吸收器。
4、电动机起动时的电压降
电动机在启动的过程中会引起电压降，也会对定能质量产生一定的影响，因此必须对其进行科学、有效的管理，合理选择电动机的启动方式。
电动机启动方式包括全压启动和降压启动两种，当设备能够承受电动机全压启动时所产生的冲击转矩时才可以选择这种方式。由于全压启动会造成配电线路上强烈的电压降，而且启动电流也很大，容易对设备造成损伤，但是全压启动具有安全、经济、可靠以及启动简单等优点；降压启动是利用星三角启动器或者自耦变启动器进行启动。星三角启动器可以通过手动或者自动的方式来控制降压启动，它的操作非常简单，采用这种方式时电流的性能稳定，但是转矩特性较差，所以只适用于无载或者轻载起动的场合。自耦变启动器又称补偿器，通常在额定电压为220/380 的三相笼型感应电动机中应用，利用自耦变启动器进行降压启动，不仅能够满足各种负载的启动需求，而且还能够获得比星三角启动时更稳定的转矩，而且自耦变启动器还附有热继电器和失电压脱扣器，能够完善过载和失电压保护等功能所以适用范围更广。
5、高次谐波
高次谐波的产生是由于设备能够向电网输送50Hz 以上频率电流并且直接与电力系统相连接，也成为谐波源。伴随着大量非线性负荷的增加以及硅整流设备的普及应用，导致了越来越多的高次谐波流向电网，而大量的谐波造成的危害包括：使电机以及变电器降低容量，超负荷运行温度急速升高增加损耗；降低电力电缆的容量，电力电容器超负荷运行甚至直接损坏；改变继电器的性能，无法做出正确操作；使晶闸管整流装置不能正常工作；严重影响了电压的稳定从而致使电能质量的下降。这样一来会对供配电系统造成严重的损伤。必须要加强对谐波的管理措施，以提高供配电系统电能的质量。
参考文献：
[1] 田丰,李碧辉.当代配电网电能质量的监测、分析及改善[J]. 中国电力教育. 2008(S1)
[2] 邱麗琴.浅谈企业供配电系统电能质量的测试与评估[J]. 山东冶金. 2008(06)
【关键词】供配电系统电能质量有效措施
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济和科学技术的迅猛发展，企业和家庭对供电电能质量提出了更高的要求，电能质量直接关系到国民经济的总体效益和用户的切身利益，对提高供配电系统电能质量进行相关研究不仅具有重要的理论意义，而且还有非常重要的现实意义。
一、供配电系统电能质量评价的主要指标
1、电压偏差
当地区电网和企业供配电系统的运行方式改变或所供负荷缓慢变化时, 供配电系统各点电压也随之变化, 此电压与系统标称电压之差为电压偏差, 引起电压偏差的根本原因是用户负荷的变化或电力系统运行方式的改变。
2、电压波动和闪变
一系列的电压变动或电压包络线的周期性变动, 当其变化速度等于或大于0. 2% 时称为电压波动; 由于冲击负荷周期性从电网中取用快速变动的功率, 使电压快速变动从而引起人眼对灯闪的明显感觉, 此种人眼对灯闪的主观感觉称为闪变。
3、三相电压不对称度
三相电压不对称的程度通常用三相电压不对称度来表示, 它表示三相系统的电压正序分量与电压负序分量的均方根值百分比。
4、谐波
我国电网的额定频率( 基波频率) 为50Hz, 对周期性交流量进行傅里叶级数分析, 得到的频率为基波频率大于1 的整数倍的分量称为谐波, 例如2、3、4、5 次谐波, 其频率依次为100 Hz、150 Hz、200 Hz、250Hz。
5、频率偏差
频率偏差是电力系统实际基波频率偏离标称频率的程度; 对频率质量的要求全网相同, 不因用户而异, 各国对于该项偏差标准都有相关规定; 频率偏差主要是由负荷的不均衡引起。
二、提高供配电系统电能质量的有效措施
1、供配电系统设计
在传输同样的有功功率越多将会使总电流增大，增加了线路以及设备的损耗以及线路以及变压器的电压损失。电网的无功功率不足，会造成负荷端的供电电压降低，但如果电网中的无功功率过盛，则会使供电电压过高。
对于供配电系统来说，如果用电额突然出现大幅度的增加，电网频率将会明显降低，导致供配电系统不能正常运行，通过采取一些有效措施使供配电系统的频率得到有效地恢复。
2、电压偏差
由于电压偏差能够直接影响供配电系统电能质量，所以必须要采取科学、有效的措施调节电压差，对于电力用户的供配电系统主要可从以下两个方面进行调节：首先是减小线路的电压损耗。通过合理减小系统的阻抗以及变压级数；尽量确保系统三相电压的平衡度；使高压线路延伸到负荷中心；采用多回路并联的方式进行供电以及设置无功补偿装置等。合理选择变压器和电压分接接头，通过对变压器的经济运行以及技术进行加强管理有效的降低损耗。选择分接接头主要是为了通过改变变压器的变比，进一步调整最大负荷时的电压偏差，使系统各元件的电压能够维持在正常合理的范围内，但是改变变压器的变比并不会影响到电压正偏差与负偏差之间的范围；合理减小供配电系统的阻抗，尽量减小线路的长度以及增加电缆和导线的横截面积等，如果条件允许的情况下可以将架空线路改为电缆线路进行电量输送；增加高压补偿，稳定功率因素，减少供配电系统线路输送当中的无功功率。无功功率在输电线路以及输电设备法传输中不仅会造成极大的有功损耗，而且还可以产生一定的电压降从而严重影响了供配电系统的正常运行，需要通过无功补偿装置来提升供配电的系统的电能质量。无功补偿装置在补偿主变的空载无功损耗的同时还能够适当的补偿传输线路的无功功率损耗，以改善输电网的功率因数稳固变电站的电压。而且无功补偿装置还具有操作简单、维护方便等优点，但这种方式却不会降低配电网的降损，目前这种补偿方式在电力系统当中的应用最为广泛。
在高压配电线路上增加并联电容器的安装数量，主要补偿配电线路的无功功率，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。适用于功率因数较低，公共变压器较多，负荷较重的长配电线路，具有较高的补偿效果，但由于安装的电容器的数量多增加了成本而且难以维护和管理，并且容易受到环境以及空间等客观条件限制适应能力差，不利于普及推广。在配电电压器和电动机之间并联电容器，这种方式不需要对补偿容量进行频繁的调整，主要补偿配电的空载和漏磁无功功率以及电动机的无功功率，这种方式具有成本低、安装简单、容易维护以及事故率低等优点，但是当配电接近空载时容易造成补偿过盛，而且当配电非全相运行时，容易产生铁磁谐振。对同步电动机的励磁电流在规定的范围内进行调整，从而有效地调节电压偏差以及改变电网负荷的功率因素。
对于多台单项设备或者三相电压的不平衡的线路还需要安装分相无功功率补偿设备。尽量使三相负荷保持平衡，如果三相负荷分布不均匀就会影响电压的平衡，从而促使电压的偏移增加甚至还会影响到供配电系统的正常运行。改变供配电系统的运行方式，将单回路供电改为双回路供电可以有效地调整电压偏差。
3、电压波动
电压波动的产生是由于用户端波动性负荷造成电网电压发生变动，电压波动的程度是由用电波动频率以幅度来决定的。当用户端波动性负荷在系统阻抗上将引起电压波动时，系统的阻抗就会增大从而增加电网电压的损耗使供配电系统的电压出现异常并最终影响电能质量。
电压波动的有效抑制措施包括：采用合理的接线方式，对负荷变化剧烈的大型设备使用专用线路或者专用的变压器进行专向供电；在系统运行的过程中，还可以在电压出现严重波动时，减小甚至切断引起电压强烈波动的负荷；一些大型电弧炉或者中频、高频的加热设备利用专用的变压器进行单独供电；对于大型冲击性负荷可以配备能够吸收冲击无功功率的静止无功补偿装置，这种静止无功补偿装置是由特殊的电抗器以及电容器组成，用并联方式连接的无功功率发生器和吸收器。
4、电动机起动时的电压降
电动机在启动的过程中会引起电压降，也会对定能质量产生一定的影响，因此必须对其进行科学、有效的管理，合理选择电动机的启动方式。
电动机启动方式包括全压启动和降压启动两种，当设备能够承受电动机全压启动时所产生的冲击转矩时才可以选择这种方式。由于全压启动会造成配电线路上强烈的电压降，而且启动电流也很大，容易对设备造成损伤，但是全压启动具有安全、经济、可靠以及启动简单等优点；降压启动是利用星三角启动器或者自耦变启动器进行启动。星三角启动器可以通过手动或者自动的方式来控制降压启动，它的操作非常简单，采用这种方式时电流的性能稳定，但是转矩特性较差，所以只适用于无载或者轻载起动的场合。自耦变启动器又称补偿器，通常在额定电压为220/380 的三相笼型感应电动机中应用，利用自耦变启动器进行降压启动，不仅能够满足各种负载的启动需求，而且还能够获得比星三角启动时更稳定的转矩，而且自耦变启动器还附有热继电器和失电压脱扣器，能够完善过载和失电压保护等功能所以适用范围更广。
5、高次谐波
高次谐波的产生是由于设备能够向电网输送50Hz 以上频率电流并且直接与电力系统相连接，也成为谐波源。伴随着大量非线性负荷的增加以及硅整流设备的普及应用，导致了越来越多的高次谐波流向电网，而大量的谐波造成的危害包括：使电机以及变电器降低容量，超负荷运行温度急速升高增加损耗；降低电力电缆的容量，电力电容器超负荷运行甚至直接损坏；改变继电器的性能，无法做出正确操作；使晶闸管整流装置不能正常工作；严重影响了电压的稳定从而致使电能质量的下降。这样一来会对供配电系统造成严重的损伤。必须要加强对谐波的管理措施，以提高供配电系统电能的质量。
参考文献：
[1] 田丰,李碧辉.当代配电网电能质量的监测、分析及改善[J]. 中国电力教育. 2008(S1)
[2] 邱麗琴.浅谈企业供配电系统电能质量的测试与评估[J]. 山东冶金. 2008(06)