5.1电能质量指标概述
电能质量问题涉及多学科不同的领域，主要和发生在电网中的电磁现象相关，因而与电磁兼容领域有着较大的知识交叉。关于电能质量，目前还没有一个被各方普遍接受的定义。美国电气电子工程师协会IEEE采用“Power quality”这一术语描述电能质量,定义为：合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设备的接地系统是均适合于该设备正常工作的。这一定义主要基于敏感设备进行的。 通俗地，可以这样认为：电能质量是与电力系统安全经济运行相关的、能够对用户正常生产工艺过程及产品质量产生影响的电力供应的综合技术指标描述。它涉及电压电流波形形状、幅值及其频率这三大基本要素。电能质量指标的下降是继发电环节以后理想电能在输配供这一延续环节中被“污染”造成的。相当于在理想电能载体上所依附的其它“坏”信息，其主要影响因素包括电网结构缺陷、电气设备可靠性指标及维护缺陷、继电保护缺陷、环境气候及外来因素如雷电等因素、供电设备非线性特性、不同用户的负荷用电特性等。 一般来说，描述电能质量的技术参数位该具有明确的物理意义，要能够进行监测、评判，并能够根据相关理论研制出有效的控制产品。目前所认识的电能质量问题以电网运行方式而言可以粗略地分为稳态电能质量问题及暂态电能质量问题，但这两类问题在许多方面又相互交织在一起，因此应正确对待。 稳态电能质量参数刻划了电力系统稳态运行方式下的运行状态，主要参数包括电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、谐波电压电流、电压波动闪变等5类电能质量指标。稳态电能质量影响范围广，程度深，并且具有累积效应。目前，对稳态电能质量的研究已趋于深入．IEC及我国均有严格的限值标准，针对稳态电能质量的监测方法、监测设备及其监测系统、专业的分析仿真软件、控制手段及其控制设备均较成熟，发挥着越来越重要的作用。 所谓暂态电能质量即电力系统暂态事件或局部暂态事件所引起的运行参数
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的变化以有效值为出发点。目前，主要技术参数有电压暂降、电压暂升、电压短时中断等，值得关注的是，基于峰值的过电压指标也已经纳入电能质量的技术参数范畴。暂态电能质量问题其实质就是暂态电压质量问题，往往伴随系统内部故障、雷电侵袭、操作冲击等现象发生。因而从广泛意义上而言，电力系统安伞、稳定、可靠性均属于广义的电能质量问题，随着研究的逐步深入．将会有更广泛更具经济价值的物理指标被提出。文档来自于网络搜索 虽然基于种种原因其监测、分析、控制手段在电能质量领域还不破重视．阻伍传统的电力系统运行概念中．过电压问题已经是一个相对老生常谈的问题．类似于电压偏差顿率偏差一样很受重视．其主要原因在于过电压的防护是维护电力系统安全稳定运行的基本要求.相信从电能质量分析的角度出发．过电压的监测技术、控制手段的研究将会赋予新的含义，具有广阔的前景。文档来自于网络搜索 5.2供电电压允许偏差（GB/T 12325—2003）
5.2.1. 供电电压允许偏差概述及定义
电压偏差是电能质量的重要指标之一。电能系统及用电设备都是依据标准电压规划、设计、运行和管理的。电压偏差会给电力系统及用电负荷带来一系列影响。因此，电能质量相关标准中，电压偏差允许限值成为最基本的内容。文档来自于网络搜索 《电能质量 供电电压允许偏差》（GB/T 12325—2003）对电压偏差定义如下:供电系统在正常运行条件下，某一节点的实测电压与系统标称电压之差对系统标称电压的百分数成为改节点的电压的偏差。其数字表达式为：文档来自于网络搜索 （5—1）
式中 δU是电压偏差；Ure、UN分别为运行电压和额定电压。
供电系统正常是指系统中所有电气元件均按预定工况运行，供电系统在正常运行时，负荷时刻发生着变化，系统的运行方式也经常改变，系统中各节点的电阻随之发生改变，偏离系统电压标称值。电压的这种变化是缓慢的，因此，电压偏差电能质量标准属于电能质量问题的范畴，是针对电力系统正常运行方式下，机组或负荷的投切所引起的系统电压的偏差。通常，这一偏差的绝对值不大于标称电压的10%。文档来自于网络搜索 - 2 - / 21
5.2.2电压偏差产生的原因:
电压偏差问题属于基波无功的范畴，主要与电能传输的导线线径、供电距离、潮流分布、调压手段、无功补偿方式及其容量、负茼用电特性等因素有关。
文档来自于网络搜索 电压偏差产生的实质是电流流经传输网在其内阻抗上产生的压降所致。 设供电系统由如图5—1所示的简化等效电路表示，Ẻ为电源空载电势．Zs=Rs+jXs为系统阻抗。电网给综合负荷S=P+jQ供电后其母线运行电压为v，
文档来自于网络搜索 则负荷电流流经系统阻抗后产生的电压降落为dU=△Vr+j △Vx=+j,文档来自于网络搜索
图5-1 供电系统简化等效电路
dU的作用在于使供电电压V相对于电源电压产生一相位偏移(即功角)．电
压幅值的偏差主要由△Vr。决定。在满足R< - 3 - / 21 条件是系统具备充足的无功功率电源，同时采取必要的调压手段。 5.3频率允许偏差 5.3.1频率允许偏差概述及定义 国家标准GB／T 15945—1995《电能质量 电力系统频率允许偏差》对电力系统正常运行情况下的稳态频率偏差进行了规定，同时也规定了冲击负荷引起系统频率变化的允许偏差，标准还对频率测量仪器进行了规定。 ①频率偏差允许值规定如下： ---电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz。当系统容量较小时．偏差值可以放宽到±0.5Hz。 --用户冲击负荷引起的系统频率变动一般不得超过±0.2Hz．根据冲击负荷性质和大小以及系统的条件也可适当变动限值．但应保征近区电力网、发电机组和用户安全,稳定运行以及正常供电。 ②测量仪表规定：用于频率偏差指标评定的测量，须用具有统计功能的数字式自动记录仪表，其绝对误差0.1Hz。 所谓频率偏差指标如下 频率偏差=|实际值频率 — 标称值频率| 5.3.2电力系统动态频率的定义 电力系统在稳态运行时整个系统处于相对静止的状态，其电压与电流都近似标准的正弦，即为标准周期信号，而定义 f=1/T (5-2) f为信号u(t)的频率。若按此方法，得出各个节点电压与各支路电流的频率就会发现测得的频率都相等，即此时电力系统具有统一的频率，而频率测量的方法称为周期法即先测量信号的最小正周期，然后计算出信号的频率。但是实际的电力系统始终处于动态变化的过程中，特比是当电力系统受到较大的干扰时，系统处于较剧烈变化的动态过程中，此时，电压或电流信号已不满足周期信号的定义，因此也无法按照上述定义测量出频率。为此，我们一般采用下面的步骤来测量电压或电流的频率： - 4 - / 21 ①测量电压或电流的瞬时值； ②对测量得到的数值进行滤波，通常情况下滤除信号中的高次谐波分量和直流分量； ③对滤波后的信号进行测量即测量信号连续两个正向或反向过零点之间的时间长度T，并认为该时间T为信号的周期，并计算得到数值f，认为f即电压或电流的频率。 以上介绍的测量的方法实际上是一种近似的方法，因为每次测量到信号连续两个正向或反向过零后（假定时间间隔为T），对信号进行了周期延拓,即认为将来的信号也会按照当前变化的规律周期变化，因此可以根据式5-1计算得到信号频率f。但是在动态过程中测得的信号，其连续两个正向或反向过零点之间的时间间隔T是变化的，因此按照式5-2计算得到信号频率f也是变化的。因此按照信号和频率的定义，上述测得的f严格意义上不能称之为信号的频率，因为信号不是周期的，没有频率的概念。但人们还是习惯将上述f称之为信号的频率，因为f是变化的，所以信号的频率也是在变化，因此理解动态过程中信号的频率时要特别注意。 5.3.3频率偏差的产生及其控制 频率偏差属于有功功率平衡问题(主要从有功角度进行控制)，主要与系统有功储备、发电机调速手段有关。电力系统在以下情况下可能出现频率异常：1.故障后系统失去大量电源，或系统解列，且解列后的局部系统有功功率失去平衡；2．气候变化或意外灾害使负荷发生突变；3．在电力供应不足的系统中缺乏有效控制负荷的手段；4．高峰负荷期间，发电出力的增长速度低于负荷的增长速度。低谷负荷期间，发电最小出力大于总负荷。 电力系统频率一旦产生偏差，就应该加以控制。当系统频率异常时,一般采取以下频率控制措施：1．电力系统应当具有足够的负荷备用和事故备用容量。一般分别按最大负荷的5～10％和10～15％配备系统的负荷备用和事故备用容量。2．在调度所或变电站装设直接控制用户负荷的装置，并备有事故拉闸序位表。3．在系统内安装按频率降低自动减负荷装置（又称自动低频减载装置）和在可能被解列而导致功率过剩的地区装设按频率升高自动切除发电机（又称自动高频切机）等装置。当系统出现事故引起系统频率降低到超出允许偏差值时，通 - 5 - / 21 常最有效的措施是按频率自动减负荷。 5.4三相电压不平衡度 5.4.1三相不平衡度概述及定义 电力系统即使正常运行时三相电压仍经常出现不平衡状态，这是由于构成三相电力系统的元件参数三相不对称所致，其中三相负荷的不对称是造成系统长时间三相不平衡的重要原因。系统处于三相不平衡运动时，其电压、电流含有大量负序分量，对电气设备产生不同程度影响，因此将三相不平衡度的允许值及其计算、测量和取值方法进行了规定。 三相不平衡度= 三相电压的正序分量方均根值× 100%。 三相电压负序分量方均根值5.4.2 三相不平衡度的产生及危害 三相不平衡产生的原因及处理方法见表5-2。 表5-2 产生三相不平衡的原因 原因分类 事故性不平衡 具体原因 系统中各种非对称性故障，比如单处理措施 保护装置切除故障元相接地短路、两相接地短路或两相相间件，经故障处理后才能重新短路等。 1．三相负荷不对称，如单相大容量恢复系统运行。 正常性负荷在三相系统中的容量和电气位置分不平衡 布不合理。 2．供电线路三相不平衡。 三相不平衡就是在三相供电情况下，由各相负荷的不平衡用电特性所造成的。 一般说的三相不平衡度主要指电压不平衡度，需要时也可以分析三相电流不平衡度。文档来自于网络搜索 对称分量法是理解与分析不平衡三相系统的基础。若三相供电电压平衡(即 - 6 - / 21 只有正向电压)．对于一个变化缓慢的三角形接线的三相不对称负荷(*接线可以等效成三角行)，理论上可将其变换为一个平衡的三相纯有功负荷，同时其电源与负荷的有功功率交换并不改变。 系统处于三相不平衡运行时，三相电压电流含有大量负序分量。由于负序分量的存子会对各种电气设备产生不同方面的不良影响。 ①步发电机：电动机在不对称运行时负荷电流在气隙中产转子生逆转的旋转磁场，增加了转子的损耗。这些损耗包括在励磁绕组里感应的二倍频电流所引起的附加损耗以及在转子表面由于感应的涡流所产生的附加表面损耗。这些损耗都属于铜损耗性质，从而造成转子温升的提高。至于温升（发热）的分布，与转子的结构有关。另外在不对称负荷时，由负荷电流产生的气隙旋转磁场与转子励磁磁势及由正序气隙旋转磁场与定子负序磁势所产生的二倍频交变电磁力矩，将同时作用在转子转轴以及定子机座上，引起二倍频振动。 ②感应电动机：在不平衡电压作用下，负序电流产生制动转矩，使感应电动机的最大转矩和输出功率下降，正反c磁场的相互作用，产生脉动转矩，肯能引起电动机的振动。由于电动机负序电抗很小，负序电压可能产生过大的负序电流从而使电动机定子、转子的铜损增加，是电动机过热并导致绝缘老化过程加快。 ③变压器：变压器处于不平衡负载下运行时（如变压器供给照明负荷、电焊负荷等单相负荷），如果控制最大相电流为额定容量，就会造成局部过热。另外还会由于磁路不平衡、大量漏磁通经箱壁使其发热。研究表明，变压器在额定负荷人下，电流buph 度为10%时，其绝缘寿命约缩短16%。 ④换流装置：三相电压不平衡使换流装置的触发角不对称，从而产生一系列的非特征谐波。以6脉冲换流装置为例，在三相电压不平衡时除产生6k+1次等特征谐波外，还会产生6k+3次非特征谐波.研究表明,随着三相电压不平衡程度的增加，非特征谐波电流的数值也加大。可能导致换流装置的滤波成本加大。 ⑤继电保护和自动装置：如果三相不平衡系统中有较大的负荷分量，则可能导致一些作用于负荷电流的保护和自动装置误导动作。从而威胁电力系统的安全运行。包括：发电机的负荷电流保护、变电站主变压器的复合电压起动过电流保护、母线差动保护、线路的各种距离保护震荡闭锁装置。线路相差高频保护以及 - 7 - / 21 故障时动作的可靠性。 ⑥线路：三相不平衡系统中，负序电流会产生附加损耗，增大线损，同时使配电线路电压损失增加。另外，沿线会增大对通信系统的干扰，影响正常通信质量。 ⑦计算机等电子设备：在低压三线四线制配电系统中，三相不平衡必然引起中线上出现不平衡电流，产生零电位漂移，产生影响计算机等电子设备的电噪声干扰，可能使设备无法正常工作 。 5.5公用电网谐波(GB／T 14549一1993) 5.5.1谐波概述及定义 20世纪80年代以来，各种电力电子装置的应用日益广泛。然而，这些装置工作时不可避免地会向电网注入谐波电流，使公共连接点的电压波形畸变，对电力系统的安全、优质、经济运行构成潜在的威胁，给周围电气环境带来极大的污染。具体来说，谐波将使电能的生产、传输和利用效率降低，使电气设备过负荷、发热甚至烧毁，引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现误差等，严重干扰和危害电子设备和保护控制设备的性能及正常工作。 非线性负荷从电网吸收非一弦电流，引起电网电压畸变．因此通称为谐波源。谐波对各种电气设备，对继电保护、自动装置、计算机、测量和计量仪器以及通信系统均有不利的影响。目前，国际上公认谐波“污染”是电网的公害，必须采取措施加以限制。 谐波：对周期性交流量进行博立叶级数分解．得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。 5.5.2谐波的产生 本章所讨论的谐波频率是与基波相关的，因此各种暂态现象中的高频谐波分量并不属于谐波的范畴；且谐波定义“整数倍”，因而间谐波、次谐波均不属于目前所说的谐波范畴。 正常情况下，对于一个线性负倚Z，若施加供电电压为纯正弦量；其中电流 - 8 - / 21 幅值A／z为常量，相位差&恒定,因此,U、I具有相同的波形形状．仅相位上存在差异,，如果一个纯正弦电压供电给非线性负荷,也就是说，负荷等值阻抗幅值、角度都随时间在变化，这样，可见其负荷电流瞬时值的幅值及其相位在时刻随着负荷的波动而变化着，其电流波形与供电电压波形完全不相同，亦即电流的波形发生了畸变中有些已采用为国标)，以供对比和参考。 5.5.3谐波的危害 谐波的污染与危害主要表现在对电力与信号的干扰影响方面。可大致概括为在电力危害方面：①旋转电机（换流变压器过载）等的附加谐波损耗与发热，使用缩短寿命；②谐波谐振过电压，造成电气元件及设备的故障与损坏；③电能计量错误。在信号干扰方面：①对通信系统产生电磁干扰，使电信质量下降；②重要的和敏感的自动控制、保护装置不正确动作；③危害到功率处理器自身的正常运行。 5.5.3.1 对电力设备的影响 谐波对并联电容器组影响最为显著。据统汁，大约有70%的谐波故障是发生在电容器组中。研究指出，对矿物油浸绝缘的电容器，在电压总畸变率为5%条件下运行两年介损系数约提高一倍。 在谐波怍用下，电力电缆的损坏也显著增多。前苏联曾经对比了阳条同时敷设在相似环境温度下的电缆，其中一条在基本正弦电压下运行．另一条电压总畸变率为6%～8.5%。经2.5年运行．后者的泄漏电流平均增加36%，比前者经3.5年运行还大43%。 由于高次谐波旋转磁场产生的涡流，使旋转电机的铁损增加，使同步电饥的阻尼线圈过热，或使感应电机定子和转予产生附加损耗。另外，高次喈波电流还会引起振动力矩，使电机转速发生周期性的变化。在畸变电压作用下，电机和变压器的绝缘寿命将缩短。国内外经验表明，当电压总谐波畸变达10%～20%可以导致电动机在短期内损坏。 馈供给整流负荷的普通电力变压器，其容量应作相应的降低。降低值和变压器的杂损比(即附加损耗与基本损耗之比)有关。普通变压器在严重的谐波负荷下往往会产生局部过热，并有噪声增大等现象。 - 9 - / 21 5.5.3.2对继电保护和自动装置的影响 在谐波和负序共同作用下．电力系统中以负序滤过器为起动元件的许多保护及自动装置会发生误动作。有的保护闭锁装置因频繁误动作不得不解除运行。电力系统的故障录波器也会误动走纸，影响对实际故障的记录。 5.5.3.3对通信的干扰 谐波通过电磁感应干扰通信。通常2 000 Hz～5 000 H：的谐波引起通讯噪声，而1000 Hz以上的谐波导致电话回路信号的误动。谐波通干扰的强度取决于谐波电压、电流、频率的大小以及输电线和通信线的距离、并架长度等。 5.5.4谐波的控制手段 从工作原理上来说，谐波的控制手段主要分为一下两种：一种为有源滤波器，即应用电力电子技术，滤波装置本身为一谐波源，其大小与负荷产生的谐波相等，但方向相反，正好抵消了用户产生的谐波，从而达到了治理的目的；另一种为无源滤波器，它是利用电容电感谐振的原理达到“吸收”谐波的目的，从而限制进入公用电网的谐波，使得公用电网的谐波电压畸变水平维持在较低的水平。 目前公用电网谐波抑制主要采取无源滤波技术，造价低，结构简单，应用成熟；在我国，有源滤波技术在低压、小容量、特殊场合已经有许多应用，其效果还需要实践的进一步检验。 5.6. 电压波动和闪变(GB 12326—2000) 5.6.1. 电压波动和闪变的概述及定义 电压变化不同于电压偏差，它不与电压的额定值直接比较，而是电压有效值变化曲线上两个相邻极值的差相对于额定值的变化。电压波动属于连续的电压变化在时间轴上的延伸，是一系列电压变化的集合。在测量上一般以闪变水平表示。另外,电压波动不仅以幅度为考核指标同时要号虑其波动频度。 在理解电压波动的基础上，再进一步理解闪变这一物理慨念。在包括中国在内的各个国家、闻际组织电压波动闪变的标准中，该参数的描述是最详细的， - 10 - / 21 IEC有该参数测量的详细步骤要求。国内标准几乎等效采纳。实际上，闪变是从另外一个角度对电压波动的定量描述；是将一种看不见摸不着的物理现象转化为人能感觉到的物理现象，是以白炽灯照度变化依据其电压变化的特征来刻划电压波动。应该明白，只有0.05Hz～35 Hz频度的电压波动对闪变有直接贡献。值得一提的是,闪变足电压波动的产物。其实质是次谐波作用的结果。也就是说：所有产生次谐波电流的负荷均产生闪变，产生闪变的负荷电流频谱中一定含有次谐波。 针对(GB 12326—2000)《电能质量 电压波动和闪变》国家标准指出：标准适用的电力系统运行方式为：“正常运行方式”。国家标准解释了电压波动、闪变及其相关概念的定义；给出了电压变动、闪变的限值指标；规定了闪变评估的三级原则及其细节；提出了闪变监测的最短周期及其取值方法；给出了电压变动、闪变预测计算的相关方法；介绍了闪变监测的基本原理及其计算公式。这些内容，对于限制公共连接点电压波动、闪变水平具有不可替代的规范作用，标准发挥了其应有的作用。 规定系统运行方式是非常重要的。不管是电压波动，还是基于统汁分析的短时长时闪变，特定冲击负荷引起的波动、闪变与供电网的运行方式存在着较大的关系。对于同一波动负荷，随着运行方式的改变，其干扰发射水平、评定结论可能随之改变。可见干扰水平实际是一个相对的概念，它是污染源相对于某特定电网结构的干扰水平。 电力系统正常运行方式也存在正常大方式与正常小方式。因此这里的“正常运行方式”应该包括上述两种方式。很明显，不包括电网异常运行方式。 5.6.2.电压波动和闪变相关定义分析 5.6.2.1波动负荷 标准对波动负荷的定义为：生产(或运行)过程中从供电网中取用快速变动功率的负荷。 实际生活中，波动负荷又习惯称为冲击负荷或非线性冲击负荷。它的用电特性一般具有下述典型特点： ①功率的波动(冲击)性：引起电压波动，产生闪变； - 11 - / 21 ②非线性特征：产生谐波； ③功率因数偏低； ④三相非对称用电。部分负荷．例如交流电弧炉、单相冲击性负荷等具有这种特征。 标准中该定义是从功率角度、以电网侧为参考定义的。波动负荷的特征还可从负荷侧用可变阻抗描述，标准采用“波动负荷”的描述更能强调“连续性”这一概念。因为波动闪变主要描述稳态运行的、连续性的冲击负荷特征；对于偶然的冲击行为，虽然对闪变仍然有贡献，但其特征指标主要不以闪变进行描述，例如电压暂升、暂降、短时中断等。 5.6.2.2电压方均根值曲线 电压方均根值曲线定义为：每半个基波电压周期方均根值的时间函数。 从定义分析，这里的电压方均根值与通常的方均根值概念(一个完整周期)不同，是指半个基波电压周期的方均根值。为什么呢?主要在于获取基于方均根值传统概念的最小积分时间段为半个周波，同时也描述了正负半周不对称的情况。 半个周波的概念在IEC6l000- 4—15闪变测量的细节框图中也得到了应用，在功能框图1与2之间有一个可选功能，即输出每半个周波变化的方均根值。 5.6.2.3电压变动特性 电压变动特性定义为：电压方均根值变动的时间函数，以系统标称电压的百分数表示。即以标称电压u、为基准的电压方均根值曲线。 5.6.2.4 电压变动 电压变动定义为：电压变动特性d(t)上．相邻两个极值电压之差。电压变动是基于电压变动特征而言的。对于电压变动．IEC采用三种参数进行描述：最大电压变动、稳态电压变动和动态电压变动。其中最大电压变动定义为：一个电压变动特征中电压有效值的最大与最小值之差；稳态电压变动义为：至少包含一个电压变动特征的两个相邻稳态电压有效值之间的差值。 5.6.2.5 电压波动 电压波动定义为：电压方均根值一系列的变动或连续的改变。 电压波动是 - 12 - / 21 一系列的电压变动是电压变动的集合。电压波动一般以其引起的闪变水平进行评估，闪变是在一个规定的时间段内对电压波动的频度、波形形状、幅度等指标引起危害的综合评定。 当电压波动引起的闪变水平在规定的范围内，同时电压波动的幅度也是矛盾的一个主要方面时，也可以对电压波动以电压变动的特征进行分析评定，以维持系统电压变化在一个可接受的范围。 因此,谈到电压波动，首先考虑其引起的闪变(闪变限值的应用)，其次当需要时分析其电压变动特征(电压变动限值的应用)。一般地，闪变以实测数值进行分析，电压变动则在经验分析其变动频度的情况下通过数值计算仿真进行评定。 5.6.2.6闪变 标准给出的定义是：闪变是灯光照度不稳定造成的视感。 波动负荷的危害首先要评定其闪变发射水平，在闪变水平不超标的情况下若有必要可对电压变动进行评估。可见闪变这一物理参数的主角地位。 闪变是主体一——人(人类)对干扰(电压波动)引起的白炽灯(或其他类型灯具)的照度变化的感受，闪变值越大，这种感受越强烈．人的感觉越难受。一般来说，影响闪变的因素。 主要有下述几个方面： (1)主体：人 不同的人，年龄、性别不同，对同样的灯光照度变化感受就不同。那么如何在考虑这些差异的情况下确定一个基准来描述闪变呢?只有通过抽样、观察、统计的方法，由权威机构进行定标。这一过程是由国际电热委员会UIE进行的，抽样过程中人的感受分为四类，即对于特定的灯光照度变化，A类(人数)代表没有觉察的人数；B类(人数)代表略有觉察的人数；c类(人数)代表有明显觉察的人数；D类(人数)代表不能忍受的人数。 由于人的因素，使得这一抽样、观测、分析变得更加复杂。例如同样对于120 v白灯，针对矩形电压波动特征，UIE与IEEE获取P。=1的曲线还是存在差异的. - 13 - / 21 (2)干扰：电压波动 在进行闪变试验时，电压波动的特征即幅度、频度、波形形状等因素应充分考虑，为了便于试验，UIE以规则的矩形、正弦波形特征电压波动为干扰源；一般来说，周期性或近似周期性的电压波动对照度波动的影响更大，人类对5～15 Hz范围电压波动引起的照度变化比较敏感， 8．8 Hz是人类记忆时间最短、且最敏感的波动频度。 (3)参照体：白炽灯 不同类型的灯泡、同类型不同额定电压等级的灯泡、同类型同电压等级不同功率的灯泡对相同特征的电压波动的反映是不一样的。 目前，IEC以60 w、230 v额定电压的白炽灯为基准照度变化体进行试验定标；而IEEE以60 w、120 v额定电压的白炽灯为基准照度变化体进行试验定标，进一步的研究试验正在进行，以便在此方面取得一致的标准。可见选择白炽灯是一个共同的认识，为什么呢?一般来说，El光灯、电视机等家用电气对电压波动的敏感程度远低于白炽灯，I~I@L'若电压波动不至于引起白炽灯闪变，则肯定不会引起其他家用电器如日光灯、电视机的工作异常。试验证明：电压等级越高、功率越大，灯泡的钨丝越细，其照度变化对电压波动越敏感，反之亦然。这是由于钨丝的热惯性时问决定的，120 V、60 w白炽灯的热惯性时间为28 ms，230 V、60 W白炽灯的热惯性时间为19 ms，因而230 V、60 W白炽灯对电压变动更敏感。 近年来，许多学者研究电压波动与其他类型灯具照度变化的关系。如图7—8就是一例，图中横坐标为电压波动频度，纵坐标为增益因子，增益因子是灯光照度变化相对于引起该变化的电压波动而言的，即对于固定幅度、频度的电压波动，通过曝光计记录灯光照度的变化则增益因子=灯光照度的相对变化（%）/引起该照度变化的电压相对变化(％)。若增益因子大于1，则说明该灯具对照度变化有放大效应。可见，白炽灯比荧光灯有更大的增益效应，也就是说，白炽灯比荧光灯对电压波动更加敏感。 5.6.3 电压变动和闪变的测量条件和取值方法 对于电压变动与闪变，同一波动负荷在不同的电网运行方式下其激勋的响应肯定不司。那么测试应该在什么条件下进行呢?一般不能一概而沦，要根据该 - 14 - / 21 指标的评估周期 及其评估方法综合考虑，同时要考虑测试数值的用途。如果： ①测试的目的在于评判其控制设备的补偿容量 这种情况下，应考虑最小运行方式下负荷污染最严重的测试工况，这主要是以补偿设备的安全运行为出发点进行的； ③测试的目的在于评估其是否超标 决定于评估周期及其评估方法，以及波动负荷的运行工艺和电网小方式的持续时间。例如如果供电网络的小方式累计运行时间较短，则可不刻意考虑该最小运行方式；如果负荷污染的最大工况持续时间占其工艺周期的时间较短．也可以不考虑这种情况。其实这里的关键问题在于评估周期及其评估方法。如果评估周期较长(例如一．周、一月、一个季度等)则一般各类现象均能包括，各种现象所占的比重也能正确反映；否则，若评估周期较短，则测试数据的偶然性较强，难以正确反映实际问题的统计规律。值得一提的是IEC标准中闪变的评估周期最少为一周。 另外，电能质量指标的评估一般以z_概率大值作为最终的评判数值。IEC概率大值不仅在时问轴线上进行统计．同时也在空间轴线E进行分析．例如、。％概率大值指的是在统计时问段内z的时间的区间上均不超过的值。我同电能质量国标采用的概率大值一般仅以时间轴线进行统计即标准要求的空间上、z％的时间内不超过的值。 5.6.3.1测量条件 我国国家标准《电压允许波动和闪变》（GB/T12326-2000）规定，电压变动值 d短时间闪变值Pst和长时间闪变值Plt指的是电力系统正常运行的较小方式下，波动负荷变化最大工作周期的实测值。例如：炼钢电弧炉应在熔化期测量；轧机应在最大轧制负荷周期测量；三相负荷不平衡时应在三相测量值中取最严重的一相的值，对于三相等概率波动的负荷可以任意选取一相测量。 5.6.3.2取值方法 对于随机性不规则的电压波动，实测值应不少于50个，以95%概率大值作为判 - 15 - / 21 断依据。短时间闪变值测量周期取为10min，每天（24 h）不得超标7次（70min)；长时间闪变值测量周期取为2h，每次均不得超标。 附录 电能质量国家标准： 电能质量国家标准体系 1、GB/T 12325-2008 电能质量 供电电压偏差 2、GB/T 15945-2008 电能质量 电力系统频率偏差 3、GB/T 15543-2008 电能质量 三相电压不平衡度 4、GB/T 12326-2008 电能质量 电压波动和闪变 5、GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波 6、GB/T 24337-2009 电能质量 公用电网间谐波 7、GB/T 19862-2005 电能质量 电能质量监测设备通用要求 电能质量标准体系指标 目前我国组织制定电能质量标准的单位是：全国电压电流等级和频率标准化技术委员会(TC1)和全国电磁兼容标准化技术委员会(TC246)。 - 16 - / 21 TCI制定的标准及其主要指标 (1)GB12325-1990供电电压允许偏差 35KV及以上正、负偏差的绝对值之和小于10% 10KV及以下小于±7% 220V小于+7%、-10% (2)GB/T15945-1995电力系统频率允许偏差 允许偏差±0.2?HZ 系统较小±0.5?HZ (3)GB/T15543-1995三相电压允许不平衡度 三相电压允许不平衡度为2%、短时不超过4% 用户引起不平衡度为1.3% (4)GB12326-1990电压允许波动和闪变 电压允许波动：≤10KV2.5% 35～110KV2% ≥220KV1.6% 闪变：要求较高0.4%【FS：PAGE】 一般0.6% (5)GB/T14549-1993公用电网谐波 电网谐波电压限值 电网电压/KV0.386、1035、66110 畸变率/%5.04.03.02.0 该标准就用户向电网注入谐波电流限值也作了规定。 (6)GB/T18481-2001暂时过电压和瞬态过电压 标准规定了交流电力系统中作用于电气设备的暂时过电压和瞬态过电压要求、电气设备的绝缘水平，以及过电压保护方法。 暂时过电压：包括工频过电压和谐振过电压。 瞬态过电压：包括操作过电压和雷电过电压。 TC246制定的标准 - 17 - / 21 全国电磁兼容标准化技术委员会主要任务是制订电磁兼容(EMC)基本文件，涉及到电磁环境、发射、抗扰度、试验程序和测量技术等规范，特别是处理与电力网络、控制网络以及与其相连设备等的EMC问题。 全国电磁兼容标准化技术委员会电能质量的标准大致可分为三类： 第一类环境和通用标准 主要介绍公用供电系统中可能出现骚扰的形成机理、形式和传导规律，规定了骚扰度，还提出了兼容水平，它主要是用来协调供电电源和用户设备的发射和抗扰度的参考值，以保证整个系统的(包括电源和所连接的用户设备)电磁兼容性。另外还有通用标准。此类标准的名称如下。 (1)GB/Z18039.1-2000电磁兼容环境电磁环境的分类 (2)GB/Z18039.2-2000电磁兼容环境工业设备电源低频传导骚扰发射水平的评估 (3)GB/T17624.1-1998电磁兼容综述电磁兼容基本术语和定义的应用与解释 (4)GB/T17799.1-1999电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验 (5)GB17799.3-2001电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的发射标准 (6)GB17799.4-2001电磁兼容通用标准工业环境中的发射标准 第二类限值标准目前EMC标准中所规定的限值主要是根据兼容水平确定的，实际上这是为了达到一个共同的、相互可以接受的环境骚扰源应该遵守的一个规定。 (1)GB17625.1-1998电磁兼容限值低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流≤16A) (2)GB17625.2-1999电磁兼容限值对额定电流不大于16?A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制 (3)GB/Z17625.3-2000电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制 - 18 - / 21 (4)GB/Z17625.4-2000电磁兼容限值中、高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估 (5)GB/Z17625.5-2000电磁兼容限值中、高压电力系统中波动负荷发射限值的评估 第三类试验与测量技术标准 这一部分主要是规定了试验环境、试验步骤、布置、使用仪器设备的精确度和数据处理及判据等内容，使试验有可重复性、正确性和可比性。 (1)GB/T17626.1-1998电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论 (2)GB/T17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 (3)GB/T17626.3-1998电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 (4)GB/T17626.4-1998电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 (5)GB/T17626.5-1999电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验 (6)GB/T17626.6-1998电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度 (7)GB/T17626.7-1998电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则 (8)GB/T17626.8-1998电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 (9)GB/T17626.9-1998电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验 (10)GB/T17626.10-1998电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验 (11)GB/T17626.11-1999电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 (12)GB/T17626.12-1998电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验 电磁兼容水平与其相关参数的配合方法 - 19 - / 21 抗扰限值是一条直线，它是根据设备或系统在电磁环境中的抗扰水平提出的，它是一个保证值、或者说是一定概率下的保证值。可以看出，在某些情况下，抗扰水平要小于抗扰限值。总骚扰水平是下面的曲线，表示若干个骚扰源之和，它的幅值和概率的相关曲线与抗扰水平相似。曲线覆盖的面积也为1.2条曲线反映的是设备或系统和骚扰源的特性。发射限值是根据兼容水平和总骚扰水平提出的。它也是一定概率下的保证值，在某些情况下，总骚扰水平要大于发射限值。 兼容水平可以认为是最低抗扰水平和最高的骚扰水平，是某个电磁环境的标称值和惯用的参考值。在此基础上，进行抗扰水平、抗扰限值、总骚扰水平和发射限值的配合。 归结起来，抗扰限值是留有裕度的抗扰水平，也可以作为设备或系统的试验值。发射限值是对各个骚扰源总的发射水平的限制，也应该有裕度。抗扰限值和发射限值之间再留有裕度。 上面叙述的是“安全系数法”的做法，下面介绍另外一种方法，暂时称为概率法。 从图1可以看出，抗扰水平和总骚扰水平是有一定的交叉的，如图的阴影部分。这部分代表了骚扰水平大于抗扰水平，也表示设备或系统在电磁骚扰的作用下，其运行功能可能劣化或损坏。这个值是2条概率曲线的卷积。设P(U)为总骚扰水平幅值的概率密度分布函数，Q(U)为抗扰水平的概率分布函数(累积函数，图中抗扰水平是概率密度分布函数，计算时需转化为概率分布函数)。则抗扰水平小于总骚扰水平的概率为： 显然，R值是通过技术经济比较来确定。技术上要可行，经济上要合理。减小R值就要提高抗扰水平和降低总骚扰水平，可以提高设备和系统以及骚扰源(骚扰源本身可能是用电设备，也是运行在共同的电磁环境中，或者说在恶劣的电磁环境中骚扰源本身也不能正常运行)的运行水平。这就要看技术上是否可行，经济上是否合理。反之，从投资角度来看，经济有一定的好处，运行水平会下降，电磁环境要变差，严重时会影响设备和系统以及骚扰源的安全。因此，应该选择一个合适的R值。在电气绝缘配合的选择中，已经比较成熟地使用这些数学工具。 - 20 - / 21 电能质量治理建议 (1)电能是清洁、安全、方便的一种能源。在当今世界还没有其他能源可以取代。随着国民经济和工农业生产的发展，科学技术的不断进步，电能已经成为必须品，对其质量的要求也越来越高。因此，应该重视电能质量标 准的制定工作。 (2)我国现在有2个标准化技术委员会在从事电能质量标准的制定，相互应 加强交流，制定电能标准体系，统一规划标准的制定工作。 (3)加强电能质量标准的基础性研究工作。标准是对重复事物和概念所做的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础。 - 21 - / 21 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容