從世紀(jì)大停電探討如何保證用戶用電穩(wěn)定性？

　　盡管美國(guó)世紀(jì)大停電已經(jīng)過去十幾年的時(shí)間，但是它帶來(lái)的災(zāi)難時(shí)刻警示著人們供電穩(wěn)定性問題，那這場(chǎng)災(zāi)難到底是如何引起的呢?

　　2003年8月美國(guó)東部時(shí)間14日下午4時(shí)左右，美國(guó)東北部和加拿大部分地區(qū)發(fā)生了大面積停電，這是北美歷史上最大規(guī)模的斷電事故，除了紐約、底特律和克利夫蘭等大城市電力全部中斷外，斷電的還有新澤西、俄亥俄、密歇根、康涅狄格、賓夕法尼亞、佛蒙特、馬薩諸塞等州和加拿大首都渥太華、第一大城市多倫多、西部城市溫莎和安大略省北部地區(qū)的諾斯貝市。

　　圖1停電范圍

　　隨后，美國(guó)關(guān)閉了位于紐約等四個(gè)州境內(nèi)的九座核電站。約5000萬(wàn)人的生活用電受到嚴(yán)重影響，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。美國(guó)估計(jì)損失可達(dá)300億美元，加拿大估計(jì)安大略省損失為50億美元。此次停電事故給當(dāng)?shù)亟煌?、通信和居民的生活造成了?yán)重的影響。

　　圖2大停電導(dǎo)致交通癱瘓

　　在這次停電期間，電力公司對(duì)盡快恢復(fù)供電做出了很大努力。政府也要求民眾予以配合，號(hào)召民眾盡量少開空調(diào)、洗衣機(jī)和電視，盡可能避開高峰時(shí)間做飯。電力公司在恢復(fù)供電期間采取輪流停電的方式以盡可能減少對(duì)公眾生活的影響。經(jīng)過29個(gè)小時(shí)，到15日美國(guó)東部時(shí)間21：03，紐約市的電力供應(yīng)全面恢復(fù)。但直到21日加拿大安大略省的電力供應(yīng)還未徹底恢復(fù)穩(wěn)定。

　　圖3美國(guó)帝國(guó)大廈在停電期間

　　9月12日，由美國(guó)和加拿大專家組成的聯(lián)合調(diào)查小組，對(duì)不久前北美發(fā)生的大停電原因作出初步調(diào)查報(bào)告，調(diào)查顯示，天氣炎熱負(fù)荷激增，線路重載跳閘后造成某地區(qū)電壓進(jìn)一步降低并引起一連串故障，是停電的客觀原因之一，而一座發(fā)電廠因受雷擊發(fā)生火災(zāi)則被認(rèn)為是停電的直接原因。

　　圖4雷擊現(xiàn)場(chǎng)

　　此次大停電由于影響大，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，被稱為“世紀(jì)大停電”。其實(shí)最終導(dǎo)致災(zāi)難的原因無(wú)非是外部影響導(dǎo)致供電質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)。

　　衡量供電質(zhì)量的四項(xiàng)重要的指標(biāo)主要指電壓、頻率、波形和供電的可靠性。

　　圖5供電質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)試

　　從另一個(gè)角度說，電能質(zhì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的供電安全和供電質(zhì)量，電能質(zhì)量是對(duì)優(yōu)質(zhì)供電進(jìn)行評(píng)價(jià)的重要方面。

　　那么影響電能質(zhì)量的因素的主要方面有那幾個(gè)呢，一般來(lái)說是包括以下三個(gè)方面：

　　l電力設(shè)備及裝置的自動(dòng)保護(hù)及正常運(yùn)行的因素，如大型電力設(shè)備的啟動(dòng)和停運(yùn)、自動(dòng)開關(guān)的跳閘及重合等對(duì)電能質(zhì)量的影響，使額定電壓暫時(shí)降低、產(chǎn)生波動(dòng)與閃變。

　　圖6電氣開關(guān)設(shè)備

　　自然現(xiàn)象的因素：雷擊、風(fēng)暴、風(fēng)雪等對(duì)電能質(zhì)量的影響，使電網(wǎng)發(fā)生事故，造成供電可靠性降低。

　　圖7大雪致使輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)冰停運(yùn)

　　電力用戶的非線性負(fù)荷、沖擊性負(fù)荷等大量投運(yùn)的因素，如煉鋼電弧爐、電氣化機(jī)車運(yùn)行等對(duì)電能質(zhì)量的影響，使共用電網(wǎng)產(chǎn)生大量的諧波干擾、產(chǎn)生電壓擾動(dòng)、產(chǎn)生電壓波動(dòng)與閃變等。

　　圖8電氣化鐵路引發(fā)電網(wǎng)波動(dòng)

　　炎熱夏季已經(jīng)到來(lái)，持續(xù)的高溫天氣，居民生活、辦公營(yíng)業(yè)用電量劇增，超負(fù)荷用電造成的故障頻頻發(fā)生。

　　圖9 2016年6月份用電量統(tǒng)計(jì)

　　為了防止“世紀(jì)大停電”這類大事故的發(fā)生，我們不僅要加快電網(wǎng)建設(shè)、完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)中的電能質(zhì)量問題，使得我們的電網(wǎng)能實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量問題并解決。

　　致遠(yuǎn)電子E8000在線式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置是經(jīng)過致遠(yuǎn)電子工程師前期產(chǎn)品的技術(shù)積累開發(fā)而來(lái)，通過了開普實(shí)驗(yàn)室型式試驗(yàn)認(rèn)證和IEC61850 規(guī)約一致性實(shí)驗(yàn)認(rèn)證，精度完全符合IEC61000-4-30A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。目前已通過廣東、廣西、云南、浙江等地電科院的入網(wǎng)檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于全國(guó)各地各級(jí)變電站、高耗能企業(yè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與分析。

　　圖10 E8300在線式多回路電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置

　　常用功能：

　　原始波形顯示與測(cè)量

　　監(jiān)測(cè)被測(cè)信號(hào)50 次諧波分量，包括1~50 各次諧波畸變率、總諧波畸變率、諧波相角、間諧波，滿足國(guó)標(biāo)GB/T 14549 和IEC 61000-4-7 對(duì)公用電網(wǎng)諧波的測(cè)試要求。

　　閃變分析

　　公共供電點(diǎn)電壓因沖擊性功率負(fù)荷(如煉鋼電弧爐，電弧焊機(jī)等)引起的電壓快速變化而導(dǎo)致的閃變效應(yīng)。E8000系列電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置具有電壓閃變監(jiān)測(cè)功能，符合GB/T 12326-2008標(biāo)準(zhǔn)。

　　電壓波動(dòng)與故障錄波

　　E8000電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置能捕捉所有電壓電流通道的波形，分析干擾源。諧波分量超標(biāo)、畸變率超標(biāo)、電壓有效值超標(biāo)、短路故障等均可啟動(dòng)電壓波形與故障錄波記錄，從而捕捉電壓波形細(xì)微的變化。

　　電力系統(tǒng)頻率波動(dòng)監(jiān)測(cè)及記錄

　　E8000電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置頻率測(cè)量精度為0.001Hz，頻率范圍從42.5Hz 連續(xù)到57.5Hz，在線監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)頻率，頻率越限可及時(shí)報(bào)警及記錄。