電能質(zhì)量監(jiān)測和監(jiān)測儀器講座--電能質(zhì)量監(jiān)測

　　文中所述的電能質(zhì)量主要指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的質(zhì)量。
　　電能質(zhì)量問題通常定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差，其內(nèi)容涉及頻率偏差、電壓偏差、電磁暫態(tài)、供電可靠性、波形失真、三相不平衡以及電壓波動和閃變等。一個理想的電力系統(tǒng)應(yīng)以恒定的頻率(50Hz)和正弦波形，按規(guī)定的電壓水平向用戶供電。在三相交流電力系統(tǒng)中，各相的電壓和電流應(yīng)處于幅值大小相等、相位互差120°的對稱狀態(tài)。不過，這種理想狀態(tài)在實際生活中并不存在，而且，它還有與一般產(chǎn)品質(zhì)量不同的特點：①電能質(zhì)量不完全取決于電力生產(chǎn)企業(yè)，有的質(zhì)量偏差(例如諧波，電壓波動和閃變，三相電壓不平衡度)往往是由用戶干擾造成的；②對于不同的供(或用)電點在不同的供(或用)電時刻，電能質(zhì)量指標(biāo)往往是不同的。
　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用戶電力電子設(shè)備、非線性負(fù)荷和沖擊性負(fù)荷不斷增加，加劇了電網(wǎng)電能質(zhì)量問題。對電力系統(tǒng)，電能質(zhì)量污染使系統(tǒng)的線損增加，變壓器壽命降低，繼電保護(hù)裝置誤動作，計量儀表誤差增加；對電力用戶，電能質(zhì)量污染使用戶電機(jī)產(chǎn)生附加損耗、發(fā)熱和振動，降低了電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和過載能力，使無功補(bǔ)償裝置投不上，補(bǔ)償電容器的使用壽命降低或熔絲經(jīng)常熔斷，甚至它對居民的日常生活質(zhì)量也有多種不好影響；此外，電能質(zhì)量污染還使精密制造設(shè)備的使用年限減少，生產(chǎn)的產(chǎn)品的廢品率增加，干擾通信的信號等。因此，對電能質(zhì)量問題必須給予充分重視。

　　為了保護(hù)供用電雙方的利益，為了有效地監(jiān)測和管理電能質(zhì)量，國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局從1990～2001年制定并頒布了6個電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。允許的質(zhì)量偏差限值見表1。這些標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了測量電能質(zhì)量偏差的方法和對測量儀器的基本要求。

3.1監(jiān)測方式
　　電能質(zhì)量監(jiān)測主要有定期巡檢、專項檢測或抽檢、在線監(jiān)測等三種方式。
　　定期巡檢主要用于需要掌握電能質(zhì)量又不需要連續(xù)檢測或不具備連續(xù)在線監(jiān)測條件的場合。如，檢測居民、商業(yè)區(qū)及小工廠供電系統(tǒng)配電點的電能質(zhì)量。根據(jù)重要程度一般一個月或一季度檢測一次。
　　專項檢測主要用于負(fù)荷容量變化大或有干擾源設(shè)備接入電網(wǎng)，或反映電能質(zhì)量出現(xiàn)異常，需要對比前后變化情況的場合，以確定電網(wǎng)電能質(zhì)量指標(biāo)的背景狀況和負(fù)荷變動與干擾發(fā)生的實際參量，或驗證技術(shù)措施效果等。專項檢測工作在完成預(yù)定任務(wù)后即可撤消。
　　在線監(jiān)測主要用于監(jiān)測重要變電站或?qū)嵤o人值班變電站的公共配電點或重要電力用戶的配電點的電能質(zhì)量。在線監(jiān)測的功能包括：數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳及對監(jiān)測項目的越限報警或發(fā)控制指令。通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測的實時數(shù)據(jù)、歷史變化曲線、指標(biāo)越限報警信號等進(jìn)行就地顯示和實現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控。
3.2監(jiān)測儀器
　　按照不同測試和分析方式，電能質(zhì)量監(jiān)測儀器可分成表2所示的幾種類型。
　　隨著電力的發(fā)展和用電要求的提高，僅靠傳統(tǒng)的基于有效值理論的監(jiān)測技術(shù)已不能精確地描述實際的電能質(zhì)量問題，因此，需要開發(fā)各種與時俱進(jìn)的新儀器。
　　它們應(yīng)能捕捉瞬時(毫秒級甚至納秒級)干擾波形，應(yīng)能采用多種判據(jù)來啟動量測裝置；應(yīng)能同時測量電壓、電流，以便獲得潮流信息；具有足夠高的采樣速率，以便能測得相當(dāng)高的高次諧波的幅值、相位及相關(guān)信息；具有有效的分析系統(tǒng)，以便能反映各種電能質(zhì)量指標(biāo)的特征及其隨時間的變化規(guī)律。此外，新型監(jiān)測儀器還應(yīng)考慮充分利用網(wǎng)絡(luò)資源來實現(xiàn)對電能質(zhì)量的全面監(jiān)測。

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　　福祿克電氣和電能質(zhì)量測試產(chǎn)品一覽表見表3。