電能質(zhì)量通常是指供應電能的好壞程度，我國電能質(zhì)量指標主要包括電壓偏差、三相不平衡度、瞬時(shí)或暫態(tài)過(guò)電壓、波形畸變（諧波）、頻率偏差、電壓波動(dòng)與閃變、電壓暫降、中斷、暫升等。為此，國家技術(shù)監督局頒布了涉及電能質(zhì)量方面的一系列國家標準，即《GB/T 12325-2008 供電電壓偏差》、《GB/T 15543-2008 三相電壓不平衡度》、《GB/T 14549-1993 公用電網(wǎng)諧波》、《GB/T 15945-1995 電力系統頻率允許偏差》、《GB 12326-2008 電壓波動(dòng)和閃變》、《GB/T 18481-2001 暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓》和《GBT 30137-2013 電壓暫降與短時(shí)中斷》。下面根據相關(guān)國標介紹各項電能質(zhì)量指標的計算及限定內容。

1 電壓偏差

　　GB/T 12325-2008對電壓偏差的定義為下式：

電壓偏差（%）={（實(shí)際電壓-系統標稱(chēng)電壓）/系統標稱(chēng)電壓}*100%

　　其中電壓均指電壓的有效值。
　　GB/T 12325－2008《電能質(zhì)量 供電電壓偏差》中規定：35kV及以上供電電壓正負偏差的絕對值之和不超過(guò)額定電壓的10％；20kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7％；220V單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+7％～﹣10％；對于供電點(diǎn)短路容量小、供電距離較長(cháng)以及對供電電壓偏差有特殊要求的用戶(hù)，由供、用電雙方協(xié)議確定。

2三相不平衡度

　　GB/T 15543-2008中定義三相電壓不平衡度是指三相電力系統中三相不平衡的程度，用電壓、電流負序基波分量或零序基波分量與正序基波分量的方均根值百分比表示。
　　在有零序分量的三相系統中，電壓、電流的負序不平衡度和零序不平衡度分別用ε_U2、ε_U0和ε_I2、ε_I0表示。

ε_U2=（U₂/U₁）*100%
ε_U0=（U₀/U₁）*100%
ε_I2=（I₂/I₁）*100%
ε_I0=（I₀/I₁）*100%

　　式中：U₁——三相電壓的正序分量方均根值；U₂——三相電壓的負序分量方均根值；
　　U₀——三相電壓的零序分量方均根值；I₁—— 三相電流的正序分量方均根值；
　　I₂——三相電流的負序分量方均根值；I₀——三相電流的零序分量方均根值。
　　在沒(méi)有零序分量的三相系統中，當已知三向量a、b、c時(shí)也可以用下式求負序不平衡度：

ε=√{[1-√（3-6*L）]/[1+√（3-6*L）]}*100%

　　式中L=（a⁴+b⁴+c⁴）/（a²+b²+c²）²。
　　GB/T 15543-2008《電能質(zhì)量 三相電壓不平衡》中規定：電力系統公共連接點(diǎn)電壓不平衡度限值為：電網(wǎng)正常運行時(shí)，負序電壓不平衡度不超過(guò)2%，短時(shí)不得超過(guò)4%；低壓系統零序電壓限值暫不做規定，但各相電壓必須滿(mǎn)足GB/T 12325的要求。接于公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶(hù)引起該點(diǎn)負序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時(shí)不超過(guò)2.6%。

3 公用電網(wǎng)諧波

　　GB/T 14549-93中諧波含有率的定義是周期性交流量中含有的第h次諧波分量的方均根值與基波分量的方均根值之比(用百分數表示)，第h次諧波電壓含有率以HRU_h表示，第h次諧波電流含有率以HRI_h表示，第h次諧波電壓含有率與第h次諧波電流含有率分別為：

HRU_h=（U_h/U₁）*100%
HRI_h=（I_h/I₁）*100%

　　式中：U_h——第h次諧波電壓(方均根值)；U₁——基波電壓(方均根值)；
　　I_h——第h次諧波電流(方均根值)；I₁——基波電流(方均根值)。
　　GB/T 14549-93中總諧波畸變率的定義是周期性交流量中的諧波含量的方均根值與其基波分量的方均根值之比(用百分數表示)，電壓總諧波畸變率以THD_U表示，電流總諧波畸變率以THD_I表示。電壓總諧波畸變率和電流總諧波畸變率分別為：

THD_U={[√∑（h=2~∞）U_h²]/U₁}*100%
THD_I={[√∑（h=2~∞）I_h²]/I₁}*100%

　　GB/T 14549--93《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》中規定：6～220kV各級公用電網(wǎng)電壓(相電壓)總諧波畸變率是——0.38kV為5.0%，6～10kV為4.0%，35～66kV為3.0%，110kV為2.0%；用戶(hù)注入電網(wǎng)的諧波電流允許值應保證各級電網(wǎng)諧波電壓在限值范圍內，所以國標規定各級電網(wǎng)諧波源產(chǎn)生的電壓總諧波畸變率是——0.38kV為2.6% ， 6～10kV為2.2%，35~66kV為1.9%，110kV為1.5%。對220kV電網(wǎng)及其供電的電力用戶(hù)參照本標準110kV執行。

4 頻率偏差

　　GB/T 15945-2008頻率偏差的定義是系統頻率的實(shí)際值和標稱(chēng)值（50Hz）之差，常以頻率實(shí)際值與標稱(chēng)值之差或其差值Δf與標稱(chēng)值之比的百分數Δf%表示：

Δf%=[（f-f_e）/f_e］100%

　　式中：f——頻率實(shí)際值，單位 Hz；
　　f_e——供電網(wǎng)頻率標幺值，單位Hz。
　　我國電力系統的標稱(chēng)頻率為50Hz，GB/T15945-2008《電能質(zhì)量 電力系統頻率偏差》中規定：電力系統正常運行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz，當系統容量較小時(shí)，偏差限值可以放寬到±0.5Hz，標準中沒(méi)有說(shuō)明系統容量大小的界限。在《全國供用電規則》中規定"供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在300萬(wàn)千瓦及以上者為±0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬(wàn)千瓦以下者，為±0.5HZ。實(shí)際運行中，從全國各大電力系統運行看都保持在不大于±0.1HZ范圍內。

5 電壓波動(dòng)和閃變

　　電力系統的電壓波動(dòng)和閃變主要是由具有沖擊性功率的負荷引起的。非線(xiàn)性、不平衡沖擊性負荷在生產(chǎn)過(guò)程中有功和無(wú)功功率隨機或周期性的大幅度變動(dòng)，當其波動(dòng)電流流過(guò)供電線(xiàn)路阻抗時(shí)產(chǎn)生變動(dòng)的壓降，導致同一電網(wǎng)上其它用戶(hù)電壓以相同的頻率波動(dòng)。這種電壓方均根值（有效值）一系列的變動(dòng)或連續的改變，稱(chēng)為電壓波動(dòng)（參見(jiàn)《GB 12326-2008 電壓波動(dòng)和閃變》 3.3節）。
　　電壓波動(dòng)通常會(huì )引起許多電工設備不能正常工作，如影響電視畫(huà)面質(zhì)量、使電動(dòng)機轉速脈動(dòng)、使電子儀器工作失常、使白熾燈光發(fā)生閃爍等等。由于一般用電設備對電壓波動(dòng)的敏感度遠低于白熾燈，為此，選擇人對白熾燈照度不穩定造成的視感，即“閃變”（參見(jiàn)《GB 12326-2008 電壓波動(dòng)和閃變》 3.7節），作為衡量電壓波動(dòng)危害程度的評價(jià)指標。
　　電壓波動(dòng)(d)為一系列電壓變動(dòng)或工頻電壓包絡(luò )線(xiàn)的周期性變化。電壓波動(dòng)值為電壓均方根值的兩個(gè)相鄰的極值之差、常以其系統標稱(chēng)電壓U_N的百分數表示其相對百分值，電壓波動(dòng)表達式d為：

d=（ΔU/U_N）*100%

　　式中：ΔU——電壓方均根值曲線(xiàn)上相鄰兩個(gè)極值電壓之差；U_N——系統標稱(chēng)電壓。
　　按國標要求每10分鐘保存一個(gè)電壓波動(dòng)記錄，取10分鐘內電壓波動(dòng)的最大值連同該10分鐘時(shí)間段結束的時(shí)刻構成一條完整的電壓波動(dòng)記錄。
　　電壓閃變的衡量指標主要是短時(shí)閃變嚴重度P_st和長(cháng)時(shí)閃變嚴重度Plt，分別定義為：

P_st=√[（0.0314*P0.1）+（0.0525*P1）+（0.0657*P3）+（0.28*P10）+（0.08*P50）]

　　式中P0.1，P1，P3，P10，P50分別為瞬時(shí)閃變視感度S(t)超過(guò)0.1%，1%，3%，10%，50%時(shí)間比的P_k值；
　　S(t)：瞬時(shí)閃變視感度，閃變強弱的瞬時(shí)值隨時(shí)間變化的一系列值；
　　P_k：某一瞬時(shí)視感度S(t)值在整個(gè)檢測時(shí)間段內所占比。

　　P_lt=³√[（1/N）*∑（k=1~N）Pstk³]

　　式中：pstk為第k次所測量的P_st值；N為2小時(shí)每隔10分鐘所測的P_st值的個(gè)數。
　　GB/T 12326-2008《電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變》規定任何一個(gè)波動(dòng)負荷用戶(hù)在電力系統公共連接點(diǎn)產(chǎn)生的電壓波動(dòng)d限值：r為電壓變動(dòng)頻度，1KV~35KV時(shí)，4（r≤1）、3（1＜r≤10）、2（10＜r≤100）、1.25（100＜r≤1000）；35KV~220KV時(shí)，3（r≤1）、2.5（1＜r≤10）、1.5（10＜r≤100）、1（100＜r≤1000）。電力系統公共連接點(diǎn)，在系統正常運行的較小方式下，以一周（168h）為測量周期，所有長(cháng)時(shí)間閃變值Plt滿(mǎn)足：≤110kV，Plt=1；>110kV，Plt=0.8。

6 暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓

　　動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量包括暫態(tài)過(guò)電壓、瞬態(tài)過(guò)電壓、電壓驟降以及電壓短時(shí)中斷問(wèn)題。
　　1、 暫時(shí)過(guò)電壓是指在給定安裝點(diǎn)上持續時(shí)間較長(cháng)的不衰減或弱衰減的（以工頻或其一定的倍數、分數）振蕩的過(guò)電壓。GB/T 18481-2001 暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓 5.3規定暫時(shí)過(guò)電壓限值如下：
　　a、對于Um＞252KV的高壓系統，線(xiàn)路斷路器的變電所側不宜超過(guò)1.3p.u，線(xiàn)路短路器的線(xiàn)路側不宜超過(guò)1.4p.u；
　　b、對于1KV＜Um≤252KV中的110KV及220KV系統，工頻過(guò)電壓不超過(guò)1.3p.u；
　　c、3KV~10KV和35KV~66KV系統分別不超過(guò)1.1√3p.u和√3p.u。
　　2、瞬態(tài)過(guò)電壓是指持續時(shí)間數毫秒或更短，通常帶有強阻尼的振蕩或非振蕩的一種過(guò)電壓。它可以疊加于暫時(shí)過(guò)電壓上。GB/T 18481-2001 暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓 5.4對瞬態(tài)過(guò)電壓及其要求進(jìn)行了詳細的介紹。

7 電壓暫降和短時(shí)中斷

　　1、電壓暫降是指電力系統中某點(diǎn)工頻電壓方均根值突然降低至0.1~0.9倍額定電壓，并在短暫持續10ms~1min后恢復正常的現象。
　　2、電壓短時(shí)中斷是指電力系統中某點(diǎn)工頻電壓方均根值突然降低至0.1倍額定電壓以下，并在短暫持續10ms~1min后恢復正常的現象。
　　GB/T 30137-2013 電能質(zhì)量 電壓暫降與短時(shí)中斷4.2節推薦了SARFI指標來(lái)描述特定周期內某一系統或某單一測量電壓暫降事件（短時(shí)中斷）的發(fā)生頻度，本標準對各類(lèi)事件發(fā)生采取了不同的描述，可參見(jiàn)標準對應章節的介紹。

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