浅谈配电网电能质量和其监测技术

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1、浅谈配电网电能质量和其监测技术摘要：现代社会的快速发展，使越来越多的低压用户开始关注电能质量问题。而到目前为止，实际中的电能质量监测主要是基于系统中、高压侧考虑的。为此，本文对低压配电网综合电能质量及其监测技术作一简单总结。关键词：电能质量；低压配电网；电能质量监测1.引言我国配电网有一个与众不同的显著特征，就是中性点不接地或小接地，在发生单相接地时，仍允许供电一段时间。这一特点使得我国的配电网系统要实现自动化还不能直接引进国外设备，而必须结合实际情况，逐步加以改进。现有的电网运行管理手段已无法适应现代化配电网建设和发展需要，为进一步

2、满足用户对配电网络运行的安全可靠性的要求，改造薄弱的配电网络，已成为今后一段时间的重要任务。然而，目前国内的电能质量监测技术还比较单一，不具备综合分析能力，致使电能异常现象不能及时被发现，产生严重的后果。因此，利用先进的技术手段，提出精确合理的电能质量综合监测方法是十分必要的，也是十分有意义的。2.电能质量电能质量可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变、电压暂降与短时间中断以及供电连续性等。为了系统地分析研究电能质量现象，

3、并能够对其测量结果进行分选识别，从中找出引起电能质量问题的原因和采取针对性的解决办法，因此将电能质量进行分类。用一种比较实用的分类方法，即按照电能质量扰动现象的两个重要表现特征——变化的连续性和事件的突发性为基础分为两类。1.电能质量的指标限值我国从20世纪80年代初到2001年，国家技术监督局先后组织制定并颁布了六项电能质量国家标准。它们是：GB12325-1990《电能质量供电电压允许偏差》、GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》、GB/T15543-1995《电能质量三相电压允许不平衡度》、GB/T15945-19

4、95《电能质量电力系统频率允许偏差》、GB12326-2000《电能质量电压波动和闪变》和GB/T18481-2001《电能质量暂时过电压和瞬态过电压》六项国家标准。4•低压配电网电能质量监测技术实际供电系统中，电能质量危害主要体现在用户密切相关的配电系统以及低压网络中，如低压跌落问题引起的设备误跳闸；短时断电现象造成计算机服务器数据丢失；谐波问题引起用户设备不正常发热等。下面详细的分析电能质量各项指标和监测方法。1.1谐波的测量和分析电网谐波主要由非线性负荷产生。国际上公认的谐波含义为，谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波

5、频率的整数倍。因此谐波次数必须为整数。谐波的测量通常是先将采样信号经过快速傅立叶变换求出各次谐波（电压或电流）分量的实部和虚部，然后利用公式求出k次谐波的幅值和相角，最后分别求出谐波含有率、总谐波畸变率、谐波功率、谐波阻抗等。4.2电压波动和闪变的测量1.电压波动的测量根据电压波动与闪变的国家标准GB12326-2000,电压波动是指每半个基波电压周期均方根值的一系列变动或连续的改变。在配电系统中，这种电压波形现象有可能多次出现，变化过程可能是规则的、不规则的，亦或是随机的。为了更具体地描述电压波动的特征，我们在1分钟内，测量各个周期

6、（20ms）的电压有效值，取其最大的差值（-）求出波动大小。2•闪变的测量和分析闪变定义为，电光源的电压波动造成灯光照度不稳定的人眼视感反应。对于电压波动与闪变问题一直难以建立精确的数学模型。因此，闪变的评价方法不是通过纯数学推导与理论证明得到的，而是通过对同一观察者反复进行闪变实验和对不同观察者的闪变视感程度进行抽样调查，经统计分析后找出相互间有规律性的关系曲线，最后利用函数逼近的方法获得闪变特性的近似数学描述来实现的。4.3三相电压不平衡的测量三相不平衡系统的检测采用对称分量法把三相量分解为三组对称的正序、负序、零序分量，并以负序

7、分量与正序分量之比作为三相电压不平衡度。三相电压U为工频电压通过滤波，得到各自的基频分量，再用对称分量法计算出负序和正序分量，可得到三相不平衡度。4.4电压偏差的测量电压偏差的定义为，在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系统标称电压之差对系统标称电压的百分数称为该节点的电压偏差。其数学表达式为(4-1)式中电压偏差；实际电压，kV；系统标称电压，kVo4.5频率的测量电工学定义交流电在Is内的正弦参量交变的次数为频率。频率的测量可以采用以下的方法。采样数值经过去噪处理以后，通过一个45Hz〜55HZ的窄带数字滤波器，保证采样数值过零

8、点的唯一性，然后通过插值求波形过零点的时刻来求得采样信号的周期值。两个正斜率过零点间共有N次采样，则该信号的频率为(4-2)4.6暂态电压指标测量暂态电压指标测量主要包括：电压跌落，电压骤降，短时断电以及暂态过电压的统计