電力系統(tǒng)供電質(zhì)量指標

電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的指標是電壓、波形和頻率。

一、電壓質(zhì)量

電力系統(tǒng)理想的電壓應該是幅值始終為額定值的三相對稱正弦波電壓。但由于電力系統(tǒng)中存在阻抗及用電負荷的變化、用電負荷的不同性質(zhì)和不同的特點，造成了實際電壓在幅值、波形和對稱性上與理想電壓之間的偏差。電壓的質(zhì)量是按照國家制定的標準或規(guī)范，通過對電壓的偏移、波動和波形的質(zhì)量指標評估得出的。

1、電壓偏移

1）電壓偏移的概念

電壓偏移是指電網(wǎng)實際電壓與額定電壓之差，也稱電壓損失。

2）電壓偏移的規(guī)定

電壓偏移通常用其是額定電壓的百分之多少表示。中國標準規(guī)定，用戶受電端的電壓變動幅度應不超過額定電壓的百分數(shù)是：

（1）35kV及以上供電和對電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶電壓偏移為±5%；

（2）10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶電壓偏移為±7%；

（3）低壓照明用戶電壓偏移為+5%～-10%。

3）電壓偏移的影響

電壓偏移對運行中的用電設備會造成不良的影響。以電動機為例，當電壓降低時，電磁轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方成比例下降。例如電壓降低20%，轉(zhuǎn)矩會降低36%，電流會增加20%~35%，造成電動機轉(zhuǎn)速降低而可能導致工廠廢品產(chǎn)生，溫度升高使電動機線圈過熱，絕緣加速老化，甚至燒毀電機；當電壓過高時，電動機鐵芯會出現(xiàn)飽和，激磁電流增大，鐵損增大，導致電動機過熱，效率降低，運行性能變壞，甚至燒毀電動機。

4）減少電壓偏移的主要措施

（1）合理減少系統(tǒng)的阻抗，增大導線或電纜的截面；

（2）減少系統(tǒng)的變壓級數(shù)，盡量保持系統(tǒng)三相負荷平衡；

（3）高壓線深入負荷中心，多回路并聯(lián)供電；

（4）采用有載或無載調(diào)壓變壓器，直接對電壓進行調(diào)整；

（5）對功率因數(shù)低，帶有沖擊性負載的線路，采用無功功率補償裝置。

2、電壓波動

1）電壓波動的概念

電壓波動是指電壓在系統(tǒng)電網(wǎng)中做快速、短時的變化。變化更為劇烈的電壓波動稱為電壓閃變。

2）電壓波動的原因

電壓波動主要是由于用戶負荷的劇烈變化所引起的。由于電力系統(tǒng)中沖擊性負荷的作用，如大型電動機的啟停、電弧爐熔化期的工作短路等，都使電網(wǎng)在某一時期內(nèi)電壓急劇變化而偏離額定值，從而引起電壓波動。

3）電壓波動的規(guī)定

電壓波動程度用電壓在變化中相繼出現(xiàn)的最大值和最小值之差是額定電壓的百分之多少表示。中國標準規(guī)定，電壓波動允許值為：

（1）10kV及以下電壓波動允許值2.5%；

（2）35～110kV電壓波動允許值2%；

（3）220kV及以上電壓允許波動值1.6%。

4）抑制或減少電壓波動的主要措施

（1）采用合理的結(jié)線方式；

（2）對負荷變化劇烈的大型設備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鞴╇姡?/p>

（3）提高供電電壓等級，減少電壓損失。

（4）增大供電系統(tǒng)容量，減少系統(tǒng)阻抗；

（5）電壓波動嚴重時減少甚至切除引起電壓波動的負荷；

（6）采用靜止無功功率補償裝置進行補償，以減少無功功率沖擊引起的電壓閃變。

二、波形質(zhì)量

1、波形畸變率

正弦交流電的波形一般以波形畸變率來衡量。波形畸變率是指各次諧波有效值平方和的方根值與基波有效值的百分比。

2、波形畸變的主要原因

電力系統(tǒng)中存在大量非線性阻抗的供用電設備會產(chǎn)生諧波，如晶閘管整流裝置、變頻調(diào)速裝置、電弧爐、電抗器、變壓器等都是諧波源。

3、諧波的危害

諧波電氣設備接入電網(wǎng)后，向電網(wǎng)注入諧波電流，在電氣設備上產(chǎn)生諧波電壓，引起設備損耗增加，造成局部過熱，使電機機械振動增加，噪聲增強；對電子元件及自動裝置、測量元件產(chǎn)生干擾，引起工作失常；對電視和廣播產(chǎn)生干擾，圖像和通信質(zhì)量下降。

4、抑制高次諧波的主要措施

1）限制接入系統(tǒng)的變流設備及交流調(diào)壓設備的容量，提高供電電壓或單獨供電等；

2）在技術上采取增加整流器的相數(shù)，對整流變壓器采用Y，d或D，Y結(jié)線，裝設分流的無源濾波器，消除和吸收一些高次諧波；

3）對大型的非線性設備裝設靜止無功補償裝置，以吸收其產(chǎn)生的無功功率；

4）采用有源交流濾波裝置，即諧波抵消裝置，產(chǎn)生與諧波源相反的高次諧波電流，提供給負荷，抵消高次諧波。

三、頻率質(zhì)量

1、工頻

中國電力系統(tǒng)中的標準頻率為50Hz，俗稱工頻。

2、頻率的規(guī)定

國家標準規(guī)定，頻率偏差不得超過±0.5Hz。對容量大的系統(tǒng)不得超過±0.2Hz。

3、頻率偏離的影響

電動機的轉(zhuǎn)速隨著頻率變化，頻率偏移將影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，頻率偏離還會造成電子設備誤動，信號誤傳等。頻率急劇下降，有可能使整個電力系統(tǒng)崩潰。

4、保證頻率質(zhì)量的措施

要達到頻率的質(zhì)量指標，首先要做到電源與負荷間的有功功率平衡，當供用電系統(tǒng)有功負荷不平衡時，可以切除些次要負荷，保持有功功率平衡。發(fā)生頻率偏差時，可采用調(diào)頻裝置調(diào)頻。