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知识库

1、什么是电能质量?

电能做为一种商品,当然也有质量问题, 但是电能又不同于普通商品, 它的生产和使用几乎在同一时间完成,无法做到事前或事后的检测,也不能用肉眼观测,这决定的必须采用特定的方法来的检测、控制电能质量。

自从电能诞生的那一刻起就已经有电能质量问题, 只是那时候的电力负载比较简单, 对电能质量的要求也比简单, 主要是对电压和频率幅值的要求。 随着技术的发展,非线性电力电子器件的广泛应用以及大功功率冲击性、波动性负荷投入, 都会对电能质量产品影响,  另一方面各种复杂的、精密的设备对电能质量也非常敏感, 所以人们不仅仅对供电可靠性的要求越来越高,而且对电能质量的要求也越来越高。

在理想的三相电力系统中,电压处于标称幅度和频率,三相平衡并具有完美的正弦波形。 对一个参数(幅度、频率、波形或对称性)的任何干扰都被归类为电能质量问题或电能质量扰动。 存在多种电能质量扰动——电压暂降、谐波、瞬变等——所有这些扰动都会对电力系统和设备产生负面影响,例如停电、设备损坏、故障、过热、设备性能下降和设备寿命减少。


2、电能质量事件分类

最简单的电能质量事件就是我们常说的“停电”, 即输送到电力负载的电力突然消失, 也称为电力中断

IEEE 1159 标准将电能质量分成7类,

-                 瞬态 ,包括冲击瞬态、振荡瞬态

-                 短时扰动 , 包括短时中断、暂升、暂降

-                 长时扰动, 包括持续中断、过电压、低电压

-                 电压不平衡

-                 波形畸变, 包括直流偏置、谐波、间谐波、缺口、噪音

-                 电压波动

-                 频率扰动


不同类型的电能质量事件在电压幅值和持续时间上的区别:


3、什么是电压短时中断

电压短时中断( short interruption)电压方均根值突然降至0.1 p.u. 以下,并在短暂持续10ms---1s后恢复正常的现象。 电压

 

短时中断可以理解成电压暂降的一种特殊形式。 根据其持续时间的不同分为瞬时中断、暂时中断、短时中断 (0.5周波—30周波—3—1分钟), 不同标准对电压短时中断的阀值和持续时间的规定可能会不同。



4、理解IEC 61000-4-30 标准

IEC61000-4-30标准解释了电能质量仪器应如何进行测量。该标准定义了电能质量参数的精确测量算法和方法,如电源电压、电压波动(闪变)、电压不平衡、电压和电流谐波。该标准允许客户轻松地比较来自不同制造商的设备及其结果.

     IEC61000-4-30 现在执行的标准是2015年发布, 称之为版本3Edtion 3),《GB/T 17626.30-2012 电磁兼容 试验和测量技术 电能质量测量方法》等于IEC61000-4-30-2008  Edition 2

    IEC61000-4-30版本3定义了两类标准的表:A级和S

A级电能质量分析仪提供最高水平的精度,通常用于需要数据帮助解决与供应商的纠纷或需要证明符合标准的应用。A 级仪器必须符合标准的最高性能和准确度要求。当连接到相同的信号时,满足本标准性能的表将得到相同的测量结果。A级定义了电压、电流、谐波等参数的测量时间精度(≤±0.3/)。定义了供电电压、电压波动(闪烁)、电压不平衡、电压和电流谐波的测量方法和不确定度

S级电能质量分析仪提供高水平的准确性,通常用于统计电能质量调查,并用于在没有争议的情况下进行符合合同标准所需的测量。S类定义了电压、电流、谐波等参数的测量时间精度(≤±0.3/)。定义了电源电压、电压波动(闪烁)的测量方法和不确定度。电压和电流谐波测量方法和不确定度符合IEC 61000-4-7  Class I标准。S级的精度和性能要求不像A级那么严格。

   注意:从版本3开始不再有B级表

5、理解真有效值测量

有效值是指交流电流i通过纯电阻回路R在一个周期T内产生的热量与一直流电流I通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等,则称I的数值为i的有效值。

对于正弦波而言,峰值是有效值的1.414倍,有效值是平均值的1.11倍,这个值也是正弦波的波形因数(Waveform Factor)。对于正弦波来说,可以采用平均整流原理来测量有效值。 测出平均值后乘以1.11得出有效值,这种技术也被称为平均读数,按有效值校准,这种有效值测量技术只适用于正弦波形,不能准确测量非正弦波形的数值。所有模拟仪表、所有老式的、相当部分现有的万用表都采用这种方法。

为了克服这种的不准确性, 就需要真有效值测量表, 真有效值测量通过一个数学公式来计算电流对电路的等效值,是一系列瞬时值的平方的算术平均数的平方根。不管电流波形是正弦波或畸变波形,真有效值都可以如实反映电流的实际效应。

在实施真有效值测量时,有两个限制因素需要考虑:频率响应和峰值因数。

对于测量非线性负载, 如变频器、LED灯、计算机,必须采用真有效值测量表, 有效值测量表可以高达40% 的测量, 这足以导致电缆损坏、开关脱阐。

6、什么是电压暂升

电压暂升(voltage swell)是电压突然上升并在短暂持续后恢复正常的现象,大多数的电压暂升是由电机停止或单线接地故障引起的。 通常不会引起什么问题,但已知会导致电子设备中的边缘组件发生故障

7、什么是谐波

谐波是对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量,单次谐波也是正弦波的电压或电流,其频率是供电系统运行频率的整数倍。谐波通常是由电子设备引起的波形的有规律的失真, 谐波会导致变压器、导线、电机过热, 也会影响测量、计量精度


8、什么是瞬态事件

瞬态事件(Transient)是由于系统中状态突然变化引起的短暂的能量爆发。 瞬态也称为浪涌(surges)或尖峰(spikes),是由闪电、用电器、断路器、电容器的投切引起。 瞬态可以按波形分成两类, 一是冲击瞬态(impulsive transient),通常称为“尖峰”,因为高频尖峰从波形中突出。 另一种是振荡瞬态(oscillatory transient),比如是电容器投切瞬态,因为振铃波形会继续运行并使正常波形失真,它的频率较低,但能量较高。

瞬态可能会扰乱计算机、破坏数据,甚至会损坏电源和设备组件。


9、什么是直流偏置

直流偏置(DC offset)是交流电力系统中存在直流电流或者直流电压的现象,这通常是由于的交直流整流器出现故障引起的, 直流电可以穿过交流电源系统并向已经在其额定工况下运行的设备添加不需要的电流。 变压器的过热和饱和也会引起是循环直流电流,当变压器饱和时,它不仅会变热,而且无法满功率运行,随后的波形失真会进一步导致电子负载设备的不稳定。


10、什么是噪声

噪声(Noise)是特定环境下,产生相对无用的、甚至是有害影响的存在于电路中的电信号, 也就是叠加在电力系统电压或电流波形上的不需要的电压或电流。 电力电子设备、控制电路、弧焊机、开关电源、无线电发射机等都会产生噪声。 接地不良的系统更容易受到噪音的影响,噪声会导致设备技术问题,例如数据错误、设备故障、设备提前失效、硬盘故障和视频显示失真。


射频干扰引起的噪声是来自如电视、无线电发射器、手机之类的发射高频电能的设备的电气干扰, 干扰也可能由电弧或开关电源引起,例如电子镇流器和变频器。 这种噪声往往会对控制电路造成干扰。

9、高低压开关柜使用注意事项