電能質量通常是指供應電能的好壞程度，我國電能質量指標主要包括電壓偏差、三相不平衡度、瞬時或暫態(tài)過電壓、波形畸變（諧波）、頻率偏差、電壓波動與閃變、電壓暫降、中斷、暫升等。為此，國家技術監(jiān)督局頒布了涉及電能質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(tǒng)頻率允許偏差》、《GB 12326-2008 電壓波動和閃變》、《GB/T 18481-2001 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》和《GBT 30137-2013 電壓暫降與短時中斷》。下面根據(jù)相關國標介紹各項電能質量指標的計算及限定內(nèi)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（%）={（實際電壓-系統(tǒng)標稱電壓）/系統(tǒng)標稱電壓}*100%

　　其中電壓均指電壓的有效值。
　　GB/T 12325－2008《電能質量 供電電壓偏差》中規(guī)定：35kV及以上供電電壓正負偏差的絕對值之和不超過額定電壓的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％；對于供電點短路容量小、供電距離較長以及對供電電壓偏差有特殊要求的用戶，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(tǒng)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(tǒng)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。
　　在沒有零序分量的三相系統(tǒng)中，當已知三向量a、b、c時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《電能質量 三相電壓不平衡》中規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點電壓不平衡度限值為：電網(wǎng)正常運行時，負序電壓不平衡度不超過2%，短時不得超過4%；低壓系統(tǒng)零序電壓限值暫不做規(guī)定，但各相電壓必須滿足GB/T 12325的要求。接于公共連接點的每個用戶引起該點負序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時不超過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(shù)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(shù)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《電能質量-公用電網(wǎng)諧波》中規(guī)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(nèi)，所以國標規(guī)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參照本標準110kV執(zhí)行。

4 頻率偏差

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

Δf%=[（f-f_e）/f_e］100%

　　式中：f——頻率實際值，單位 Hz；
　　f_e——供電網(wǎng)頻率標幺值，單位Hz。
　　我國電力系統(tǒng)的標稱頻率為50Hz，GB/T15945-2008《電能質量 電力系統(tǒng)頻率偏差》中規(guī)定：電力系統(tǒng)正常運行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz，當系統(tǒng)容量較小時，偏差限值可以放寬到±0.5Hz，標準中沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限。在《全國供用電規(guī)則》中規(guī)定"供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬千瓦以下者，為±0.5HZ。實際運行中，從全國各大電力系統(tǒng)運行看都保持在不大于±0.1HZ范圍內(nèi)。

5 電壓波動和閃變

　　電力系統(tǒng)的電壓波動和閃變主要是由具有沖擊性功率的負荷引起的。非線性、不平衡沖擊性負荷在生產(chǎn)過程中有功和無功功率隨機或周期性的大幅度變動，當其波動電流流過供電線路阻抗時產(chǎn)生變動的壓降，導致同一電網(wǎng)上其它用戶電壓以相同的頻率波動。這種電壓方均根值（有效值）一系列的變動或連續(xù)的改變，稱為電壓波動（參見《GB 12326-2008 電壓波動和閃變》 3.3節(jié)）。
　　電壓波動通常會引起許多電工設備不能正常工作，如影響電視畫面質量、使電動機轉速脈動、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的敏感度遠低于白熾燈，為此，選擇人對白熾燈照度不穩(wěn)定造成的視感，即“閃變”（參見《GB 12326-2008 電壓波動和閃變》 3.7節(jié)），作為衡量電壓波動危害程度的評價指標。
　　電壓波動(d)為一系列電壓變動或工頻電壓包絡線的周期性變化。電壓波動值為電壓均方根值的兩個相鄰的極值之差、常以其系統(tǒng)標稱電壓U_N的百分數(shù)表示其相對百分值，電壓波動表達式d為：

d=（ΔU/U_N）*100%

　　式中：ΔU——電壓方均根值曲線上相鄰兩個極值電壓之差；U_N——系統(tǒng)標稱電壓。
　　按國標要求每10分鐘保存一個電壓波動記錄，取10分鐘內(nèi)電壓波動的最大值連同該10分鐘時間段結束的時刻構成一條完整的電壓波動記錄。
　　電壓閃變的衡量指標主要是短時閃變嚴重度P_st和長時閃變嚴重度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分別為瞬時閃變視感度S(t)超過0.1%，1%，3%，10%，50%時間比的P_k值；
　　S(t)：瞬時閃變視感度，閃變強弱的瞬時值隨時間變化的一系列值；
　　P_k：某一瞬時視感度S(t)值在整個檢測時間段內(nèi)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小時每隔10分鐘所測的P_st值的個數(shù)。
　　GB/T 12326-2008《電能質量 電壓波動和閃變》規(guī)定任何一個波動負荷用戶在電力系統(tǒng)公共連接點產(chǎn)生的電壓波動d限值：r為電壓變動頻度，1KV~35KV時，4（r≤1）、3（1＜r≤10）、2（10＜r≤100）、1.25（100＜r≤1000）；35KV~220KV時，3（r≤1）、2.5（1＜r≤10）、1.5（10＜r≤100）、1（100＜r≤1000）。電力系統(tǒng)公共連接點，在系統(tǒng)正常運行的較小方式下，以一周（168h）為測量周期，所有長時間閃變值Plt滿足：≤110kV，Plt=1；>110kV，Plt=0.8。

6 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓

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

7 電壓暫降和短時中斷

　　1、電壓暫降是指電力系統(tǒng)中某點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(xù)10ms~1min后恢復正常的現(xiàn)象。
　　2、電壓短時中斷是指電力系統(tǒng)中某點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(xù)10ms~1min后恢復正常的現(xiàn)象。
　　GB/T 30137-2013 電能質量 電壓暫降與短時中斷4.2節(jié)推薦了SARFI指標來描述特定周期內(nèi)某一系統(tǒng)或某單一測量電壓暫降事件（短時中斷）的發(fā)生頻度，本標準對各類事件發(fā)生采取了不同的描述，可參見標準對應章節(jié)的介紹。

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