电力系统供电质量指标

电力系统供电质量的指标是电压、波形和频率。

一、电压质量

电力系统理想的电压应该是幅值始终为额定值的三相对称正弦波电压。但由于电力系统中存在阻抗及用电负荷的变化、用电负荷的不同性质和不同的特点，造成了实际电压在幅值、波形和对称性上与理想电压之间的偏差。电压的质量是按照国家制定的标准或规范，通过对电压的偏移、波动和波形的质量指标评估得出的。

1、电压偏移

1）电压偏移的概念

电压偏移是指电网实际电压与额定电压之差，也称电压损失。

2）电压偏移的规定

电压偏移通常用其是额定电压的百分之多少表示。中国标准规定，用户受电端的电压变动幅度应不超过额定电压的百分数是：

（1）35kV及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户电压偏移为±5%；

（2）10kV及以下高压供电和低压电力用户电压偏移为±7%；

（3）低压照明用户电压偏移为+5%～-10%。

3）电压偏移的影响

电压偏移对运行中的用电设备会造成不良的影响。以电动机为例，当电压降低时，电磁转矩随电压的平方成比例下降。例如电压降低20%，转矩会降低36%，电流会增加20%~35%，造成电动机转速降低而可能导致工厂废品产生，温度升高使电动机线圈过热，绝缘加速老化，甚至烧毁电机；当电压过高时，电动机铁芯会出现饱和，激磁电流增大，铁损增大，导致电动机过热，效率降低，运行性能变坏，甚至烧毁电动机。

4）减少电压偏移的主要措施

（1）合理减少系统的阻抗，增大导线或电缆的截面；

（2）减少系统的变压级数，尽量保持系统三相负荷平衡；

（3）高压线深入负荷中心，多回路并联供电；

（4）采用有载或无载调压变压器，直接对电压进行调整；

（5）对功率因数低，带有冲击性负载的线路，采用无功功率补偿装置。

2、电压波动

1）电压波动的概念

电压波动是指电压在系统电网中做快速、短时的变化。变化更为剧烈的电压波动称为电压闪变。

2）电压波动的原因

电压波动主要是由于用户负荷的剧烈变化所引起的。由于电力系统中冲击性负荷的作用，如大型电动机的启停、电弧炉熔化期的工作短路等，都使电网在某一时期内电压急剧变化而偏离额定值，从而引起电压波动。

3）电压波动的规定

电压波动程度用电压在变化中相继出现的最大值和最小值之差是额定电压的百分之多少表示。中国标准规定，电压波动允许值为：

（1）10kV及以下电压波动允许值2.5%；

（2）35～110kV电压波动允许值2%；

（3）220kV及以上电压允许波动值1.6%。

4）抑制或减少电压波动的主要措施

（1）采用合理的结线方式；

（2）对负荷变化剧烈的大型设备，采用专用线或专用变压器供电；

（3）提高供电电压等级，减少电压损失。

（4）增大供电系统容量，减少系统阻抗；

（5）电压波动严重时减少甚至切除引起电压波动的负荷；

（6）采用静止无功功率补偿装置进行补偿，以减少无功功率冲击引起的电压闪变。

二、波形质量

1、波形畸变率

正弦交流电的波形一般以波形畸变率来衡量。波形畸变率是指各次谐波有效值平方和的方根值与基波有效值的百分比。

2、波形畸变的主要原因

电力系统中存在大量非线性阻抗的供用电设备会产生谐波，如晶闸管整流装置、变频调速装置、电弧炉、电抗器、变压器等都是谐波源。

3、谐波的危害

谐波电气设备接入电网后，向电网注入谐波电流，在电气设备上产生谐波电压，引起设备损耗增加，造成局部过热，使电机机械振动增加，噪声增强；对电子元件及自动装置、测量元件产生干扰，引起工作失常；对电视和广播产生干扰，图像和通信质量下降。

4、抑制高次谐波的主要措施

1）限制接入系统的变流设备及交流调压设备的容量，提高供电电压或单独供电等；

2）在技术上采取增加整流器的相数，对整流变压器采用Y，d或D，Y结线，装设分流的无源滤波器，消除和吸收一些高次谐波；

3）对大型的非线性设备装设静止无功补偿装置，以吸收其产生的无功功率；

4）采用有源交流滤波装置，即谐波抵消装置，产生与谐波源相反的高次谐波电流，提供给负荷，抵消高次谐波。

三、频率质量

1、工频

中国电力系统中的标准频率为50Hz，俗称工频。

2、频率的规定

国家标准规定，频率偏差不得超过±0.5Hz。对容量大的系统不得超过±0.2Hz。

3、频率偏离的影响

电动机的转速随着频率变化，频率偏移将影响产品的产量和质量，频率偏离还会造成电子设备误动，信号误传等。频率急剧下降，有可能使整个电力系统崩溃。

4、保证频率质量的措施

要达到频率的质量指标，首先要做到电源与负荷间的有功功率平衡，当供用电系统有功负荷不平衡时，可以切除些次要负荷，保持有功功率平衡。发生频率偏差时，可采用调频装置调频。