电能质量分析范文
时间：2023-10-12 18:43:38
电能质量分析篇1
关键词：单相／三相电路；谐波；浪涌；电压尖峰
PS4000是由美国SUMMIT公司生产的一种电能质量分析仪，它是为了满足工程师进一步了解电能质量而设计的一种小型、简单且功能强大的分析工具，可以用来分析或监控输入电能质量。
PS4000不仅能够测试电压、电流、功率、功率因数、频率、周期、谐波等电量值，而且能够测试电压或电流的浪涌、跌落、冲击、电压尖峰等瞬态量值，从而为用户快速判定供电质量的优劣，或者为展示产品电源质量提供一个依据。该仪器可以同时适用商用和工业用电源，是现代测试仪器中一款性能优越，携带方便的电能质量仪器。
1PS4000的主要特点
新型PS4000电能分析仪具有以下优异的测试功能：
可测试并捕捉浪涌、跌落、冲击、尖峰信号；
可分析每一个通道从1次到63次谐波分量的电压／电流幅值和相位
可同时分析所有通道的电压、电流、功率、功率因数、频率、能量、通断周期、能量高峰期、花费等参数值
能够连续显示每秒测量值
具有完全的按键操作和菜单式界面
可连续工作8～10个小时，使用充电器后可以持续使用。
PS4000可以对三相电路中的三个电压和四个电流同时进行浪涌、跌落、尖峰、谐波、电压、电流、功率、功率因数、频率、周期等参数的分析和监测，测试的数据可以上传到计算机以图形或表格的形式显示。该仪器配有专业的分析控制软件，可以对PS4000进行远端监控，特别适合于对电网质量，大型供电设备，家用电器等电源质量进行分析，是电力专家所钟爱的产品。SUMMIT公司的电能分析仪被世界很多国家的用户使用，美国前电网编辑曾这样描述：“我见过很多的分析仪，但是，这个产品给我留下了真正深刻的印象，PS3000已经是一个很坚固的小型器件，而新型的PS4000则提供了更专业的电能质量分析功能。”与它配套使用的电压、电流探头能够直接和1到15000V电压以及10mA到6000A的电流相接。通过输入调节比与PT和CT的结合，可提供更高、更大的电压电流测试。除了在室内监控外，PS4000还可以安装到Weather－resistant外挂箱上，以便能够在室外进行无人监控。另外，PS4000的“连接检查”特点更便于操作者正确连接电路，而且各种配套的附件不需要另外供电。
PS4000包含前一产品PS3000的全部测试功能，PS3000已经使用了8年，产品遍布7大洲。客户对Powersight分析仪具有很高的评价，特别是在使用简便、性能可靠、可提供及时有效的技术支持等方面。SUMMIT总载曾说：“从上一次我们为一块因跌落而损坏的仪表检修后，到现在已经六年了，它依然完好，据我所知，我的表甚至还在南极考察站使用”。
2PS4000测试瞬态量
实际上，绝大多数的客户都特别关心PS4000的瞬态测试功能，而这也正是PS4000优于PS3000和PS250之处，因此，笔者希望通过本文使更多的人能够熟悉PS4000的功能，让PS4000给电能分析带来更多方便。
当分析瞬态参数时，PS4000能够随时监测每相浪涌、跌落、冲击和电压尖峰信号，并随时记录信号类型、发生时间、到达峰值、持续时间等，同时可捕捉并存储最坏的一个信号，以及为以后的故障分析和判断提供依据。
2．1每相电压／电流的浪涌和跌落值测试
在进行电路的浪涌和跌落分析时，PS4000可提供以下三种记录方式：
记录浪涌／跌落事件；
记录浪涌／跌落图形；
记录浪涌／跌落波形。
（1）记录浪涌／跌落事件
如果在信号监测时间段里，浪涌出现一次，PS4000就认为有一个浪涌事件发生，出现两次，PS4000就认为有两个浪涌事件，以此类推……，当有事件发生时，PS4000将记录这一事件的发生日期、发生于哪个相线、属于浪涌还是跌落信号、信号的幅度以及信号持续的时间等信息。
PS4000的显示方式主要有两种：第一种为列表显示，每一行显示一个事件，其显示方式如图1所示；第二种为图形显示，这种方式以时间为横轴，在纵轴上显示信号的幅度和持续时间，其显示方式如图2所示。
（2）记录浪涌／跌落图形
当有浪涌或跌落事件发生时，PS4000将大致地给出浪涌或跌落信号的图形。图形从发生浪涌／跌落的前2个周期开始，持续10个周期，直到检测到下一个1／2周期来临再没有浪涌／跌落发生且持续1秒的时间为止。图形中将显示浪涌／跌落发生的时间以及每半个周期的RMS值。参见图3。由图3可见，图形的上半部将显示关键的信息，如事件的发生时间、持续时间、信号属于三相中的哪一相、信号的幅度大小等。如果发生了电压浪涌，那么和它同相的电流信号也会显示在同一张图中。
（3）记录浪涌／跌落波形
浪涌／跌落波形是对浪涌／跌落事件的一个详细描述，它们开始于事件发生前的两个周期，持续10个周期，如果事件的持续时间超过10个周期，波形中将记录最近的10个周期。如果监测的时间段内不是只有一个事件发生，PS4000将存储最坏的浪涌／跌落波形。这种方式在显示时，在波形的上方将显示事件发生的时间、相线、信号幅度和信号持续时间等。如果发生的是电压浪涌／跌落，那么同相线的电流信号也会显示在同一张图中。
2．2监测高速瞬态信号
高速电压／电流瞬态信号的产生一般与被测线路本身无关，大都是由闪电、突然短路，开关拨动等原因引起的，它们的幅值会在瞬间窜到很高，持续时间也相当短，一旦这样的信号超过了定义的触发门限，PS4000将捕捉到这个信号。触发门限分为“绝对值门限”和“相对值门限”两种。
当设置为绝对值门限时（比如设到180V），那么，在监测开始以后的任何时候，只要信号的幅值超过了＋180V或－180V，这个信号就会被捕捉并被记录下来。如果设置为相对值门限，比如20V，PS4000将以正常情况下的波形作为参考，在这种情况下，当实际波形幅度高于或低于同一点的正常波形幅度20V以上时，PS4000将捕捉记录这个信号。
在进行瞬态信号监测时，PS4000可提供瞬态事件和瞬态波形两种记录方式。
（1）瞬态事件
在这种记录模式下，PS4000将记录瞬态事件的发生时间、发生相线、峰值大小和持续时间。与浪涌／跌落测试的显示方式一样，瞬态监测的显示也包括表格显示和图形显示两种方式。
（2）瞬态波形
瞬态监测时的瞬态波形可以详细地记录瞬态事件信息，它们将持续50ms，并在事件发生前的一个周期开始记录，同时可在整个监测时间里捕捉最坏的一个信号。
与浪涌／跌落测试波形相似，这种测试波形的上方也将显示信号发生的时间，信号持续时间，信号幅度以及信号的相线等重要信息。图4是一种瞬态波形示意图。
3结束语
电能质量分析篇2
【关键词】分析；监测；质量；电压；电能；电网。
【Abstract】 With the the the rapid development of of the economy, the the proportion of of the nonlinear load user in the the power grid continuously improve the, the power quality of arising therefrom the power supply a serious decline in, the performance of too more and more prominent.
Key words：analysis; monitoring; quality; voltage; electricity; grid.
中图分类号：TJ765.4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
随着经济的快速发展，电网中非线性负荷用户的比例不断提高，由此而产生的供电电能质量严重下降，表现得越来越突出。电能质量严重超标正在大范围的污染供电环境，危及电网及其供电设备的安全稳定运行，严重的影响电力企业及广大用户的经济效益。
这种现象在北京孙河220kV变电站表现十分严重，它不但使变电设备的安全运行无法保证，而且影响到当地的企业生产用电和居民生活用电。为此2002年在该站安装了电能质量监测系统，对10kV母线的电能质量进行了连续的监测。
1孙河220kV变电站电能质量在线监测系统介绍
为了加强对电能质量的管理和监控，2002年在孙河220kV变电站建立了电能质量在线监测系统，进行实时在线监测。此前，该站经常烧TV保险，曾多次发生过TV爆炸的事故，存在严重的谐振现象。
采用电能质量在线监测仪进行实时监测，该装置主要有以下几种监测和统计功能：(1) 三相各次谐波电压、电流及其谐波含有率；
(2) 三相电压、电流总谐波畸变率；
(3) 三相有功、无功功率及其方向；
(4) 总的有功功率、无功功率，功率因数及相位移功率因数；
(5) 电网频率、线电压、电压偏差；
(6) 电压不平衡度、负序电压、负序电流。编辑： 。
电能质量在线监测单元，安装在220kV孙河变电站10kVII段母线，服务器安装在监控中心，是集通讯/数据库/Web于一体的服务器，与变电站监控单元间通过光纤进行通讯传输数据，同时监控数据通过Web服务器对MIS系统开放，支持Web浏览方式，做到数据共享，公司所有局域网内的微机，均可通过Web浏览进行访问，查看电能质量分析的各种报表和数据，了解监测点的电压、电流波形、各次电流电压的谐波分量等电能质量情况。
2变电站概况及监测结果
该变电站有主变压器2台，容量均为180MVA，220kV母线、110kV母线、10kV母线均分段并列运行，有并联补偿电容器一组，容量为2700kvar，正常运行方式为2号主变带全站负荷。负荷主要是周围一些工厂的工业用电、城市生活用电及周围农业负荷。工业用电主要集中棉厂、纱厂、变压器厂、化工厂和木材加工厂等，这些也是该站主要的谐波源。
3对电能质量的分析
根据监测数据和结果分析：
(1) 从谐波电压总畸变率表4可看出，该监测点谐波电压总畸变率严重超标。国家标准为4%，实际情况为三相总畸变依次是：6.89%、6.50%、7.24%。对于并联无功补偿装置，10kV电容器应进行容量及参数计算，适当改变电容参数，避免产生谐振，防止谐波对电容器造成损坏。对该站以后新增负荷时，应严格控制谐波源，以避免谐波分量进一步提高，给电网造成较大的安全隐患。
(2) 从各次谐波电压含有率水平表1可见：3次谐波含有率较高，A相为6.7%，其次是5、7次谐波，这对并联无功补偿电容器串联电抗百分数的选择，有重要的参考价值。
(3) 谐波电流均不超标，主要谐波频次为：3、5、7、9次，这为谐波治理提供了基础数据。
(4) 根据上述分析可判断，该监测点存在严重的3次谐波谐振现象，应改变系统运行方式，分析并联补偿电容器对谐波的影响。
(5) 根据无功功率数据大小、方向及功率因数判断，该站10kV母线安装的并联无功补偿装置，其基波无功功率偏大（各种工况下功率因数基本保持1，某些工况下出现少量的无功倒送），因此，整体10kV母线电压偏高。
(6) 根据基波电压最大最小值、电压偏差最大最小值、零序负序电压最大值、总谐波电压畸变率最大值、各次谐波电压、电流含量最大值、闪变最大值等参数判断，检测中出现过大的电网冲击，10kV母线接有大的冲击性负荷，或出现B相经中间物接地现象（出现过很高的零序、负序电压）。
(7) 根据电压偏差可知各相电压合格率：A相2.69%、B相97.8%、C相94.6%，A相合格率较低，且绝大部分为正偏差。
由以上分析可看出，该变电站存在严重的谐波污染，3次谐波存在谐振，并且10kV并联补偿电容器对谐波有放大作用，应调整其运行参数。
4影响电能质量的因素及其对策
影响电能质量的主要因素是各种非线性用电设备、变压器和各类铁心电抗器，它们可分为以下几类：
(1) 电力电子装置，这是最严重的谐波源。这些装置在整流、逆变、调压及变频过程中产生大量的谐波；
(2) 电弧炉，如炼钢用的交流电弧炉；
(3) 家用电器，如日光灯、电视机、调速风扇、空调、电冰箱等；
(4) 高新技术应用的多种设备，如电子计算机、功率调节器、节能灯等。
对220kV孙河站来说，周围工厂的大量电力电子设备、各种大容量电动机是其最主要的谐波源，其次是大量城市生活用电设备等。
谐波不但影响用户设备的正常运行，而且对电网设备和自动化装置有很大的影响。谐波对电网自动化装置的影响，要从改进自动化装置的制作工艺和工作原理入手，加强装置的抗干扰能力，防止装置误动作。整理： 。
但这对改善电网的电能质量并无任何作用，只能是减少电网谐波对自动化装置影响，因此电能质量的治理，应加强对用户谐波源的治理和改变电网参数，降低或消除谐波谐振。
(1) 对于电动机控制器产生的谐波，谐波的形状很分明，可以装设谐波滤波器来降低谐波电流。
(2) 对于特殊需要的用户，可装用隔离变压器：限制均衡的3次谐波，可以采用一台D，yn接法的隔离变压器。
(3) 安装有源的谐波调节器：在工作时注入一个电流来精确地补偿由负荷产生的谐波电流，就会获得一个理想的正弦波。这种滤波设备，靠数字信号处理(DSP)技术，控制快速绝缘栅双极晶体管(IGBT)。因为设备是与供电系统并联工作，它只控制谐波电流，基波电流并不流过滤波器。目前有源滤波器正在日益推广应用。
(4) 对于电网，应优化电网参数，改变运行方式，优化无功补偿的安装地点、方式和容量，消除电网谐振或减小电网对谐波的放大作用。
为了改善220kV站的电能质量状况，对该站采取了一系列措施：
在10kV TV、110kV TV的一次侧中性点加装非线性电阻；
在10kV母线加装消谐装置；
在2号主变110kV侧中性点加装消谐装置；
改变10kV并联补偿电容器的参数，消除谐振，减少对谐波的放大作用。
经过治理，现在已很少烧TV保险，也没有发生TV爆炸事故，而且电能质量状况较以前有较大的改善。
5结束语
为了保护电网的安全运行和用户的安全用电，针对目前电网电能质量严重超标且正在大范围的污染供电环境，危及电网及其供电设备的安全稳定运行的问题，对典型变电站电能质量进行了实测和综合分析，并采取了有效的防范措施，取得了成效，从而限制了污染电网的强干扰源（如谐波源），确保电力系统的安全、可靠、经济运行，保护电力用户的合法权益。
［参考文献］：
［1］蔡述涛,张尧,荆朝霞. 地区电网黑启动方案的制定［J］.电力系统自动化,2005,29(12).
电能质量分析篇3
论文摘要：结合实际阐述电能质量的几种改善方法与措施；无源滤波器、有源滤波器、静止型无功补偿装置，介绍了它们的基本组成和原理，这些方法可以有效地解决稳态时的电压质量问题；文章还就电能质量技术的改进与提高，提出系统化综合补偿技术是解决电能质量问题的“治本”途径，以解决动态电能质量问题。
一、电能质量指标
电能质量的定义：导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。这个定义简单明晰，概括了电能质量问题的成因和后果。随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用，电力系统中用电负荷结构发生改变，即变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁道等非线性、冲击性负荷造成对电能质量的污染与破坏，而电能作为商品，人们会对电能质量提出更高的要求，电能质量已逐渐成为全社会共同关注的问题，有关电能质量的问题已经成为电工领域的前沿性课题，有必要对其相关指标与改善措施作讨论和分析。
电能质量指标是电能质量各个方面的具体描述，不同的指标有不同的定义，参考iec标准、从电磁现象及相互作用和影响角度考虑给出的引起干扰的基本现象分类如下：
(1)低频传导现象：谐波、间谐波、电压波动、电压与电流不平衡，电压暂降与短时断电，电网频率变化，低频感应电压，交流网络中的直流；(2)低频辐射现象：磁场、电场；(3)高频传导现象：感应连续波电压与电流，单向瞬态、振荡瞬态；(4)高频辐射现象：磁场、电场、电磁场(连续波、瞬态)；(5)静电放电现象。
对于以上电力系统中的电磁现象，稳态现象可以利用幅值、频率、频谱、调制、缺口深度和面积来描述，非稳态现象可利用上升率、幅值、相位移、持续时间、频谱、频率、发生率、能量强度等描述。
保障电能质量既是电力企业的责任，供电企业应保证供给用户的供电质量符合国家标准；同时也是用户(拥有干扰性负荷)应尽的义务，即用户用电不得危害供电；安全用电；对各种电能质量问题应采取有效的措施加以抑制。
电能质量指标国内外大多取95％概率值作为衡量依据，并需指明监测点，这些指标特点也对用电设备性能提出了相应的要求。即电气设备不仅应能在规定的标准值之内正常运行，而且应具备承受短时超标运行的能力。
二、电能质量标准
综合新颁布的电磁兼容国家标准和发达国家的相关标准，中低压电能质量标准分5大类13个指标。
(1)频率偏差：包括在互联电网和孤立电网中的两种；
(2)电压幅值：慢速电压变化(即电压偏差)；快速电压变化(电压波动和闪变)；电压暂降(是由于系统故障或干扰造成用户电压短时间(10ms～lmin)内下降到90％的额定值以下，然后又恢复到正常水平，会使用户的次品率增大或生产停顿)；短时断电(又称电压中断，是由于系统故障跳闸后造成用户电压完全丧失(3min，电压中断使用户生产停顿，甚至混乱)；长时断电；暂时工频过电压；瞬态过电压；
(3)电压不平衡；
(4)电压波形：谐波电压；间谐波电压；(由较大的波动或冲击性非线性负荷引起，如大功率的交一交变频，间谐波的频率不是工频的整数倍，但其危害等同于整数次谐波)。
(5)信号电压(在电力传输线上的高频信号，用于通信和控制)
三、电能质量污染的治理
1、治理的基础性工作
首先要掌握供电网络运行状态，对电能质量开展实时监测，以掌握其动态；第二是分析诊断其变化，即在详细分析电能质量数据的基础上，利用仿真软件对电网结构的固有谐振特性进行计算与分析，排除虚假的谐波干扰；第三是开展系统的合理设计和改造，变电站的设计和投运以及新的电力用户投运之前都要进行谐波源负荷及电能质量要求等方面的技术咨询，线路网络改造和建设也要结合运行负荷的特点和措施，以降低线损，降低设备损失事故，最后才是开展滤波装置或无功补偿装置的研制、调试和现场测试，以了解治理后的效果，并总结经验。
2、svc装置
近些年来发展起来的svc装置是一种快速调节无功功率的装置，已成功地用于电力、冶金、采矿和电气化铁道等冲击性负荷的补偿，它可使所需无功功率作随机调整，从而保持在非线性、冲击性负荷连接点的系统电压水平的恒定。
qi＝qd+ql-qc (2)
式(2)中qi、qd、ql、qc分别为：系统公共连接点的无功功率、负荷所需的无功功率、可调(可控)电抗器吸收的无功功率、电容器补偿装置发出的无功功率，单位均为kvar。
当负荷产生冲击无功qd时，将引起
qi＝qd+ql+qc (3)
其中qc=0，欲保持qc不变，即qi＝0，则qd＝-ql，即svc装置中感性无功功率随冲击负荷无功功率作随机调整，此时电压水平能保持恒定不变。
svc由可控支路和固定(或可变)电容器支路并联而成，主要有四种型式：
(1)可控硅阀控制空芯电抗器型(称tcr型)svc，它用可控硅阀控制线性电抗器实现快速连续的无功功率调节，它具有反应时间快(5～20ms)、运行可靠、无级补偿、分相调节，能平衡有功，适用范围广，价格便宜等优点。tcr装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而在电弧炉系统中采用最广泛，但这种装置采用了先进的电子和光导纤维技术，对维护人员要专门培训提高维护水平。
(2)可控硅阀控制高阻抗变压器型(tct型)，优点与tcr型差不多，但高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些。由于有油，要求一级防火，只宜布置在一层平面或户外，容量在30mvar以上时价格较贵，不能得到广泛采用。
(3)可控硅开关控制电容器型(tsc)：分相调节、直接补偿、装置本身不产生谐波，损耗小，但是它是有级调节，综合价格比较高。
(4)自饱和电抗器型(ssr型)：维护较简单，运行可靠，过载能力强，响应速度快，降低闪变效果好，但其噪音大，原材料消耗大，补偿不对称电炉负荷自身产生较大谐波电流，无平衡有功负荷的能力。
3、无源滤波装置
该装置由电容器、电抗器，有时还包括电阻器等无源元件组成，以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路，以达到抑制高次谐波的作用；由于svc的调节范围要由感性区扩大到容性区，所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联，这样既满足无功补偿、改善功率因数，又能消除高次谐波的影响。
4、有源滤波器
虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点，在现阶段广泛用于配电网中，但由于滤波器特性受系统参数影响大，只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波会产生放大作用，甚至谐振现象等因素，随着电力电子技术的发展，人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器(active powerfliter，缩写为apf)。
apf即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。它与无源滤波器相比，有以下特点：
a.不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变，补偿无功，有一机多能的特点，在性价比上较为合理；
b.滤波特性不受系统阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；
c.具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波，即具有高度可控性和快速响应性等特点。
四、小结
电能质量分析篇4
关键词：电能 质量检测 神经网络
1 电能质量研究中新技术的应用背景
随着科技的进步，现代电力系统中用电负荷结构发生了重大变化，诸如半导体整流器、晶闸管调压及变频调整装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和家用电器等负荷迅速发展，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性，使电网的电压波形发生畸变成引起电压波动和闪变以及三相不平衡，甚至引起系统频率波动等，对供电电能质量造成严重的干扰或“污染”[1]。电网中正面对越来越多的电能质量问题，这使得电能质量的研究十分紧迫。
另一方面 ，电能质量正逐步受到供电企业和电力用户的共同关注。进入20世纪90年代以来、随着半导体、计算机技术的迅速发展，一批高新技术企业应运而生，出现大量的微机控制装置和生产线.对电能质量提出了新的要求；而电力市场的发展，使供电企业进一步认识到：用户的需要也是自身的需要。在这样的背景下，因电能质量不良而使用户设备停机或出次品的情况.仍应看作电能质量不合格。当然，电能质量不良有多种情况，用户对电能质量的敏感程度也各不相同。一船来说，供电企业可对不同的电能质量划分等级、分别定价、用户可以自由选择。但由于我国目前还未能实现优质优价。因此，进一步改善电能质量的工作基本上要求在用户侧解决。随着各种用电设备对电能质量敏感度的变化，电能质量的范围进一步扩大.分类更细要求更高[2]。在新的电力市场环境下，电能质量已成为电能这种商品的消费特性，很大程度上体现了供电部门服务品质。所以有关部门正在加大对电能质量的监管和治理。
这些背景下，电能质量的研究迫切需要一些新技术来推动，通过这些新技术的应用，从而使电能质量从检测、分析和监控等方面得到提高，从而有利发现问题和规律、改善供电质量和服务。
2 电能质量检测中的新技术
电能质量检测是获得电能相关数据的最直接手段，也是电能质量其他后续高级应用研究的前端。
2.1 当前电能质量检测的情况
对电能质量进行监测是获得电能质量信息的直接途径，虽然这方面的检测仪器已不少，但大多数只局限于持续性和稳定性指标的检测，而传统的基于有效值理论的检测技术由于时间窗太长，仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题，因此需发展满足以下要求的新检测技术[3]：①能捕捉快速(ms级甚至ns级)瞬时干扰的波形。因为许多瞬间扰动很难用个别参量(如有效值)来完整描述，同时随机性强，因此需要采用多种判据来启动量和装置，如幅值、波形畸变、幅值上升率等。②需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位，需要有足够高的采样速率，以便能测得相当高次谐波的信息。③建立有效的分析和自动辨识系统，使之能反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。
随着电力的市场化和电能质量的法规化，供电质量将引起越来越广泛的重视，开发出考虑电能质量监测的新的SCADA系统是配电能量管理系统的新研究方向。这一领域的难点将是对电流、电压的同时持续测量，对质量指标的分类辨识和统计，数据量大，因此需要开发强大的数据库来进行有效管理。
2.2 新技术应用
当前，电能质量在硬件和软件上应用了主要有数字信号处理（DSP），虚拟仪器等新技术以及新的如小波变换的算法。
[4]介绍了有关电能质量的基本概念和衡量标准，并给出了适合数字测量的分析方法和闪变检测仿真波形。[5]讨论了DSP器件在电能质量补偿器中的检测应用，重点介绍用该器件实现物理硬件和控制软件方面的实际开发。[6]根据电能质量检测对于系统实时性和支持复杂算法的特殊要求，提出一种基于双CPU的嵌入式实时系统解决方案。主要讨论设备的硬件系统设计和基于双CPU系统的软件设计思想。设计经过实际的调试和运行，电路功能正常，证明了该设计的合理性和可用性。相对于以往的设计，具有实时性好、体积小和成本低的优点。[7]对基于连续小波变换的信号奇异性检测原理及其在电能质量暂态信号检测中的应用进行了详细的研究，通过基于标准偏差估计的小波消噪算法，有效排除了噪声干扰，实现了精确的故障时刻定位。[8]根据小波变换的理论，结合电能质量检测数据的特点，文中将基于小波变换系数的门限方法应用于电能质量检测数据的压缩。仿真计算结果及其分析表明，该方法简单而且压缩效果较好，能保留压缩信号的局部特征，计算速度快，很适合于实时性要求较强的场合。[9]对电能质量检测系统的组成部分和工作原理进行了详细介绍。电能质量检测系统的软件应用MATLAB与C++语言的混合编程技术进行开发。该系统不但能实现电网数据的精确采样，还可以分析电网的各项电能质量指标，并以直观的图形显示出来。[10]介绍了虚拟仪器的电能质量检测和分析系统的组成，介绍LabVIEW软件实现的频率跟踪技术，并介绍了使用网络对电能质量进行远程检测和数据分析的方法，最后给出了部分程序。
3 电能质量分析中的新技术
电能质量的分析计算涉及对各种干扰源和电力系统的数学描述，需要开发相应的分析软件和工程方法来对各种电能质量问题进行系统的分析，为改善电能质量提供指导。由于干扰源性质各异，干扰的频谱从0Hz到GHz的广宽范围内，电网元件在不同干扰作用下呈现不同的性能，因此建立干扰源和电网元件(或局部电网)准确的数学模型有时困难很大，而分析计算的准确性不仅取决于数学模型和计算方法，还有赖于电网基础资料的可信度。
近年来，基于数字技术的各种分析方法已在以下电能质量领域中得到应用：
① 分析谐波在网络中的分布
② 分析各种扰动源引起的波形畸变及在网络中的传播
③ 分析各种电能质量控制装置在解决相关问题方面的作用；
④ 多个控制装置的协调以及与其他控制器的综合控制等问题。
目前所采用的方法有三种：
(1) 时域仿真方法 该方法在电能质量分析中的应用最为广泛，其主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。目前较通用的时域仿真程序主要有EMW、EMTEC、NETOMAC、BPA等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、MATLAB、SABER等电力电子仿真程序两大类。由于这些仿真程序在不断发展中，其功能日益强大，还可利用它们进行电力设备、元件的建模和电力系统的谐波分析。
(2) 频域分析方法 该方法主要用于谐波问题的分析计算，包括频率扫描，谐波潮流计算等。考虑到一些非线性负载的动态特性，近年来又提出一种混合谐波潮流的计算方法，即在常规的谐波潮流计算法基础上，利用EMTP等时域仿真程序对非线性负载进行仿真计算，可求出各次谐波动态电流失量，从而得到动态谐波潮流解。
(3) 基于变换的方法 这里主要指Fourier变换方法、短时Fourier变换方法和小波变换(wavelet)方法。作为经典的信号分析方法Fourier变换具有正交、完备等许多优点，而且有象FFT这样的快速Fourier算法，因此已在电能质量分析领域中得到广泛应用。但在运用FR时，必须满足以下条件：①满足采样定理的要求，即采样频率必须是最高信号频率的两倍以上；②被分析的波形必须是稳态的、随时间周期变化的。因此；当采样频率或信号不能满足上列条件时，利用FFT分析会给分析带来误差。此外，由于FFT变换是对整个时间段的积分，时间信息得不到充分利用；信号的任何突变，其频谱将散布于整个领带。为解决上述问题，Gabor利用加窗，提出了短时Fourier变换方法，即将不平稳过程看成是一系列短时乎稳过程的集合，将Fourier变换用于不平稳信号的分析。由于实际多尺度过程的分析要求时—佰窗口具有自适应性，即高频时频窗大、时窗小；低频时频窗小，时窗大，而STFT的时—频窗口则固定不变。因此，它只适合于分析特征尺度大致相同的过程，不适合分析多尺度过程和突变过程。而且这种方法的离散形式没有正交展开，难以实现高效算法。小波变换由于具有时—频局部化的特点，克服了以上FFT和STFT的缺点，特别适合于突变信号和不平稳信号的分析。小波变换作为一种新的数字技术被引入工程界后，已在图像处理、数据压缩和信号分析等领域得到广泛应用。由于小波函数本身衰减很快，也属一种暂态波形，将其用于电能质量分析领域，尤其是暂态过程分析领域将具有FFT、STFT所无法比拟的优点。 最近，已有文献介绍应用小波变换方法进行电能质量评估、电磁暂态波形分析和电力系统扰动建模等电能质量问题的研究。
4 电能质量研究中的人工智能新技术
最近几年，以专家系统， 神经网，模糊逻辑和进化计算为代表的人工智能新技术已开始较全面地应用于电能质量研究，因为它是个较复杂，工作量和数据处理量很大的系统工作。特别是在电能质量分析方面， 很多人工智能应用来进行辅助分析，对复杂的问题进行处理。 而且这些新技术的一个突出特点就是交叉应用的非常广泛，有时很难断言就是哪种技术，而是以某种为主，其它为辅的。也就通常所说的混杂技术。
4.1 专家系统
尽管专家系统成本较高且在开发过程中耗时过长，但依然出现了很多应用[11-22]。这些主要体现在
对畸变的电压和波形进行分类；
利用专家系统分析谐波；
对电能质量问题的解决方案在专家系统架构下进行开发；
测量和分析电能质量及电力系统电磁兼容性；
识别电能质量的事件通过一个可扩展的系统；
管理电能质量数据，培训电能质量问题的专业咨询人员；
4.2 神经网络
人工神经网作为较成熟的智能技术，在电能质量中已有较广泛的应用，它们主要包含[23-37]:
从非电能质量信息中识别电能质量事件；
对谐波的产生模式进行建模；
在电网中估计和评价谐波畸变 和其它电能质量问题；
以神经网整合小波变换分辨和识别电能质量事件；
在需要避免噪声和子谐波时对谐波进行分析；
为电力工程师们解决电能质量问题开发一个辅助工具；
4.3 模糊逻辑
模糊逻辑和带神经网学习能力的模糊逻辑是当前最流行人工智能技术。它们在电能质量研究方面也取得了不少新进展[11-13]，[38-49]：
诊断各种电能质量问题；
对电能质量工作人员提供实用性的辅助工具；
管理电能质量数据并进行数据挖掘以获得相关知识；
开发对供电部门人员和用户进行电能质量问题专业培训的系统；
对引起电能质量问题的各种干扰进行分类；
适应性的采集电能量，方均根电压和电流；
研究在适当的时候对串联电容器进行投切来控制谐波的畸变水平；
在模糊约束下建立评价电能质量的指标；
利用基于模糊逻辑的控制方案开发一个统一的电能质量管理器；
预测和识别系统的非正常运行情况；
为保证供电电压质量实施基于模糊逻辑的无功补偿
5 电能质量监控中的新技术
在电能质量监控方面，我认为有两个趋势：其中之一就是上节中提及的智能化，智能化旨在减轻人的劳动，能自动对电能质量问题进行识别和数据处理，从而实现全面的无人监控功能。
另一个则是远程化。随着电力工业的发展和电网规模的扩大，供电部门和用户都迫切需要对较大量的监测点进行监控，然而各点的分散，距离远近不同，监测电能质量的问题也根据用户和电网的需要而各不相同。所以远程化就可以适应不同层次的监控要求，从而使电能质量的监控点能够分布到电网中的任何地方，并且具有良好的在线功能。
但远程化必然带来的问题就是，监测点和监控站之间的通信问题以及大量的电能质量数据的传输问题都十分重要。[50]以电力线载波通讯为基础实现了较为简单的远程监控。计算机网络技术的发展 ，为不同地点供电系统电能质量的远程集中监测和分析提供了有效的手段。[51]论述了基于 Internet的供电系统电能质量的监测与分析系统 ，主要包括利用 GPS授时技术进行多点同步采样 ，利用 Windows NT2 0 0 0和 IIS建立网络平台 ，利用 SQL Server数据库管理供电网络运行数据 ，使用多种分析软件对供电系统的电能质量进行仿真分析 ，并提出治理措施。该系统可为供电系统的安全运行提供保障。[52]介绍某地220kV主要枢纽变电站进行连续监测的实际使用情况。结果表明，在变电站中使用PM30记录仪，可连续实时地实现电能质量的监测、记录、存储和远传，使电能质量技术监督实现网络化和自动化成为可能。
然而， 目前电能质量监控远程化的成熟应用还不太多。能否在远程在线的要求形成完整的大系统和全面的监控功能，还有待进一步研究和开发。此外，网化的电能质量监控所用的系统结构必然会随着所采用通信方案而不同，谁优谁劣，尚未能进行相关的比较。 参考文献
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电能质量分析篇5
关键词：有色金属；矿山企业；电能质量；电力能源；电力系统 文献标识码：A
中图分类号：TM933 文章编号：1009-2374（2016）12-0149-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.12.070
电能是现代社会发展中一种基础性的能源，电能的供应关系着社会以及人们日常生活的正常运行。最近几年，伴随着经济的快速发展，社会对于电力的需求不断增加，电网中接入了许多冲击性、非线性和畸变性负荷，使得电压波动、无功增加、闪变等问题不断凸显，电能质量明显下降，在引发相应电力系统事故的同时，对于电力用户也造成了一些不良的影响。因此，加强对于电能质量的管理，保证供电的可靠性，是需要供电企业重点关注的问题。
1 电能质量概述
电能质量是电力系统中传输电能的质量，理想状态下的电能应该是完美对称的正弦波，如果由于某些因素的影响，导致其波形偏离了对称正弦，则会引发相应的电能质量问题。严格来讲，对于电能质量的衡量指标，包括电压、波形和频率，可以将电能质量问题定义为：影响用电设备的正常运行，导致设备无法正常工作或者出现故障的电压、电流或者频率的偏差，包括电压偏差、电压波动与闪变、频率偏差、瞬时或者暂态过电压、波形畸变以及供电连续性等。而伴随着我国工业化进程的加快，工业企业引入的精密仪器以及先进生产设备越来越多，在推动其生产效率不断提高、产品质量不断优化的同时，对于电能质量也提出了更高的要求。在这种情况下，任何电能质量问题都有可能会造成产品质量的下降，严重的甚至可能造成设备的损坏，给企业带来巨大的经济损失。可以说，在现代社会中，电能的质量关系到了工业的发展，关系着国民经济的整体效益，因此，加强对于企业电能质量的分析和研究是非常重
要的。
2 有色金属矿山企业的用电现状
狭义上的有色金属也被称为非铁金属，用来泛指除铁、铬、锰之外的所有金属，而广义上的有色金属还包括相应的有色合金。有色金属在国民经济、科学技术等的发展中占据着非常关键的位置，不仅是一种不可或缺的基础材料，更是一种非常重要的战略物资，现代化的发展离不开有色金属的支撑。有色金属行业在我国属于一种高耗能产业，在发展过程中面临着各种各样的问题，如集约化程度低、原材料对外依存度高、资源开采无度、技术含量不高等，尤其是在能耗问题上。相关调查数据显示，在有色金属企业生产中，电能占据总能耗的80%以上，在很大程度上限制了有色金属企业的持续发展。因此，需要从电力资源角度着手，实现企业的节能降耗，实现有色金属行业经济的循环发展。
从目前来看，伴随着有色金属行业生产规模的迅速扩大，其所采用的冶炼生产工艺流程也日趋复杂化和精密化，负荷特性混乱，容易影响企业配网的电能质量，加大企业的用电成本。企业在生产过程中使用的能源包括电力、天然气、压缩空气等，其中电力占据相当大的比例。而且由于企业自身独特的生产工艺流程，在生产过程中，存在着供电系统单位功率密度大、电网超负荷运行的情况。同时，企业的生产工艺比较复杂，呈现出的负荷特性也相对混乱，对于配网供电质量产生了巨大的影响。为了确保生产的有序进行，所有设备都是按照额定电压以及额定频率进行设计制造的，在理想状态下，能够实现性能最优、效率最高，而一旦电能质量不合格，则设备的性能将无法充分发挥，甚至可能无法正常运行，出现绝缘损坏、零件烧毁等问题，给企业带来难以估量的损失。因此，加强对于电能质量的分析和研究，实现节能降耗，是企业实现可持续发展的重要途径，也是企业在未来一段时间内需要重点关注的问题。
3 有色金属矿山企业电能质量分析
3.1 电能质量分析
在当前可持续发展理念的影响下，许多工业企业都采取了相应的节能技术和节能设备，希望能够减少生产过程中对于电力的消耗。但是，部分节能技术在使用过程中，可能会导致电能质量下降，如增加谐波、引发电流畸变等。因此，在对电能质量进行治理时，还需要考虑节能技术所带来的问题，避免出现得不偿失的情况。对于有色金属企业电能质量的分析和研究，可以归结为对电网用户终端电能质量的分析问题，需要结合相应的调研工作进行大量的试验，确定最为恰当的电能质量标准，然后结合能源管理系统，实现对于电能质量的监测和管理，实现企业的节能降耗。在上述有色金属企业中，采用的生产工艺非常复杂，因此存在着很大的随机性和不确定性，容易受到各种因素的影响。在对其电能质量问题进行分析和解决时，应该从其工艺流程出发，将电能质量评价系统与能源管理系统结合起来
3.2 电压分析
电能质量中的电压问题一般体现在电压的骤降上，很容易导致设备的停运，造成严重影响。针对这一问题，可以在电力系统与用电设备接口处设置相应的电压源型变换器，对电压进行补偿，从而暂时性替代供电电源，或者对电压跌落进行补偿。
在当前的技术条件下，动态电压调节器（DVR）通常被认为是削弱电压瞬变影响的关键性技术措施，其是一种自带储能系统的串联补偿装置，能够实现对于无功功率和有功功率的补偿，抑制动态和稳态的电压跌落、闪变、浪涌等，提高电能质量。DVR主要包括了三种不同的拓扑结构：（1）串联式DVR：其主功率回路包括了能量存储单元、VSC型全控性逆变器、直流电压稳定与滤波单元以及相应的保护控制单元等。其中，能量存储单元可以在配网出现电压暂降期间为负载提供有功功率，因此必须具备相应的能量存储以及功率转换功能，比较常见的设备包括超级电容、超导储能等；（2）并联式DVR：其在结构上与串联式DVR相似，只是没有能量存储单元，主要是通过对于无功电流的控制，实现对于电压的调整；（3）混合式DVR：是指将串联补偿电路与并联补偿电路联合在一起形成的一种新型结构，能够有效解决串联式DVR经济性较差的问题，利用系统电压跌落时产生的残压，为逆变回路提供能力，从而免去了储能装置的设置，降低了整体成本投入。
3.3 谐波对比
在交流电网中，有效分量为工频单一频率，任何与其频率不同的成分，都可以称为谐波。大量非线性设备的使用，是谐波产生的主要原因。谐波的存在会降低电能质量，导致变压器、电动机等在运行过程中出现局部温度过高的情况，从而导致绝缘损坏或者设备烧毁，在给企业带来经济损失的同时，也可能引发安全事故。而对于电子装置，谐波的存在可能会使得晶闸管触发装置误动，甚至引发设备故障，影响装置功能的有效发挥，因此做好有色金属企业生产设备的谐波监测和治理是非常重要的。
对于谐波的治理，比较常用的方式是安装相应的滤波装置，包括无源滤波器和有源滤波器，其中无源滤波器在对谐波进行抑制的同时，还可以对无功功率进行补偿，主要由电抗器、电容器以及电阻器等构成，可以形成相应的低阻抗通路，实现对于高次谐波的抑制。无源滤波器具有成本低、技术成熟的特点，在有色金属企业中有着比较广泛的应用。比较常见的无源滤波器包括高通滤波器、各阶次单调谐滤波器以及双调谐滤波器等。在对其进行选择时，应该结合生产的实际情况。例如，在熔铸电弧炉等非线性负荷中，如果选择三阶单调谐滤波器，可以将损耗控制在最小，不过其结构复杂，成本较高；如果选择双调谐滤波器，可以降低成本，但是损耗相对较大；选择高通滤波器，可以通过相应的设置，对5次及以上的高次谐波进行有效抑制，形成低阻抗通路。在实际应用中，无源滤波器的补偿特性很容易受到电网运行状态以及阻抗变化的影响，而且会在滤波器之间或者系统间发生并联谐振，因此只能对一些固定频率的谐波进行补偿。
有源滤波器主要是利用控制器，对瞬时电流波形进行检测，从中提取出谐波分量，然后通过相应的分析和计算，利用变流器，输出与谐波电流分量相同、幅值相同、方向相反的补偿电流，对谐波的负面影响进行抵消。有源滤波器的主要组件是静止功率变流器，具备高可控性和快速响应性，可以对无源滤波器中存在的问题进行解决。需要注意的是，对于存在大量低次谐波和部分高次谐波的配网，可以通过串联或者并联的方式，将有源滤波器和无源滤波器组合成混合滤波器，以实现良好的滤波效果。
4 结语
总之，电能质量的各种指标数据是实时动态的，想要对电能质量进行有效的分析，必须做好相应数据的监测和采集工作，构建科学合理的评价体系，通过对评价系数的调整，实现对于电能质量的准确评价。同时，有色金属矿山企业应该立足自身实际情况，对电能质量进行相应的分析和研究，针对可能影响电能质量的各种问题，如谐波等，采取切实有效的处理措施，实现对于电能质量的有效控制，在保证企业正常生产的前提下，实现节能降耗，推动企业的可持续发展。
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电能质量分析篇6
【关键词】电能质量 谐波 电压
【中图分类号】TM60
【文献标识码】A
【文章编号】1672-5158（2012）12-0315-01
一、电能质量下降的原因分析
电力系统中的非线性负荷向电网注入大量的谐波电流并引起三相电压不对称，公用电网中的非线性负荷（即谐波源）主要是各种电力电子装置（含家用电器、计算机等电源部分）、变压器、发电机、电弧炉和荧光灯等。在电力电子装置大量应用之前，最主要的谐波源是电力变压器的励磁电流，其次是发电机。在电力电子装置大量应用之后，它成为最主要的谐波源。
发电机是公用电网的电源，在设计发电机时，采取了许多削弱谐波电动势的措施，因此，其输出电压的谐波含量是很小的。国际电工委员会（IEC）规定发电机的端电压波形在任何瞬间与其基波波形之差不得大于基波幅值的5%。因此，在分析公用电网的谐波时，可以认为发电机电动势为纯正弦波形，不考虑其谐波分量。
变压器的谐波电流是由其励磁回路的非线性引起的，励磁电流的谐波含量和铁心饱和程度直接相关，即和其所加的电压有关。正常晴况下，所加电压为额定电压，铁心基本工作在线性范围内，谐波电流含量不大。但在轻载时电压升高，铁心工作在饱和区，谐波电流含量就会大大增加。另外，在变压器投入运行过程、暂态扰动、负载剧烈变化及非正常状态运行时。都会产生大量的谐波。
电弧炉的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。电弧长度的不稳定性和随机性，使得其电流谐波频谱十分复杂。电弧炉工作在熔炼期间谐波电流很大，当工作在精练期间时，由于电弧特性较稳定，谐波电流较小。
二、电能质量的检测方法
电能质量指标检测有连续检测和专项检测两种方法，连续检测主要适用于供电电压偏差和频率偏差指标：而专项检测主要适用于不需连续检测或干扰源设备接入电网前后的检测。
另外，电能质量指标连续检测点的设置应覆盖主网及全部供电电压等级，并在电网内呈均匀分布。
国内外的电力部门为电能质量的监测做了大量的工作。1992-1995年，美国电力研究院（EPRI）在全国范围内进行了大规模的电能质量普查，获得了大量电能质量数据。本文所讨论的一个城市电力公司于2000年成立了该城市配电网电能质量管理小组，在全公司范围进行电能质量监督和测量工作，重点负责对检查不合格的谐波源进行治理。为了对谐波进行监督并全面分析其产生的原因，选择弃有大型谐波源的变电站，有大型电容器组的变电站，本系统内发电厂升压站控制室进行谐波监测。
电力系统中谐波的实际测量结果是谐波问题研究的主要依据，也是研究分析问题的出发点。由于电子技术，特别是数字电子技术的进步，已有许多仪器能对谐波进行连续的测量，提供必需的信息，为谐波分析工作提供了有利的条件。
三、电能质量的改善方法
1、变电站母线电压偏差变电站母线电压偏差的大小，与变压器的型号（是否有载调压、额定出口电压）、电容器的投切以及负载的大小有关。当变压器中、低压侧额定出口电压比较高时（比如11KV），同时变压器负载较轻时，则电压偏差容易超上限；对于无载调压变压器，由干不能及时调整变压器的分接头，在负荷高峰容易出现电压偏低的情况，在负荷低谷容易出现电压偏高的现象，这些情况都使母线电压产生较大的偏差，从而影响用户的正常用电。
因此，对于变电站母线电压偏差过大的情况，我们应该从以下几个方面进行考虑：
（1）从变电站设计开始综合考虑，选择有载调压变压器和合适的额定出口电压，同时应在低压母线加装电容器（配备一定容量的电抗器，以防止产生谐波放大）。对于无人值班变电站，应考虑装设电压无功自动控制装置（VQc），采取逆调压的方式，进行实时控制，以保证电压在正常的偏差范围内波动。
（2）对于电容器的配置，在条件允许的情况下，应采取分组、分级投切的方式，以避免由于整组电容器容量过大，造成电容器不能投人的情况。
（3）根据电网的实际晴况，可以采取过补偿与欠补偿的无功补偿方式，以满足电压无功的要求。
2、用户端电压偏差用户端电压偏差，与电网结构，线路长短有很大关系。早期建设的线路导线细，供电半径过大，有的长达100多千米，电压偏低是显而易见的。另外对于一些人负荷用户，当其动力装置投入运行后，由于未能及时投人电容器，致使电压偏低。针对线路与用户的原因，改善电压偏差的主要措施有四：
（1）合理设置电源点，减小供电半径，使其在合理的范围内，以减少压降。
（2）采用动态和静止补偿无功相结合的办法，就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，无功负荷的变化在电网各级系统中均产生电压偏差，它是产生电压偏差的源，因此，就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，从源上解决问题，是最有效的措施。如在配电变台安装电容器进行就地补偿。
（3）调整同步电动机的励磁电流，在铭牌规定值的范围内适当调整同步电动机的励磁电流，使其超前或滞后运行，就能产生超前或滞后的无功功率，从而达到改善网络负荷的功率因数和调整电压偏差的目的。
（4）采用有载调压变压器。从总体上考虑无功负荷只宜补偿到功率因数为0.90-0.95，仍然有一部分变化无功负荷要电网供给而产生电压偏差，这就需要分区采用一些有效的办法来解决，采用有载调压变压器就是有效而经济的办法之一。
总之，改善电压偏差需要从多个方面人手，综合治理。
（1）做好负荷规划和电网的合理布局，实现电网结构优化。
在电网规划过程中应按照用户电能质量要求合理地规划电网结构。规划人员要对规划小区内用户的负荷变化情况做好详细预测，避免用户负荷大幅度变化时电网无法做出及时的反应。将中压配电网络深人到负荷中心，扩大中压供电网络的覆盖面。合理缩小配电变压器的容量，增加配变台数，缩短供电半径。调整线路，均衡线路负荷。合理调整设备负荷，防止用电设备长期过负荷运行。
（2）合理配置有载调压装置。
在制定用户业扩方案时应使用户电源点至少经过系统中一级有载调压装置和调压变压器。如果用户负荷变化大，电压结构复杂，制定用户供电方案至少应当使用户的供电电源经过系统中两级有载凋压装置，同时适当的加大供电线路的线径。
（3）加强无功负荷管理，做到无功负荷分层分区就地平衡。
加大执行功率因数调整电费电价的范围，鼓励用户合理投切无供补偿装置；在各个电压等级上合理配备无功补偿装置，减少无功在电网中的流动。对功率因素偏低的用户大功率设备要使无功补偿装置与设备同步投切，合理安排电网运行方式，做好无功功率分层分区平衡。
四、结束语
电能质量分析篇7
【关键词】智能建筑安装工程施工质量质量监控
中图分类号： TU758 文献标识码： A 文章编号：
近年来，智能建筑在城市建设中广泛涌现。机电设备是智能建筑的重要设施设备，机电设备的安装关系到智能建筑工程建设整体工程质量，做好智能建筑的机电安装质量控制，是提高智能建筑工程质量的重要组成部分。笔者根据多年工程实践认为主要有以下几个关键环节的监控。
1加强工作协调
建筑大楼内强、弱电专业门类齐全，施工队伍多，施工技术水平参差不齐。在各自的承包范围内施工队往往只注重本工种的进度．而忽视专业交界面的施工。为了能使各施工单位协调配合，交错施工 质量达标 建设和监理单位要着重抓好以下几个关键性工作。
1．1 适时办理交接手续。要求专业队伍增加人力，集中扫管，抓紧办理交接手续；另一方面要做总包方工作，办交接手续后对漏做的管盒，只要是图纸上有的一定要补做并要求双方顾全大局，互相体谅；
1.2分清专业施工界面。强电和弱电的施工设计图纸界面往往分不清，如气体灭火控制屏的220V电源线、空调机的控制柜至电源箱间的管线等虽属于强电的范围，但强电施工单位仔细审图，及早提出问题，并通知设计单位进行修改，让强电方施工有依据；
1.3耐心磨合，交错施工。跨专业之间的施工、调试．需要仔细安排，早作分析，协调进行水、电等专业的配合，检查落实施工工序等。做到各专业施工逐步适应计划，以期达到较好的磨合 得到较高的质量保证。
2重点抓好设备安装质量控制
电气工程专业性强 工程投资少、时间紧、作业面宽、工程繁杂．质量要求高 在监控过程中．应因地制宜、总结经验．抓住工程中的关键环节、坚持报难制度、处理解决关键性质量问题．避免施工中的偷工减料和系统混乱状态的发生。
2.1配电装置。
配电装置是电气工程的核心 对配电装置从设备进货到安装调试，要严格按图施工和规范验收。大楼内变压器、高压开关柜 低压开关柜等设备都比较先进，但也出现一些技术性问题。在实际工程中，常常会发现低压开关柜内回路开关的动作整定电流与设计不符、供货的开关大小满足不了要求等现象。因为整定电流是保护下级设备和电缆的动作值，整定电流小，开关容易跳闸．停电；整定电流大，系统出现过载和非金属性短路时开关不跳闸 造成人员和设备的安全事故，所以，施工中来不得半点马虎。在监控过程中应仔细检查 核对图纸 消除事故隐患；
2.2 电力电缆。
电缆是输送电能的载体 若质量不高．就会造成火灾等事故的频繁发生。工程中使用的电缆绝大多数是沿竖井、桥架和沟道铺设 电缆集中、数量多 规格从4mm2～185mm2的三芯至五芯电力电缆不等如不分门别类，严格审查 就会出现施工混乱、以次充好 造成运行中电缆过热 发生危险的现象。如某工程中电缆型号有GNHYJE22、GNHYJE、GN—HYJV22、GNHYJV、GZRYJV22等 施工单位在布放强电竖井的电缆时，将50mm2的GNHYJE型电缆换成了GN—HYⅣ 型电缆 将10mm2的GNHYJE型换成了GNHYJV型电缆，降低了防火标准和使用性能。我们及时通知了路工单位并更换电缆，追查责任，避免了类似现象的发生；
2.3 配电箱 柜(盘)本体外观检查应无损伤及变形．油漆完整无损。柜(盘)内部检查：电器装置及元件、绝缘瓷件齐全，无损伤、裂纹等缺陷。安装前应核对配电箱编号是否与安装位置相符，按设计图纸检查其箱号、箱内回路号。箱门接地应采用软铜编织线，专用接线端子。箱内接线应整齐，满足设计要求及验收规范(GB50303—2002)的规定。
按图纸要求预制加工基础型钢架．并做好防腐处理，按施工图纸所标位置，将预制好的基础型钢架放在预留铁件上，找平、找正后将基础型钢架、预埋铁件、垫片用电焊焊牢。最终基础型钢顶部宜高出抹平地面10mm。基础型钢接地：基础型钢安装完毕后，应将接地线与基础型钢的两端焊牢．焊接面为扁钢宽度的二倍，然后与柜接地排可靠连接。并做好防腐处理。
应按施工图的布置，将配电柜按照顺序逐一就位在基础型钢上。单独柜(盘)进行柜面和侧面的垂直度的调整可用加垫铁的方法解决，但不可超过三片．并焊接牢固 成列柜(盘)各台就位后，应对柜的水平度及盘面偏差进行调整，应调整到符合施工规范的规定。
挂墙式的配电箱可采用膨胀螺栓固定在墙上，但空心砖或砌块墙上要预埋燕尾螺栓或采用对拉螺栓进行固定。安装配电箱应预埋套箱，安装后面板应与墙面平。柜(盘)调整结束后，应用螺栓将柜体与基础型钢进行紧固。每台柜(盘)单独与基础型钢连接，可采用铜线将柜内PE排与接地螺栓可靠联结．并必须加弹簧垫圈进行防松处理。每扇柜门应分别用铜编织线与PE排可靠联结。柜(盘)顶与母线进行连接，注意应采用母线配套扳手按照要求进行紧固，接触面应涂中性凡士林。柜问母排连接时应注意母排是否距离其他器件或壳体太近，并注意相位正确。应检查线路是否因运输等因素而松脱，并逐一进行紧固，电器元件是否损坏。原则上柜(盘)控制线路在出厂时就进行了校验，不应对柜内线路私自进行调整，发现问题应与供应商联系。
2.4弱电设备安装。智能建筑内弱电设备多，专业性强，每个弱电子系统均有专门的技术人员安装调试，监控管理人员一般对诸多智能系统不可能都精通，应在抓好线管 线槽施工质量的同时，着重对系统设备的功能进行监控。在签订合同过程中，专业队伍为了竞争夺标，往往提出实现系统的许多功能，许多测控点，而报价又不高，以增加竞争优势。在施工时，为了省钱．往往去掉某些功能，忽略一些测控点。管理人员若不按合同监控，就会使工程少测控点、缺功能。
3 严格做好质量监控
3.1 认真阅图是做好质量监控的前提。图纸是施工阶段的前提和依据，只有详细消化图纸，对工程每一系统做到心中有数．才能在现场发现问题和纠正错误，做到对工程质量的预控。在施工前的每一阶段，都要仔细地审图和校图，特别是对每一份设计修改通知单，都要认真地进行管理，逐一描绘到蓝图上。
3．2 熟悉规范，把好质量关。在监控工作中，要加强学习，熟悉规范是前提，要仔细认真，深入现场，严格质量管理。
结束语：
电能质量分析篇8
前言
目前，电网电能质量监测主要是利用便携式电能质量分析仪不定期对变电站或直接污染源进行测试，测试时间短，发现问题的几率小，部分安装了电能质量监测设备的变电站，由于没有建立电能质量在线监测系统，不能实现数据远传和数据保存，导致其功效低，以上监测方式其局限性主要表现在以下几个方面：1、实时性不强：由于监测手段落后，监测点分散，不能及时获得各监测数据；2、工作量大：需要花费大量的人力物力去收集的数据进行大量的统计分析；3、效率低：由于缺乏系统的电能质量数据，从发现电能质量的问题到解决问题，往往需要进行反复测试，需要很长的时间，无法形成一个高效率的电能质量监督管理体系。
为此开展全网电能质量在线监测系统的应用及研究、实现电能质量数据的远程监测及管理是取得一手数据，为电能质量综合治理提供可靠保障的基础。
信息技术在电能质量监测与分析中的应用
电能质量监测网一般由三部分组成：电能质量监测装置、通信网络、电能质量监测中心。根据电能质量监测点布点范围，电能质量监测与分析系统的建设目标是建立一个覆盖全地区的二级电能质量监测分析网络。第一级是监测终端（包括电网所有变电站以及大用户等），依靠就地安装的在线式电能质量监测仪对监测点电能质量的连续不间断测量；第二级是电能质量监测中心即公司级主站（电能质量监控中心），由通信服务器、数据库服务器、数据存储设备（磁盘阵列）、WEB服务器、管理员工作站和可直接登录主站的客户端组成，负责对全地区电网电能质量的综合统计、分析、查询。电能质量数据来源于第一级，通过数据通讯层自动完成采集数据的上传。
在网络通道方面，第一级与第二级之间主要采用电力光纤通信专网连接。整个系统是一个树型结构，其网络分布如图1。
·监测系统简述
电网电能质量监测系统实现了电能质量指标的全面监测和统一管理，具有良好的可靠性、实用性、可扩展性和兼容性，其规模可根据需要任意扩展。
监测系统由监测中心主站和变电站子系统两大部分组成，监测主站与当地监测单元相连，实现分散监测，分级集中管理功能，其结构见图1。
·监测中心主站结构
监测中心负责对监测单元的监测数据进行集中处理，并对监测单元进行远程维护和操作；可以通过接口应用与其它厂家的电能质量监测系统实现对接。主要由以下设备组成。
数据服务器：整个系统中存储监测点监测数据和配置信息的数据中心，为主站系统中其它部分功能的实现提供数据交互支持，是电能质量监测系统的核心，要求特别高时可配置成主备用系统。监测主机的配置原则：考虑监测中心的海量数据以及告诉处理，配置双2？60G冗余硬盘和双通道2？12M内存，保证了数据的可靠性、高效性，配置高性能服务器，而非简单的商用机，保证监测系统的长期运行。
通信服务器：为系统中主站和监测装置进行数据交互提供通信支持，处理所有监测装置上送的数据后存入数据服务器，同时处理并下发主站下行设置信息给监测装置。
维护工作站：实现系统主站维护管理的平台，运行管理分析软件。维护工作站的数目可以扩充，且物理位置随意。
Web服务器：为用户提供数据查询、分析等web服务的平台，为不同身份的用户设置不同的访问权限和提供不同的数据浏览支持。
接口应用：与其它厂商的监测系统进行对接，实现信息即资源共享。
·变电站子系统结构
每个变电站子系统主要包括一定数量及型号的监测装置和一台通讯协议转换器。转换器型号根据变电站实际的通讯线路来决定。监测装置之间通过485总线或以太网连接，监测装置到通讯转换器的最大通讯距离为1200米。每个变电站子系统只需要占用一条通讯线路或资源（如IP地址）。
·电能质量在线监测装置
根据国标要求，监测装置可对稳态电能质量（包括电网电压偏差、频率偏差、谐波、三项不平衡度、电压波动和闪变）、暂态电能质量（包括电压骤升骤降、电压短时中断）等各项参数实时在线监测。
在线监测装置作为电能质量监测系统数据的提供源，采样精度、采样速度要求十分重要。具有512点/周波的采样速度，暂态捕捉可达到最小20us的子周波瞬变；同时采用双CPU和DPS高效处理器，保证测量精度。
监测装置应具有多通讯口，且能并行工作，一是保证当前系统的可靠性，二也能为其它系统的数据交互提供可能。应采用工业级的Modem以及工业级的以太网口，尽量少的采用外置Modem以及用RS-485/RS-232转成的虚拟以太口，这样可以大大降低由于通讯链路环节的增多及数据通讯的瓶颈所带来的性能上的损失。
监测装置内置FLASH，可本地保存监测数据，稳态数据能够保存2～6个月的记录，暂态数据能够保存总时长20～120分钟的录波数据，并预留容量升级接口。
·电能质量监测与分析系统软件
主要功能：包括读取电能质量监测装置的电能质量数据，并可对监测装置进行远程维护和操作；将获取的电能质量数据存放到数据库中统一管理，查询、分析和评估数据库中的电能质量数据；能够与其它厂商的电能质量监测系统实现对接。
软件组成：包含数据库服务软件、通讯服务软件、WEB服务软件、管理分析软件、接口软件5个部分。5个部分独立运行，既可运行于同一电脑上也可分别运行于不同电脑，彼此之间以网络方式通讯。
分析软件对除闪变外的所有稳态指标进行实时监控，实时模式每3秒钟刷新一次；可实时显示各次谐波的波形、频谱图、谐波功率频谱图，并可任意放大缩小图形；可同时对多个变电站及多条线路进行监控，并即时对超限数据给出报警提示。
WEB服务器主要向用户提供数据查询、分析等服务，可使用户方便的对供电线路的谐波、三相不平衡、电压偏差、波动闪变、频率、功率、暂态事件等监控数据进行查询、分析和统计；查询及分析结果可保存为Word、Excel等格式文件。可根据客户的实际需要订制报表。报表包括以下功能：报表分析、图形分析、记录查询、暂态事件分析
结束语
通过电能质量监测系统的运行，对监测对象进行全局分析，及时分析和反映电网的电能质量水平，找出电网中影响电能质量的原因，对电能质量可能造成的危害及其影响范围和程度，提出相应策略，采取相应的措施，对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。
（1）提供评估电力系统性能所需的信息，并可与其它电力系统相比较。
（2）对干扰源客户进行监控，维护电力系统设备的正常运行。
（3）帮助电能质量敏感性客户建立和维护100%可靠性供电。
（4）为电能质量问题治理措施提供技术支持。