發(fā)電廠電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)技術(shù)課件

發(fā)電廠電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要內(nèi)容一、電能質(zhì)量背景知識(shí)二、現(xiàn)行電能質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)三、劣勢(shì)電能質(zhì)量影響與經(jīng)濟(jì)損失調(diào)查四、發(fā)電廠電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用什么是電能質(zhì)量？ IEC（1000-2-2/4）標(biāo)準(zhǔn)：供電裝置正常工作情況下不中斷和干擾用戶使用電力的物理特性

導(dǎo)致用戶電力設(shè)備不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差，造成用電設(shè)備故障或者誤動(dòng)作的任何電力問(wèn)題

電能質(zhì)量背景知識(shí)

電能質(zhì)量理解

PowerQuality——電能質(zhì)量，是指通過(guò)公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的品質(zhì)。圍繞電能質(zhì)量的含義，從不同角度理解通常包括：（1）電壓質(zhì)量：是以實(shí)際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的電能是否合格的概念。這個(gè)定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問(wèn)題。（2）電流質(zhì)量：反映了與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化，是電力用戶除對(duì)交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運(yùn)行。這個(gè)定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降低線損。（3）供電質(zhì)量：其技術(shù)含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性，非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量。包括供電企業(yè)對(duì)用戶投訴的反映速度以及電價(jià)組成的合理性、透明度等。（4）用電質(zhì)量：包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費(fèi)等。電能質(zhì)量背景知識(shí)

電力系統(tǒng)常見(jiàn)電磁現(xiàn)象

一個(gè)良好的電能應(yīng)該是連續(xù)的，電源的電壓和頻率總是保持在允許范圍內(nèi)，且電壓和電流具有純正的正弦波曲線。以下是電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的電磁現(xiàn)象。

電能質(zhì)量背景知識(shí)電能質(zhì)量背景知識(shí)

電能質(zhì)量指標(biāo)

電壓偏差、頻率偏差、諧波、間諧波、電壓波動(dòng)和閃變、三相電壓不平衡度、暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓、電壓暫降……

電能質(zhì)量指標(biāo)特點(diǎn)

空間上、時(shí)間上不斷變化

需要供、用電雙方共同合作維護(hù)電能質(zhì)量背景知識(shí)

電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差術(shù)語(yǔ)和定義標(biāo)稱(chēng)頻率

nominalfrequency：系統(tǒng)設(shè)計(jì)選定的頻率。頻率偏差frequencydeviation：系統(tǒng)頻率的實(shí)際值和標(biāo)稱(chēng)值之差。頻率偏差=實(shí)測(cè)頻率-標(biāo)稱(chēng)系統(tǒng)頻率頻率合格率

frequencyqualificationrate

實(shí)際運(yùn)行頻率偏差在限值范圍內(nèi)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間與對(duì)應(yīng)的總運(yùn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)間的百分比。12術(shù)語(yǔ)和定義電壓偏差

voltagedeviation：

實(shí)際運(yùn)行電壓對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓的偏差相對(duì)值，以百分?jǐn)?shù)表示。電壓合格率

voltagequalificationrate

實(shí)際運(yùn)行電壓偏差在限值范圍內(nèi)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間與對(duì)應(yīng)的總運(yùn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)間的百分比。

電能質(zhì)量供電電壓偏差術(shù)語(yǔ)和定義基波（分量）

fundamental（component）：對(duì)周期性交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分級(jí)，得到的頻率與工頻相同的分量。諧波（分量）

fundamental（component）：對(duì)周期性交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分級(jí)，得到的頻率為基波頻率大于1整數(shù)倍的分量。諧波含量（電壓或電流）

harmoniccontent（forvoltageorcurrent）：從周期性交流量中減去基波分量后所得的量。諧波含有率

harmonicratio(HR)：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之比。第h次諧波電壓含有率以HRUh

表示,第h次諧波電流含有率以HRIh

表示總諧波畸變率

totalharmonicdistortion(THD)：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。電壓總諧波畸變率以THDu表示,電流總諧波畸變率以THDi表示

電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波諧波電壓限值

公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓)限值見(jiàn)表1。

表1

公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓)

電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波諧波電流允許值

公共連接點(diǎn)的全部用戶向該點(diǎn)注入的諧波電流分量(方均根值)不應(yīng)超過(guò)下表中規(guī)定的允許值。當(dāng)公共連接點(diǎn)處的最小短路容量不同于基準(zhǔn)短路容量時(shí)，下表中的諧波電流允許值可按照比例換算。

電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波術(shù)語(yǔ)和定義基波分量

fundamentalcomponent：對(duì)周期性交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分級(jí)，得到的頻率與工頻相同的分量。間諧波分量

interharmoniccomponent：對(duì)周期性交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分級(jí)，得到的頻率不等于基波頻率整數(shù)倍的分量。間諧波次數(shù)

interharmonicorder：ih

間諧波頻率與基波的比值。間諧波含有率

interharmonicratio；IHR

周期性交流量中含有的第ih次間諧波分量的方均根值與基波分量的方均根之比。第ih次諧波電壓含有率以IHRUih

表示，第h次諧波電流含有率以IHRIih

表示

電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波限值1.220kV及以下電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)間諧波電壓含有率不大于表1限值表1間諧波電壓含有率限值（%）2.接于公共連接點(diǎn)的單個(gè)用戶引起的各次間諧波電壓含有率一般不得超過(guò)表2限值，根據(jù)連接點(diǎn)的負(fù)荷狀況，此限值可以做適當(dāng)變動(dòng)，但必須滿足1.規(guī)定

表2單一用戶間諧波電壓含有率限值（%）

電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波閃變燈光照度不穩(wěn)定造成的視感。

電壓波動(dòng)會(huì)引起部分電氣設(shè)備不能正常工作。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)電子計(jì)算機(jī)和控制設(shè)備不需要特別去關(guān)注，而在商用和民用建筑的照明設(shè)備中，白熾燈占有相當(dāng)大的數(shù)量，電壓的波動(dòng)會(huì)造成白熾燈光明顯閃爍，嚴(yán)重時(shí)使人眼難以忍受，為此，選白熾燈的工況作為判斷電壓波動(dòng)值是否能被接受的依據(jù)。由電壓波動(dòng)造成燈光的閃爍，其專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)稱(chēng)之為閃變（有時(shí)也稱(chēng)為電壓閃變VoltageFlicker）。因此說(shuō)，閃變是電壓波動(dòng)引起的有害結(jié)果，是指人對(duì)照度波動(dòng)的主觀視感，它不屬于電磁現(xiàn)象。短時(shí)間閃變

shorttermseverity：Pst

衡量短時(shí)間（若干分鐘）內(nèi)閃變強(qiáng)弱的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量值，短時(shí)間閃變的基本記錄周期為10min。長(zhǎng)時(shí)間閃變

shorttermseverity：Plt

由短時(shí)間閃變值Pst推算出，反映長(zhǎng)時(shí)間（若干小時(shí)）內(nèi)閃變強(qiáng)弱的量長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間閃變的基本記錄周期為2h。

電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變電壓波動(dòng)和閃變限值電壓波動(dòng)限值閃變限值

電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)，在系統(tǒng)正常運(yùn)行的較小方式下，以一周（168h）為測(cè)量周期，所有長(zhǎng)時(shí)間閃變值都應(yīng)滿足閃變限值表的要求。

電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變電壓不平衡度限值1.電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)電壓不平衡限值為：電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)序電壓不平衡度不超過(guò)2%。短時(shí)不得超過(guò)4%；2.接于公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶引起該點(diǎn)負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時(shí)不超過(guò)2.6%。根據(jù)連接點(diǎn)的負(fù)荷狀況以及鄰近發(fā)電機(jī)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置安全運(yùn)行要求，該允許值可作適當(dāng)變動(dòng)，但必須滿足1.的規(guī)定。

電能質(zhì)量三相電壓不平衡術(shù)語(yǔ)和定義過(guò)電壓

overvoltage

以Um表示三相系統(tǒng)最高電壓，則峰值超過(guò)系統(tǒng)最高相對(duì)地電壓峰值（Um）或最高相間電壓峰值（Um）的任何波形的相對(duì)地或相間電壓分別為相對(duì)地或相間過(guò)電壓。暫時(shí)過(guò)電壓

temporarayovervoltage

在給定安裝點(diǎn)上持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的不衰減或弱衰減的（以工頻或其一定的倍數(shù)、分?jǐn)?shù)）振蕩的過(guò)電壓瞬態(tài)過(guò)電壓

transientovervoltage

持續(xù)時(shí)間數(shù)毫秒或更短，通常帶有強(qiáng)阻尼的振蕩或非振蕩的一種過(guò)電壓。它可以疊加于暫時(shí)過(guò)電壓上。

電能質(zhì)量暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓電壓暫降的特征量在電壓暫降的分析中，通常將暫降時(shí)的電壓有效值與額定電壓有效值的比值定義為暫降幅值；將暫降從發(fā)生到結(jié)束之間的時(shí)間定義為持續(xù)時(shí)間；將單位時(shí)間內(nèi)（評(píng)估時(shí)通常一年）發(fā)生電壓暫降的次數(shù)定義為暫降頻次。0%20%40%60%80%100%電壓RMS(%)暫降幅值=45%持續(xù)時(shí)間=5周波時(shí)間（周波或s）

暫降幅值、持續(xù)時(shí)間、暫降頻次是標(biāo)稱(chēng)電壓暫降嚴(yán)重度的最重要的三個(gè)特征量(有時(shí)還可能出現(xiàn)電壓相位跳變)。t(s)0.080.060.040.024002000-200-4000（a）電壓凹陷與補(bǔ)償后波形u(V)12

電壓暫升、暫降、短時(shí)中斷短時(shí)間中斷當(dāng)電壓有效值降低到接近于零時(shí)，則稱(chēng)為中斷。由于對(duì)電壓暫降下降幅度定義不同，對(duì)“接近于零”的定義也有不同：

IEC定義“接近于零”為“低于額定電壓的1%”；IEEE定義為“低于10%”[IEEEStd.1159-1995]。由于故障自動(dòng)恢復(fù)裝置（線路重合閘和備用電源自動(dòng)投入裝置）在電力系統(tǒng)的應(yīng)用，出現(xiàn)了短時(shí)間中斷現(xiàn)象。

電壓暫升、暫降、短時(shí)中斷電壓暫降現(xiàn)象的起因引起電壓嚴(yán)重暫降的主要原因是系統(tǒng)元件或線路的故障。(雷電等惡劣天氣影響)特征：暫降幅度大、近乎矩形曲線、持續(xù)時(shí)間短（即故障在線時(shí)間）引起電壓暫降的另一主要原因是重型負(fù)荷的啟動(dòng)。特征：暫降幅度小、非規(guī)則矩形、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)圖a：線路短路圖b：大型電機(jī)啟動(dòng)

就現(xiàn)象而言,電壓暫降并不是新問(wèn)題。但是,由于其危害和影響十分突出,它成為近年來(lái)日益引起電工界關(guān)注的最重要的電能質(zhì)量問(wèn)題.

電壓暫升、暫降、短時(shí)中斷

暫態(tài)電能質(zhì)量事件對(duì)比

暫態(tài)電能質(zhì)量事件對(duì)比按信號(hào)的接入方式分1.直接接入式直接將待測(cè)電壓、電流信號(hào)接入監(jiān)測(cè)設(shè)備，不需要中間設(shè)備。2.間接接入式待測(cè)電壓、電流信號(hào)經(jīng)傳感器接入監(jiān)測(cè)設(shè)備。

按使用方式分1.

便攜式

根據(jù)需要，臨時(shí)裝設(shè)于現(xiàn)場(chǎng)。一般應(yīng)便于攜帶、運(yùn)輸。2.固定式

固定裝設(shè)在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，長(zhǎng)期在線運(yùn)行。一般無(wú)需進(jìn)行操作，自動(dòng)完成設(shè)定的監(jiān)測(cè)、存取、傳輸?shù)裙δ?/p>

GB/T19862-2005電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備通用要求監(jiān)測(cè)功能注：具有表中單項(xiàng)或幾項(xiàng)監(jiān)測(cè)功能的監(jiān)測(cè)設(shè)備也均按照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。表

監(jiān)測(cè)功能一覽表

GB/T19862-2005電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備通用要求系統(tǒng)頻率偏差的危害電壓偏差的危害三相不平衡的危害諧波的危害電壓暫態(tài)事件的危害（暫降、暫升和短時(shí)中斷）劣勢(shì)電能質(zhì)量影響與經(jīng)濟(jì)損失調(diào)查系統(tǒng)頻率偏差過(guò)大對(duì)用電負(fù)荷的危害產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有保證工業(yè)企業(yè)降低勞動(dòng)生產(chǎn)率機(jī)械工業(yè)使電子設(shè)備不能正常工作，甚至停止運(yùn)行。現(xiàn)代工業(yè)

系統(tǒng)頻率偏差的危害系統(tǒng)頻率偏差過(guò)大對(duì)電力系統(tǒng)的危害降低發(fā)電機(jī)組效率，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)系統(tǒng)頻率崩潰或電壓崩潰；汽輪機(jī)在低頻下運(yùn)行時(shí)容易產(chǎn)生葉片共振；處于低頻率系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)和變壓器會(huì)給系統(tǒng)電壓調(diào)整帶來(lái)困難；頻率下降，電容器無(wú)功出力成比例降低，不利于系統(tǒng)電壓的調(diào)整；頻率偏差大使感應(yīng)式電能表的計(jì)量誤差加大。

系統(tǒng)頻率偏差的危害案例：保護(hù)誤動(dòng)造成頻率下降大面積停電

2006年7月1日20：48，華中（河南）電網(wǎng)發(fā)生重大電網(wǎng)事故--“7?1”電網(wǎng)事故，這是建國(guó)以來(lái)中國(guó)最大一起電網(wǎng)事故。該事故導(dǎo)致華中（河南）電網(wǎng)多條500千伏線路和220千伏線路跳閘、多臺(tái)發(fā)電機(jī)組退出運(yùn)行，電網(wǎng)損失部分負(fù)荷，造成河南5市停電，并影響到周邊湖北、湖南、江西等各省電網(wǎng)。 根據(jù)有關(guān)資料，河南500kV嵩鄭雙回線繼電保護(hù)誤動(dòng)作跳閘，原線路178萬(wàn)千瓦的負(fù)荷完全轉(zhuǎn)移到和它電磁環(huán)網(wǎng)的220kV系統(tǒng)，先過(guò)負(fù)荷繼而全網(wǎng)穩(wěn)定破壞，系統(tǒng)振蕩不僅波及西到四川、南到湖南、東到江西的華中全網(wǎng)，而且波及北到華北電網(wǎng)。發(fā)電機(jī)組共26臺(tái)跳閘、出力損失600多萬(wàn)千瓦。華中和華北的弱聯(lián)系單回500kV聯(lián)絡(luò)線手動(dòng)解列。華中電網(wǎng)頻率下降到49.1Hz，負(fù)荷損失近380萬(wàn)千瓦。

電壓偏差時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)的影響

當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓降低變化時(shí)，會(huì)使連接在發(fā)電機(jī)母線上的廠用電壓降低，從而降低了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，影響機(jī)械出力，汽機(jī)的給水泵給水壓力降低，鍋爐風(fēng)機(jī)壓力不足等等，必然影響鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)本身的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。同時(shí)電機(jī)電流增大，使廠用電動(dòng)機(jī)因過(guò)負(fù)荷而發(fā)熱。另外電壓降低會(huì)使用戶端電壓降低，輸電線路電流增大，線路損耗增加，這樣惡性循環(huán)，破壞電網(wǎng)的穩(wěn)定性。 當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓降低變化時(shí)，降低了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，因?yàn)殡妷菏怯蓺怏w磁通感應(yīng)產(chǎn)生的，電壓減低說(shuō)明了定子、轉(zhuǎn)子磁極間的磁力線減少，它們的拉力變?nèi)?，發(fā)電機(jī)易失去同步，使電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性損壞，造成系統(tǒng)振蕩。

電壓偏差的危害

電壓偏差時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響 電壓的變化是系統(tǒng)中無(wú)功功率失去平衡的反映，也是電壓失去平衡的結(jié)果，它對(duì)電氣設(shè)備的危害性很大： 發(fā)電機(jī)在低于額定電壓運(yùn)行時(shí)，要維持同樣的出力，定子電流必然增加，如果定子線圈電流在額定電壓下已達(dá)額定值，電壓減低后要維持有功出力不變，那么發(fā)電機(jī)的無(wú)功將隨電壓降低而減少，就是電壓每降低1%，無(wú)功出力將減低3%。 靜電電容器的出力與電壓的平方成反比，因此電壓在一定范圍內(nèi)每減低1%，其出力就減少2%。 線路損耗受電壓的影響較大，它與電壓的平方成反比，在一定范圍內(nèi)電壓每減低1%，其出力就減少2%。

電壓偏差的危害（a）白熾燈；（b）熒光燈

電壓偏差的危害山西汾陽(yáng)城區(qū)電能質(zhì)量指標(biāo)嚴(yán)重下降2009年7月底以來(lái)，汾陽(yáng)城區(qū)電能質(zhì)量顯著下降，主要表現(xiàn)為電壓過(guò)低。白熾燈以及其他照明燈具一直處于忽明忽暗的狀態(tài)。電扇不但轉(zhuǎn)速下降，甚至突然可能停止轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致燒壞電動(dòng)機(jī)。電視機(jī)時(shí)常無(wú)法收看。電腦、調(diào)制解調(diào)器也不能正常使用，電壓劇烈變化時(shí)經(jīng)常停機(jī)，都必須重新啟動(dòng)。好在是電壓過(guò)低，如果是過(guò)電壓，我家還怕都四處燒高香了。山西電力汾陽(yáng)支公司應(yīng)該給個(gè)說(shuō)法。

舉例：電壓偏差造成的投訴

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

負(fù)序電壓產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和輸出功率下降，還可能引起電動(dòng)機(jī)振動(dòng)。

變壓器

變壓器處于不平衡負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，如果其中一相電流已先達(dá)到變壓器額定電流，則其余兩相電流只能低于額定電流，此時(shí)變壓器容量得不到充分利用。

三相不平衡的危害

換流器

三相電壓不平衡使換流器的觸發(fā)角不對(duì)稱(chēng)，換流器將產(chǎn)生較大的非特征諧波。非特征諧波電流的出現(xiàn)對(duì)換流器的諧波治理提出更高要求，直接導(dǎo)致?lián)Q流器總投資增大。

繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置

三相不平衡系統(tǒng)中的負(fù)序分量偏大，可能導(dǎo)致一些作用于負(fù)序電流的保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。此外，系統(tǒng)三相不平衡還會(huì)使某些負(fù)序啟動(dòng)元件對(duì)系統(tǒng)故障的靈敏度下降。

三相不平衡的危害線損

在三相不平衡系統(tǒng)中，線路除正序電流產(chǎn)生的正序功率損耗外，還有負(fù)序電流及零序電流產(chǎn)生的附加功率損耗，因此加大了線路的總損耗，降低了電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。計(jì)算機(jī)

低壓三相四線制系統(tǒng)中，三相不平衡引起中性線上出現(xiàn)不平衡電流，中性點(diǎn)電位會(huì)產(chǎn)生漂移。嚴(yán)重的零電位漂移對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生電噪聲干擾，可能使計(jì)算機(jī)無(wú)法正常工作。

三相不平衡的危害臺(tái)州發(fā)電廠2004年電能質(zhì)量不平衡度為0.7%，同比上升75%，即同比電量損失增加3270萬(wàn)千瓦，造成直接經(jīng)濟(jì)損失1100萬(wàn)元。2005年進(jìn)行電能質(zhì)量分析，采取措施，不平衡度下降至0.41%，電能損失明顯減少，減少經(jīng)濟(jì)損失1000多萬(wàn)元

舉例:不平衡危害

諧波對(duì)并聯(lián)電容器組影響最為顯著。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約有70%的諧波故障是發(fā)生在電容器組中。研究指出，對(duì)礦物油浸絕緣的電容器，在電壓總畸變率為5%條件下運(yùn)行二年，介損系數(shù)約提高一倍。

在諧波作用下，電力電纜的損壞也顯著增多。前蘇聯(lián)曾經(jīng)對(duì)比了兩條同時(shí)敷設(shè)在相似環(huán)境溫度下的電纜，其中一條在基本正弦電壓下運(yùn)行，另一條電壓總畸變率為6～8.5%。經(jīng)2.5年運(yùn)行，后者的泄漏電流平均增加36%，比前者經(jīng)3.5年運(yùn)行還大43%。

諧波的危害

由于高次諧波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦流，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)的鐵損增加、使同步電機(jī)的阻尼線圈過(guò)熱，或使感應(yīng)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生附加損耗。另外，高次諧波電流還會(huì)引起振動(dòng)力矩，使電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生周期性的變化。在畸變電壓作用下，電機(jī)和變壓器的絕緣壽命將縮短。國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)諧波電壓總畸變達(dá)10～20%，可以導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)在短期內(nèi)損壞。

在諧波和負(fù)序的共同作用下，電力系統(tǒng)中以負(fù)序?yàn)V過(guò)器為啟動(dòng)元件的多種保護(hù)和自動(dòng)裝置會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)。

對(duì)于采用感應(yīng)系機(jī)構(gòu)的電度表，諧波會(huì)引起電度計(jì)量的誤差，其結(jié)果將導(dǎo)致：產(chǎn)生大量諧波的用戶少付電費(fèi)，而線性用戶反而多付電費(fèi)

諧波的危害

電壓暫降的危害IBM：電能質(zhì)量問(wèn)題是造成數(shù)據(jù)丟失的最大原因！

電壓暫降的危害。汽車(chē)制造業(yè)——靈活的自動(dòng)控制和鏈?zhǔn)焦?yīng)生產(chǎn)線管理由于無(wú)序斷電和上電,暫降導(dǎo)致?lián)p壞部件或加工設(shè)備以及數(shù)字控制設(shè)備需重新設(shè)置控制流程；暫降影響機(jī)器人電焊工的焊接質(zhì)量，甚至需要重新回爐或電焊程序的重啟；暫降使得噴漆線突然停止，在火爐控制重啟前，需要30min凈化空氣控制系統(tǒng)。暫降導(dǎo)致停產(chǎn)的更多時(shí)間是花費(fèi)在整個(gè)生產(chǎn)線再啟動(dòng)上（有報(bào)道講，由于4個(gè)周波的電壓暫降，需要72min才能恢復(fù)生產(chǎn)線工作，造成損失可達(dá)700，000$）

電壓暫降的危害-行業(yè)舉例

塑制品聚合加工業(yè)、造紙業(yè)、玻璃制造業(yè)——電力消耗大戶

暫降導(dǎo)致現(xiàn)代化生產(chǎn)線突然停止意味著重啟前需要數(shù)小時(shí)清除設(shè)備內(nèi)的垃圾。某玻璃制品廠工頻5個(gè)周期的電壓間斷，造成損失約200,000$； IT、通訊業(yè)——高價(jià)值端客戶需要超高可靠性某計(jì)算機(jī)中心2秒的供電中斷引起約600,000$的損失。杭州東信通訊移動(dòng)電話公司一次暫降造成損失達(dá)3，000，000￥。

醫(yī)療器械——暫降引起設(shè)備不正常工作影響診斷、治療、手術(shù)進(jìn)行，甚至危及到病人的生命。

電壓暫降的危害-行業(yè)舉例現(xiàn)象分類(lèi)0.8p.u.0.5s電壓暫降1-2s短時(shí)間中斷受影響的用戶百分比約50%約65%10%的高價(jià)值端用戶的損失>23600$/次>41530$/次用戶平均經(jīng)濟(jì)損失7694$/次11027$/次（夏季）

美國(guó)電力公司調(diào)查統(tǒng)計(jì)：

電壓暫降的危害-損失統(tǒng)計(jì)調(diào)查

電壓暫降的危害-損失統(tǒng)計(jì)調(diào)查

電能質(zhì)量-損失統(tǒng)計(jì)調(diào)查

電壓暫降的危害-損失統(tǒng)計(jì)調(diào)查故障率與供電可靠性差根據(jù)203個(gè)供電局/電業(yè)局統(tǒng)計(jì)，平均供電可靠率僅為99.075%；電壓波動(dòng)大。我國(guó)部分城網(wǎng)電壓合格率僅為82%~86%；供電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重。變流電源、家用電器、冶金、化工企業(yè)大型沖擊電源、電氣化牽引設(shè)備等都是主要的諧波源，造成電壓波形畸變、電壓波動(dòng)、閃變和三相不平衡。

我國(guó)電網(wǎng)電能質(zhì)量問(wèn)題更大發(fā)電廠電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)電廠電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行三點(diǎn)基本要求的考核指標(biāo)保證可靠地連續(xù)供電---供電可靠性指標(biāo)：1)定性分類(lèi)：按對(duì)可靠性的要求將負(fù)荷分為三級(jí)；2)定量考核：開(kāi)展可靠性概率統(tǒng)計(jì)計(jì)算考核。

保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行---發(fā)輸兩個(gè)重要環(huán)節(jié)的考核指標(biāo)：1)煤耗率(g/kW·h)2)線損率（網(wǎng)損率）

(電力網(wǎng)絡(luò)電能損耗／電力網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)電能量)×１００％保證良好的電能質(zhì)量---國(guó)家電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)定1)電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)(有功和無(wú)功電源的設(shè)置，電壓等級(jí)選擇)和運(yùn)行方式(結(jié)線方式和接地方式等)調(diào)配中的綜合保證2)電能質(zhì)量的六項(xiàng)指標(biāo)可靠經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)改善電能質(zhì)量效益舉例一汽轎車(chē)年可節(jié)省成本估計(jì)舉例：?2011年產(chǎn)值252.74億元,按改善電能質(zhì)量單位產(chǎn)值可節(jié)省成本4.94元/萬(wàn)元計(jì)算可得，年節(jié)省成本約為元。?2011年用電量為17822.5萬(wàn)千瓦時(shí)，按改善電能質(zhì)量單位用電量可節(jié)省成本378.1元/萬(wàn)度計(jì)算可得，年節(jié)省成本約為元。數(shù)據(jù)來(lái)源：一汽轎車(chē)年產(chǎn)值與用電量（2011）國(guó)家發(fā)改委上海電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì)性調(diào)查報(bào)告（2010）電能質(zhì)量分析與監(jiān)測(cè)??！目的：通過(guò)在特定地點(diǎn)設(shè)置電能質(zhì)量分析和監(jiān)測(cè)裝置，評(píng)估其電力供應(yīng)與負(fù)荷之間的兼容性，分析電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)，為評(píng)價(jià)電力供應(yīng)和改善電能質(zhì)量提供依據(jù)。改善電能質(zhì)量首要問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)及其數(shù)據(jù)收集與分析是實(shí)際了解監(jiān)測(cè)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的電壓暫降特征、嚴(yán)重程度及電力公司供電服務(wù)質(zhì)量的必要手段。但如果監(jiān)測(cè)記錄時(shí)間短，則不能克服其事件發(fā)生的偶然性,缺少規(guī)律性。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)理論的評(píng)估是在系統(tǒng)仿真和概率分布的基礎(chǔ)上，全面了解電網(wǎng)各公共連接點(diǎn)電壓暫降特征、嚴(yán)重程度及電力公司供電服務(wù)質(zhì)量的必要手段；可通過(guò)增加仿真次數(shù)來(lái)確保隨機(jī)預(yù)估的收斂度，因此可克服事件發(fā)生的偶然性。但隨機(jī)事件的概率模型對(duì)理論評(píng)估的結(jié)果有影響。理論評(píng)估與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，以提高事件評(píng)估的準(zhǔn)確度。為進(jìn)一步采取緩解和治理措施奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ).現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與理論評(píng)估的意義發(fā)電廠電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)對(duì)象華能集團(tuán)發(fā)電廠電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督要求：電壓監(jiān)測(cè)發(fā)電廠電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置原則為：a）發(fā)電廠所在區(qū)域的電網(wǎng)調(diào)度中心列為考核點(diǎn)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電廠高壓母線；b）與主網(wǎng)（220kV及以上電壓電網(wǎng)）直接連接的發(fā)電廠高壓母線；c）小型火力發(fā)電廠與地區(qū)電網(wǎng)連接的35kV～110kV電壓等級(jí)高壓母線。

系統(tǒng)頻率監(jiān)測(cè)諧波監(jiān)測(cè)電力設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器、變頻設(shè)備等調(diào)試投運(yùn)時(shí)宜進(jìn)行諧波測(cè)量，了解和掌握投運(yùn)后的諧波水平，檢驗(yàn)諧波對(duì)主設(shè)備、繼電保護(hù)、電能計(jì)量的影響，確保投運(yùn)后系統(tǒng)和設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。發(fā)電廠的諧波監(jiān)測(cè)點(diǎn)可選取發(fā)電機(jī)出口、升壓站母線、6kV廠用電母線。三相不平衡度監(jiān)測(cè)輸出季度電能質(zhì)量報(bào)表電能質(zhì)量/電壓監(jiān)測(cè)儀對(duì)比電壓監(jiān)測(cè)儀電能質(zhì)量分析儀接入能力1回路電壓多回路（包含電壓、電流）指標(biāo)運(yùn)算能力64點(diǎn)/周波，電壓有效值、THD計(jì)算多種電能質(zhì)量指標(biāo)，包括頻率、電壓、電流、高次諧波、間諧波、不平衡度、波動(dòng)閃變、電壓事件等等告警能力無(wú)多種電能質(zhì)量超標(biāo)越限告警、定值可整定，形成告警波形，且通過(guò)空接點(diǎn)輸出顯示界面低分辨率液晶顯示，顯示內(nèi)容較少高分辨率高清液晶顯示屏，顯示各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、波形數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等通信接口GPRS上傳少量的監(jiān)測(cè)信息、裝置信息以太網(wǎng)/光纖，上傳各類(lèi)電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，供后臺(tái)主站統(tǒng)計(jì)分析ZH-8103B電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置1研制目的2技術(shù)指標(biāo)主要功能3546裝置特色與創(chuàng)新點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電能質(zhì)量，引導(dǎo)合理、正確的使用電能目的為電能質(zhì)量治理提供數(shù)據(jù)支撐和監(jiān)測(cè)手段研制目的裝置全貌硬件系統(tǒng)FPGA6.5＇液晶顯示屏VxWorks+高性能PowerPC模擬量開(kāi)入量開(kāi)出量B碼PPM隔離隔離隔離隔離隔離16bitsADC網(wǎng)口x2USBx4串口x1MicroSD

按鍵板FPGA16bitsADCFPGA16bitsADC軟件系統(tǒng)圖形界面軟件系統(tǒng)動(dòng)態(tài)記錄軟件系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)可做到屏柜內(nèi)無(wú)Windows系統(tǒng)，增強(qiáng)計(jì)算機(jī)病毒抵抗能力通訊軟件系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)頻率監(jiān)測(cè)線路、母線不平衡各序值監(jiān)測(cè)電壓波動(dòng)、閃變監(jiān)測(cè)

電壓事件電流突變等監(jiān)測(cè)線路有功、無(wú)功監(jiān)測(cè)電壓、電流基波諧波、相角監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)功能動(dòng)態(tài)記錄功能動(dòng)態(tài)記錄電能質(zhì)量越限錄波波形記錄穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄歷史事件、日志記錄圖形界面軟件功能裝置界面實(shí)時(shí)波形顯示穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)顯示電能質(zhì)量趨勢(shì)圖等顯示歷史事件、波形顯示配線、定值等顯示與設(shè)置分析界面軟件功能分析軟件界面實(shí)時(shí)波形穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)顯示事件記錄、事件波形顯示統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表輸出指標(biāo)歷史趨勢(shì)顯示配線、定值等顯示與設(shè)置通訊軟件系統(tǒng)支持61850-8、FTP、WEB服務(wù)等傳輸電能質(zhì)量PQDIF數(shù)據(jù)、錄波數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)等與主子站通訊通過(guò)中元華電私有規(guī)約傳輸各類(lèi)數(shù)據(jù)

通訊軟件系統(tǒng)與管理機(jī)通訊技術(shù)指標(biāo)交流額定電壓(TV二次側(cè)電壓)：57.74V/100V或220V/380V交流額定電流(TA二次側(cè)電流)：1A或5A16位A/D，每周波采樣點(diǎn)128/256/512/1024點(diǎn)可配置諧波監(jiān)測(cè)次數(shù)2-63次；間諧波監(jiān)測(cè)次數(shù)0.1-49.9次，分辨率為5Hz電壓、電流諧波/間諧波精度滿足GB/T14549-93規(guī)定為A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(50Hz，非50Hz）：電網(wǎng)頻率誤差：±0.002Hz，測(cè)量范圍42.5-57.5Hz；電壓、電流有效值誤差：±0.2%，在額定情況下為±0.1%；三相電壓、電流不平衡度誤差：±0.2%電壓波動(dòng)、閃變測(cè)量誤差：±5%其他技術(shù)指標(biāo)支持DL-T860.81(IEC