【正文】 5μs04 .短時電壓變動暫時暫降　 .暫升　 .暫時中斷　 .暫降　30周波3s .暫升　30周波3s .短時中斷　3s1min .暫降　3s1min .暫升　3s1min .長時間電壓變動持續(xù)中斷　　1min .欠電壓　　1min .過電壓　　1min .電壓不平衡　　　穩(wěn)態(tài)%2%波形畸變直流偏置　　穩(wěn)態(tài)%諧波　0100th穩(wěn)態(tài)020%間諧波　06kHz穩(wěn)態(tài)02%陷波　　穩(wěn)態(tài)　噪聲　寬帶穩(wěn)態(tài)01%電壓波動　　25Hz間歇%7%工頻變化　　　10s　 變化型和事件型分類電能質(zhì)量問題還有一種分類方法，即按照電能質(zhì)量擾動的現(xiàn)象的兩個重要表現(xiàn)特征——變化的連續(xù)性和事件的突發(fā)性為基礎分成兩類[12. 肖湘寧. 電能質(zhì)量分析與控制[M]，北京，中國電力出版社，2004，89]。這種分類是比較實用的。所謂變化型是指連續(xù)出現(xiàn)的電能質(zhì)量擾動現(xiàn)象，其重要的特征表現(xiàn)為電壓或電流的幅值、頻率、相位差等在時間軸上的任一時刻總是發(fā)生著小的變化。例如，系統(tǒng)頻率不可能一成不變的等于50Hz，系統(tǒng)電壓也不可能每時每刻恒等于其額定值，與理想值的偏差始終存在。這一類現(xiàn)象包括前邊的提到的電壓幅值變化、頻率變化、鍛壓與電流間相位的變化、電壓不平衡、電壓波動、諧波電壓和電流畸變、電壓陷波、主網(wǎng)載波信號干擾等。由于電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量現(xiàn)象大多是隨機現(xiàn)象，在對變化型電壓和電流進行質(zhì)量評估時，往往采用概率統(tǒng)計的方法來處理，即采用概率密度函數(shù)給出相應的變量在某一個確定點的概率值，并且用概率分布函數(shù)反映這個變量處在某一個確定范圍內(nèi)的可能性有多大。根據(jù)變化型電能質(zhì)量的特征，當測量變化型電壓和電流時要求連續(xù)記錄它們的變化值。所謂事件型是指突然發(fā)生的電能質(zhì)量擾動現(xiàn)象，其重要的特征表現(xiàn)為電壓或電流短時嚴重偏離其額定值或理想波形。這一現(xiàn)象包括電壓暫降和電壓短時間中斷、欠電壓、暫態(tài)過電壓、階梯形電壓變化、相位跳變等。在事件型電壓和電流評估時，通常采用其特征量，比如用幅值偏離量的多少、事件持續(xù)事件的長短以及發(fā)生的頻次等來描述，并且用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的方法以及可靠性計算來處理。監(jiān)測事件型電壓和電流時，要求有一個事件啟動信號，比如電壓均方根值低于某一預定的定值便開始記錄，待事件結(jié)束時停止記錄。需要指出的是，迄今為止對電能質(zhì)量的分類仍然存在著由于定義不同引起的類別區(qū)分界線不清晰，和由于分類方法不同產(chǎn)生的技術(shù)名詞不統(tǒng)一等問題。 電能質(zhì)量的衡量方法我國的電能質(zhì)量標準（將在下一節(jié)中介紹）為我們評價電能質(zhì)量提供了定量的依據(jù)，但是這些標準中各個數(shù)據(jù)需要通過一些與標準定值相關(guān)的計算方法來獲得。這些計算方法構(gòu)成了電能質(zhì)量的衡量方法。電能質(zhì)量的衡量方法的主要內(nèi)容包括：供電電壓偏差的衡量、電力系統(tǒng)頻率偏差的衡量、三相電壓不平衡度的衡量、電壓波動與閃變的衡量、電壓擾動的衡量和波形畸變率的衡量這六個部分，下面加以詳細介紹。 供電電壓偏差[13. 譚子求. 基于DSP的電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的研究[D]，武漢，武漢大學，2004]系統(tǒng)無功功率不平衡是引起系統(tǒng)電壓偏離標稱值的根本原因，此外供配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的不合理也能導致電壓偏差。供電系統(tǒng)在正常運行方式下，某一節(jié)點的實際電壓與系統(tǒng)標稱電壓（通常，電力系統(tǒng)的額定電壓采用標稱電壓去描述，對電氣設備則采用額定電壓的術(shù)語）之差對系統(tǒng)標稱電壓的百分數(shù)成為該節(jié)點的電壓偏差。其數(shù)學表達式為： (21)其中——電壓偏差；——實際電壓，kV；——系統(tǒng)標稱電壓，kV。供電系統(tǒng)在正常運行時，復雜時刻在變化，系統(tǒng)的運行方式也經(jīng)常改變，系統(tǒng)中各個節(jié)點的電壓隨之發(fā)生改變，會偏離系統(tǒng)電壓額定值。電壓的這種變化是緩慢的，其每秒電壓變化率小于額定電壓的1%。 電力系統(tǒng)頻率偏差系統(tǒng)有功功率不平衡是產(chǎn)生頻率偏差的根本原因。交流電力系統(tǒng)是以單一恒定的標稱頻率、規(guī)定的幾種電壓等級和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶供電。我國采用50Hz標稱頻率。所有與電力系統(tǒng)直接相連的電氣設備都必須在該頻率下才能正常運行，所以標稱頻率又稱為工作頻率，簡稱工頻。在任意時刻，系統(tǒng)中所有發(fā)電機的總輸出有功功率如果大于系統(tǒng)負荷對有功功率的總需求，那么，系統(tǒng)頻率上升，頻率偏差為正；反之，系統(tǒng)中所有發(fā)電機的總輸出有功功率如果小于系統(tǒng)負荷對有功功率的總需求，系統(tǒng)頻率則下降，頻率偏差為負。電力系統(tǒng)在正常運行條件下，系統(tǒng)頻率的實際值與標稱值之差稱為系統(tǒng)的頻率偏差，用公式表示為： (22)其中——頻率偏差，Hz——實際頻率，Hz——系統(tǒng)標稱頻率，Hz頻率偏差屬于頻率變化范疇。電力系統(tǒng)的頻率變化是指基波頻率偏離規(guī)定正常值的現(xiàn)象。 三相電壓不平衡度[14. 潘蘭蘭. 電能質(zhì)量分析儀的研究[D]，武漢,華中科技大學，2005]電力系統(tǒng)三相不平衡可以分為事故性不平衡和正常性不平衡兩大類。事故性不平衡由系統(tǒng)中各種非對稱性故障引起。正常性三相不平衡又來源于供電環(huán)節(jié)不平衡與用電環(huán)節(jié)不平衡。供電系統(tǒng)不平衡主要來自于供電線路得不平衡，用電環(huán)節(jié)的不平衡是指系統(tǒng)中三相負荷不對稱所引起的系統(tǒng)三相不平衡。根據(jù)對稱分量法，三相系統(tǒng)中的電量可分解為正序分量、負序分量和零序分量三個對稱分量。電力系統(tǒng)在正常運行方式下，電量的負序分量均方根值與正序分量均方根值之比定義為該電量的三相不平衡度，用符號表示，即： (23) (24)其中、——三相電壓不平衡和三相電流不平衡度；、——電壓正序、負序分量均方根值，kV；、 ——電流正序、負序分量均方根值，kA。由式(23)和式(24)可以看出，想要計算出系統(tǒng)的三相不平衡度，必須首先計算三相系統(tǒng)的正序和負序分量。而在實際工作中，往往只知道三相電量的數(shù)值。在不含零序分量的三相系統(tǒng)中，只要知道三相電量a，b，c，即可有下面的公式求出三相不平衡度： (25)式中。 電壓波動與閃變[15. 熊靜. 基于TMS320C6713的電能質(zhì)量分析儀的設計與研制[D]，南京，東南大學，2006]電壓波動(Voltage Fluctuation)定義為電壓均方根值一些相對快速變動或連續(xù)改變的現(xiàn)象。其變化周期大于工頻周期。由于波動性負荷在運行過程中頻繁的從配電系統(tǒng)取用快速變動電能，即出現(xiàn)沖擊性功率變化，造成公共連接點電壓在短時間內(nèi)急劇變動，并且明顯偏離標稱電壓值。相對于電壓偏差而言，電壓波動也成為快速電壓變動，或動態(tài)電壓變動。電壓波動常用相對電壓變動量來描述，電壓波動取值為一系列電壓均方根值變化中的相鄰兩個極值之差與標稱電壓的相對百分數(shù)，即： (26)式中——電壓波動；與——電壓均方根值的相鄰兩個極值，kV；——標稱電壓值，kV。為了區(qū)分電壓波動和電壓偏差，在國家電能質(zhì)量標準里特別對電壓的波動性給出了定義，%每秒。電壓快速變化會影響用電器的工作，如果引起照明光源的閃爍，則會是人眼產(chǎn)生閃爍感，這種閃爍的感覺被稱為電壓的閃變(Voltage Flicker)。閃變時說明對不同頻率的電壓波動引起的燈閃的敏感程度及引起閃變刺激性程度的電壓波動值，是人眼的一種主觀感覺。嚴格講閃變只是電壓波動造成的危害的一種。 電壓擾動電壓擾動包括穩(wěn)態(tài)電壓擾動與暫態(tài)(瞬態(tài))電壓擾動。本小節(jié)提到的電壓擾動主要是指暫態(tài)(瞬態(tài))電壓擾動。暫態(tài)(瞬態(tài))電壓擾動是電源電壓的正弦波形受到暫態(tài)(瞬態(tài))的電壓擾動而發(fā)生畸變，引起電能質(zhì)量的污染的各種問題[16. 林海雪. 電力系統(tǒng)中的電壓暫降和短時斷電[J]，供用電，2002，(19)1：913]。暫態(tài)電能質(zhì)量問題以頻譜和暫態(tài)持續(xù)事件為特征，一般分為脈沖暫態(tài)和振蕩暫態(tài)兩種類型。暫態(tài)(瞬態(tài))電壓擾動的主要特征包括：暫態(tài)諧波、暫態(tài)脈沖、瞬時電壓上升或暫降[17. 陳志業(yè). 李鵬. 電能質(zhì)量研究——電壓暫降及其治理[J]，機械工業(yè)標準化與質(zhì)量，2002，5：2426]。電壓暫降是指供電電壓均方根值在短時間內(nèi)突然下降的變化情況。當然，采用均方根值計算方法可以衡量電壓的暫降程度。但是這種方法不能明確電壓暫降起止時刻，更無法給出電壓暫降發(fā)生時可能出現(xiàn)的相位跳變的大小。不過，我們可以采用“缺損電壓法”來克服上述缺點。缺損電壓定義為期望的瞬時電壓和實際的瞬時電壓之間的差值。由三角函數(shù)的特性可知，兩個正弦波的和與差為另一個可能具有不同相位的正弦波，因此，只要暫降電壓波形為正弦波，則缺損電壓也將是正弦波。令： (27) (28)式中——期望的瞬時電壓波形；——受擾動的電壓波形，則缺損電壓為；、——分別為PLL電壓的幅值、相角和暫降電壓的幅值、相角。假設兩電壓的頻率相同，則可表示為，為缺損電壓可表示為： (29)式中。電壓暫降發(fā)生時的相位跳變?yōu)椋? (210)這樣一來我們就可以通過對缺損電壓與相位跳變的計算來衡量瞬時電壓上升或暫降了。 波形畸變和諧波波形畸變是由電力系統(tǒng)中的非線性設備引起的，流過非線性設備的電流和加在其上的電壓不成正比例關(guān)系。在絕大多數(shù)情況下，畸變并不是任意的，多數(shù)畸變是周期性的，屬于諧波范疇，因此，可以用諧波來描述規(guī)律的波形畸變。根據(jù)傅立葉級數(shù)的定義，任何周期性波形畸變都可以用正弦波形的和來表示。國際上公認的諧波定義為：“諧波是一個周期電氣量的正弦分量，其頻率為基波的頻率的整數(shù)倍。波形畸變和諧波常用諧波含有率和總諧波畸變率來衡量。以電流為例，某次諧波分量的大小，常以該次諧波的均方根值與基波均方根值的百分比表示，成為該次諧波的含有率，次諧波電流的含有率為： (211)式中——次諧波電流的含有率；、——h次諧波和基波的均方根值?；儾ㄐ我蛑C波引起的偏離正弦波形的程度，用總諧波畸變率來衡量。它等于各次諧波均方根值的平方和的平方根值與基波均方根值的百分比。電流總諧波畸變率表示為： (212)式中、——h次諧波和基波的均方根值。是一個非常有用的指標，但同時也要注意它的局限性。實際上，諧波電壓幾乎總是相對于基波電壓而言的。因為電壓往往只有百分之幾的變動，所以電壓通常是一個有意義的數(shù)據(jù)。但對電流來說，情況就有所不同了。幅值較小的諧波電流可能導致較大的值，而此時電力系統(tǒng)受到的威脅并不大。為了解決這一問題，有專家建議，可以將中所采用的基波電流改為額定負荷電流。稱為總需量畸變率，簡稱TDD[12]。 我國電能質(zhì)量標準1988年，我國為加強電力系統(tǒng)電能質(zhì)量管理工作，頒布執(zhí)行了《電網(wǎng)電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)定》，并指出為保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行，全面保障電能質(zhì)量是電力企業(yè)和用戶的責任和義務。至2001年，國家技術(shù)監(jiān)督管理局先后組織制定并頒布了六項電能質(zhì)量國家標準。這六項標準分別是：GB123251990《供電電壓允許偏差》、GB/T145491993《公用電網(wǎng)諧波》、GB/T155431995《三相電壓允許不平衡度》、GB/T159451995《電力系統(tǒng)頻率允許偏差》、GB123262000《電壓波動和閃變》、GB/t184812001《電能質(zhì)量 暫時過電壓和瞬時過電壓》。 [18. 馬維新. 電能質(zhì)量技術(shù)叢書 第一分冊 電力系統(tǒng)電壓[M]，北京，中國電力出版社，19919. 蔡邠. 電能質(zhì)量技術(shù)叢書 第二分冊 電力系統(tǒng)頻率[M]，北京，中國電力出版社，19920. 呂潤余. 電能質(zhì)量技術(shù)叢書 第三分冊 電力系統(tǒng)高次諧波[M]，北京，中國電力出版社，19921. 孫樹勤. 電能質(zhì)量技術(shù)叢書 第四分冊 電壓波動與閃變[M]，北京，中國電力出版社，19922. 林雪海. 電能質(zhì)量技術(shù)叢書 第五分冊 電力系統(tǒng)的三相不平衡[M]，北京，中國電力出版社，1998]： 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓 Power quality standard Temporary overvoltage and transient overvoltage標準編號標準名稱允許限值說明GB/T 184812001電能質(zhì)量 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓。瞬態(tài)過電壓包括操作過電壓和雷擊過電壓.= 。.= /。，凡未說明的操作過電壓限值均為最大操作過電壓、斷路器開斷并聯(lián)補償裝置及變壓器等過電壓限值作出了規(guī)定電壓等級(kV)過電壓限制(.)252(I)252(II)110及2203566310注：1. 指工頻峰值電壓 2. 252kV(I)和252kV(II)分別指線路斷路器兩側(cè)變電所的線路空載線路合閘、單相重合閘、成功的三相重合閘、非對稱故障分閘及振蕩解列過電壓限值電壓等級(kV)過電壓限值(.)500*330*110252* 表示該過電壓相對地統(tǒng)計操作過電壓 電能質(zhì)量標準 公用電網(wǎng)諧波 Power quality standard Harmonics of public grid標準編號標準名稱允許限值說明GB/T 145491993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波各級電網(wǎng)諧波電壓限值（%），取實測95%概率值，提供計算