【正文】 動(dòng) 由電壓波動(dòng)產(chǎn)生閃變現(xiàn)象的例子示于圖 1－ 16。通常，其幅值并未超過 ANSI － 1995《電力系統(tǒng)與設(shè)備電壓等級(jí)》規(guī)定的 － 。 圖 1－ 15給出了連續(xù)直流式三相換流器的電壓陷波例子。 諧波畸變水平的描述方法，通常用具有各次諧波分量幅值和和相位角的頻譜表示。 五 波形畸變 波形畸變，是指電壓或電流波形偏離穩(wěn)態(tài)工頻正弦波形的現(xiàn)象，可以用偏移頻譜描述其特征。電壓不平衡也可利用對(duì)稱分量法來定義，即用幅負(fù)序或零序分量與正序分量的百分比加以衡量。 長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng)可能時(shí)過電壓也可能欠電壓。圖 1－ 12給出可該情況下引起的電壓暫升的波形。 “暫升”的含義是指在工頻條件下，電壓均方根值上升到 ～ 、持續(xù)時(shí)間為 1min的電壓變動(dòng)現(xiàn)象。 圖 111為大型電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電壓的影響。 “暫降”是指工頻條件均發(fā)根值減小到 ~間、持續(xù)時(shí)間為 1min的短時(shí)間電壓變動(dòng)現(xiàn)象。 電壓中斷往往是以其幅值總是低于額定值百分?jǐn)?shù)的持續(xù)時(shí)間來量度的。造成電壓中斷的現(xiàn)象。根據(jù)所在系統(tǒng)條件和故障位臵的不同，可能引起暫時(shí)過電壓或電壓跌落，甚至使電壓完全損失。 二、 短時(shí)間電壓變動(dòng) 包括 電壓暫降 和 短時(shí)間電壓中斷 現(xiàn)象。一般其典型值為 ~.，持續(xù)時(shí)間在 ~3周波，具體情況要根據(jù)系統(tǒng)的阻尼程度來確定（參見圖 17）。 低頻振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)在輔助輸配電系統(tǒng)，最常見的是電容器組沖能。其頻譜分為高、中、低頻，如表 12所示。 2. 振蕩瞬變現(xiàn)象 振蕩瞬變是一種在穩(wěn)態(tài)條件下，電壓、電流的非工頻、有正負(fù)極性的突然變化現(xiàn)象。 ? 最常見引發(fā)其的原因 是雷電。 一、瞬變現(xiàn)象 關(guān)于瞬變現(xiàn)象， IEEEStd1001992《電氣與電子標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語詞典》有一個(gè)含義更寬、描述更簡(jiǎn)單的定義： 變量的部分變化，且從一種穩(wěn)態(tài)狀態(tài)過渡到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的過程中該變化逐漸消失的現(xiàn)象。 ? 連續(xù)型 （連續(xù)出現(xiàn)） ? 事件型 （突然發(fā)生） 圖 1圖 14所示為供電電壓幅值的概率密度函數(shù)曲線和概率分布函數(shù)曲線。它為我們提供了一個(gè)清晰描述電能質(zhì)量及電磁干擾現(xiàn)象的實(shí)用工具。其中，在國際電工界有影響的 IEC以電磁現(xiàn)象及互干擾的途徑和頻率特性為基礎(chǔ)，引出了廣義的電磁擾動(dòng)的基本想象分類，如表 11所示。 二 電能質(zhì)量的分類 對(duì)于電能質(zhì)量現(xiàn)象可以根據(jù)不同基礎(chǔ)來分類。 ? 用電質(zhì)量 。 ? 供電質(zhì)量。 電流質(zhì)量與電壓質(zhì)量密切相關(guān)。電壓質(zhì)量通常包括 電壓偏差、電壓頻率偏差、電壓不平衡、電壓瞬變現(xiàn)象、電壓波動(dòng)與閃變、電壓暫降（暫升）與中斷、電壓諧波、電壓陷波、欠電壓、過電壓 等。 ? 電壓質(zhì)量 。 ? 電力用戶則可能把電能質(zhì)量簡(jiǎn)單定義為是否向設(shè)備提供了電力。 一 基本概念與定義 電能質(zhì)量： ? 從普遍意義上講，電能質(zhì)量是指優(yōu)質(zhì)供電。 第二節(jié) 電能質(zhì)量概念、定義及分類 電能質(zhì)量術(shù)語 :國際電氣電子工程室?guī)焻f(xié)會(huì)（ IEEE）標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)委員會(huì)已正式通過采用 “ Power Quality”（電能質(zhì)量） 術(shù)語的決定。 三、改善電能質(zhì)量的意義 電能作為人們廣泛使用的能源， 其應(yīng)用程度是一個(gè)國家發(fā)展水平和綜合國力的主要標(biāo)志之一。據(jù)分析，雖然對(duì)電力市場(chǎng)的質(zhì)量調(diào)查還存在分類方法上的不同，但是調(diào)查報(bào)告清楚地表明，電力公司和電力用戶對(duì)引發(fā)電能質(zhì)量問題的原因的看法往往有很大的分歧，盡管雙方都把 2/3的事件起因歸咎于自然因素（如雷電等），但用戶仍然認(rèn)為電力部門在這方面的責(zé)任要比自我測(cè)評(píng)結(jié)果大得多。另外需要注意到，由于看問題的角度不同，在導(dǎo)致電能質(zhì)量下降的原因與責(zé)任上，供用電雙方往往存在很大的分歧。 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 電力系統(tǒng)的各個(gè)部分都是相互聯(lián)系的，使用電雙方的相互影響越來越緊密。 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 負(fù)荷敏感度：是指負(fù)荷對(duì)電能質(zhì)量問題的敏感程度，即提供給負(fù)荷的電能質(zhì)量不良時(shí)負(fù)荷能承受干擾仍正常工作的能力。 （ 3）當(dāng)代電力系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合更加緊密，采用高新技術(shù)（如 TCSC、FACTS、 HVDC、 CusPow）以提高電力傳輸能力 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 和實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的趨勢(shì)方興未艾。電網(wǎng)與負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)的變化趨勢(shì)主要表現(xiàn)在： 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 （ 1）電力系統(tǒng)擴(kuò)張與聯(lián)網(wǎng)逐漸形成，系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和可靠性要求不斷提高。 （ 6）控制和管理電力系統(tǒng)電能質(zhì)量是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。 （ 4）有些情況下用戶是保證電能質(zhì)量的主體部分。電能不易儲(chǔ)存，其生產(chǎn)、輸送、分配和轉(zhuǎn)換直至消耗幾乎是同時(shí)進(jìn)行的。 一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 電能，或稱之為電產(chǎn)品，除了具有其他工業(yè)產(chǎn)品的基本特征之外，由于其產(chǎn)品形式單一，而且其生產(chǎn)、輸送與消耗的全過程獨(dú)具特色，因此在引起電能質(zhì)量問題的原因上、在劣質(zhì)電能的影響與評(píng)價(jià)等方面與一般產(chǎn)品的質(zhì)量問題不同，具有以下顯著特點(diǎn)： 一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 （ 1）電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量始終處在 動(dòng)態(tài)變化 中。 上圖中三個(gè)基本集合的交集之內(nèi)確定了合格電能質(zhì)量的指標(biāo)要求，是我們將要闡述的供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的三個(gè)基本要素。 （ 3）電能的 供應(yīng)充足 ，即向電力用戶的供電不中斷，始終保證電氣設(shè)備的正常工作與運(yùn)轉(zhuǎn)，并且每時(shí)每刻系統(tǒng)中的功率供需都是平衡的。 （ 2）始終保持 三相交流電壓和負(fù)荷電流的平衡 。 如何深入理解現(xiàn)代電能質(zhì)量問題，如何把提高電能質(zhì)量與增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、電力市場(chǎng)占有率聯(lián)系起來，如何從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行管理等方面加大力度，保證優(yōu)質(zhì)供電，以最小程度減少對(duì)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)和重要電力用戶的影響，既是電力用戶需求和電力系統(tǒng)運(yùn)行給我們提出的新任務(wù)，也是信息時(shí)代給我們提出的新挑戰(zhàn)。電能質(zhì)量分析與控制 目錄 ? 電能質(zhì)量概述 ? 傳統(tǒng)電能質(zhì)量分析與改善措施 ? 電壓波動(dòng)與閃變 第一章 電能質(zhì)量概論 電能既是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、清潔方便且容易傳輸、控制和轉(zhuǎn)換的能源形式，又是一種由電力部門向電力用戶提供，并由供、用雙方共同保證質(zhì)量的特殊產(chǎn)品。 第一節(jié) 概述 人們首先把電力系統(tǒng)運(yùn)行中 電壓 和 頻率 偏離標(biāo)稱值的多少作為檢驗(yàn)電能質(zhì)量的主要指標(biāo)。 一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 為保證電能安全經(jīng)濟(jì)地輸送、分配和使用，理想供電系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)具有如下基本特性： （ 1）以 單一恒定的電網(wǎng)標(biāo)稱頻率 （ 50Hz或 60Hz，我國采用 50Hz）、規(guī)定的若干電壓等級(jí)（如配電系統(tǒng)一般為 110kV, 35kV, 10kV,380V/220V）和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶供電，并且這些運(yùn)行參數(shù)不受用電負(fù)荷特性的影響。用電設(shè)備汲取電能應(yīng)當(dāng)保證最大傳輸效率，即達(dá)到單位功率因數(shù)，同時(shí)各用電負(fù)荷之間互不干擾。 一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 一、供電系統(tǒng)運(yùn)行與電能質(zhì)量的關(guān)系 上述理想供電系統(tǒng)的基本特性構(gòu)成了供電運(yùn)行對(duì)電能質(zhì)量的基本要求，如果將其概括描述可如圖 11所示。圖 11示意性地表明，這三項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)相互間存在著緊密的依存和制約關(guān)系。 （ 2）電力系統(tǒng)是一個(gè)整體 ,其電能質(zhì)量狀況相互影響。 （ 3）電能質(zhì)量擾動(dòng)具有潛在危害性與廣泛傳播性。 （ 5）對(duì)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估非常困難。 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 隨著時(shí)代進(jìn)步與科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電網(wǎng)與負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)了新的變化趨勢(shì)，由此帶來的電能質(zhì)量問題越來越引起電力部門和電力用戶的高度重視。 （ 2）在保證電力系統(tǒng)一定的自然壟斷特性的條件下，引進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，實(shí)施電力市場(chǎng)化營運(yùn)，強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識(shí)與提高信息管理水平已經(jīng)勢(shì)在必行。 （ 4）電力用戶為滿足其對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化、多樣性生產(chǎn)的需求，從最大經(jīng)濟(jì)利益出發(fā)，在大功率沖擊性、非線性負(fù)荷容量迅速增長(zhǎng)的同時(shí)，更大規(guī)模地采用科技含量高的器件、設(shè)備與技術(shù)。 一般可將負(fù)荷分為三類：普通負(fù)荷（ Common Load）、敏感負(fù)荷（ Sensitive Load）和重要（要求嚴(yán)格的）負(fù)荷（ Critical Load）。因此，綜合協(xié)調(diào)處理電能質(zhì)量問題至關(guān)重要。 美國喬治動(dòng)力公司曾組織和實(shí)施了一項(xiàng)對(duì)電力部門和電力用戶關(guān)于電能質(zhì)量問題起因的調(diào)查，其結(jié)果如圖 12所示。 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 二、當(dāng)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求 綜上所述，現(xiàn)代電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與負(fù)荷構(gòu)成的變化是工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展的必然結(jié)果，有利于電力用戶提高生產(chǎn)率和獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)通過采用高效的電力負(fù)荷設(shè)備，大量節(jié)約電能和延緩用電的需求，從而節(jié)省電力建設(shè)所需的大量投資。時(shí)至今日，電力工業(yè)面向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，引進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，以求最小成本與最大效益，電能質(zhì)量的優(yōu)劣已經(jīng)成為電力系統(tǒng)運(yùn)行與管理水平高低的重要標(biāo)志，控制和改善電能質(zhì)量也是保證電力系統(tǒng)自身可持續(xù)發(fā)展的必要條件。我國國家標(biāo)準(zhǔn)中已正式更名采用國際通用的英文名稱。 ? 電力部門可能把電能質(zhì)量定義為 電壓、頻率的合格率 以及 連續(xù)供電 的年小時(shí)數(shù)，并且用統(tǒng)計(jì)數(shù)字來說明電力系統(tǒng)是安全可靠運(yùn)行的。 一 基本概念與定義 從工程實(shí)用角度出發(fā)，將電能質(zhì)量概念進(jìn)一步具體分解并給出解釋。 給出實(shí)際電壓與理想電壓間的偏差，以反映供電部門向用戶分配的電力是否合格。 一 基本概念與定義 ? 電流質(zhì)量。電流質(zhì)量包括電流諧波、間諧波或次諧波、電流相位超前或滯后、噪聲等。 它包括技術(shù)含義（電壓質(zhì)量和供電可靠性）和非技術(shù)含義（供電部門對(duì)用戶投訴與抱怨的反應(yīng)速度和電力價(jià)目的透明度等）兩部分。 它包括電流質(zhì)量和非技術(shù)含義等，如用戶是否按時(shí)，如數(shù)繳納電費(fèi)等。以下介紹了近幾年國際上在電能質(zhì)量現(xiàn)象分類和特性描述等方面取得的研究成果。 二 電能質(zhì)量的分類 表 12給出了 IEEE制定的電力系統(tǒng)電磁現(xiàn)象的特性參數(shù)及分類。 按照電能質(zhì)量擾動(dòng)現(xiàn)象的兩個(gè)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(chǔ)分成兩類。 第三節(jié) 電能質(zhì)量現(xiàn)象描述 本節(jié)中我們重點(diǎn)對(duì)表 12中的七類現(xiàn)象作進(jìn)一步描述，以便讀者對(duì)電能質(zhì)量涵蓋的內(nèi)容有一個(gè)整體的了解。 瞬變現(xiàn)象的兩種普遍類型 ——沖擊和振蕩 ? 沖擊性瞬變是一種在穩(wěn)態(tài)條件下，電壓、電流非工頻的、單極性的突然變化現(xiàn)象。如圖 15 示。常用頻譜成分、持續(xù)時(shí)間、和幅值大小來描述其特性。 ? 高頻振蕩現(xiàn)象 ? 中頻振蕩現(xiàn)象 ? 低頻振蕩現(xiàn)象 圖 16為背靠背電容器增能引起的幾千赫電流振蕩波形。電壓振蕩頻率為 300~900赫，峰值可達(dá)到 .。 主頻低于 300赫的振蕩在配電系統(tǒng)中也時(shí)有發(fā)生，通常是由鐵磁諧振和變壓器增能引起的，如圖 18所示。 造成電壓變動(dòng)的主要原因是系統(tǒng)故障、大容量負(fù)荷啟動(dòng)或電網(wǎng)松散連接的間歇性負(fù)荷運(yùn)作。 二、 短時(shí)間電壓變動(dòng) 當(dāng)電壓降到 ，且持續(xù)時(shí)間不超過 1min時(shí)，則認(rèn)為出現(xiàn)了電壓中斷現(xiàn)象。造成電壓中斷的原因可能是可能是系統(tǒng)故障、用電設(shè)備故障或控制失靈等。 對(duì)于有些由于系統(tǒng)故障造成的電壓中斷，在其出現(xiàn)之前，既在故障發(fā)生至保護(hù)動(dòng)作期間，可能先出現(xiàn)電壓暫降，之后進(jìn)入短期中斷，如圖 19（ a）所示。 ? 暫降和驟降可以互相替換 圖 110為發(fā)生短路故障引起的單相電壓暫降的變化波形。 在啟動(dòng)期間，感應(yīng)電機(jī)將汲取 610倍的額定電流。例如，當(dāng)單相對(duì)地發(fā)生故障，非故障相的電壓可能會(huì)短時(shí)上升。 三 長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng) 長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng)是指，在工頻條件下電壓均方根值偏離額定值，并且持續(xù)時(shí)間超過 1min的電壓變動(dòng)現(xiàn)象。 ? 過電壓 ? 欠電壓 ? 持續(xù)中斷 四 電壓不平衡 電壓不平衡，時(shí)常定義為與三相電壓（或電流）的平均值的最大偏差，并且用該偏差與平均值的百分比表示。圖