电能质量分析仪

电能质量分析仪（精选10篇）

电能质量分析仪 篇1

电力牵引系统供电方式对电能质量影响的分析研究

江海傑

摘 要电气化铁路牵引供电系统是一种复杂的单相网络系统，随着社会及经济的发展，追求高速、高密度、重载运输的目标对电气化铁路建设提出了更高的要求，也给我们提出了在高速电气化铁路中如何选择供电方式及如何减少单相非线性的电牵负荷影响等课题。

关键词 电力牵引供电方式

1.引言我国电气化铁路起步于20世纪50年代末,经过40多年的发展,电气化铁路在数量和技术装备上都有了巨大的变化,电力牵引供电系统结构也从单一的供电方式发展成了多种供电方式。随着社会及经济的发展,追求高速、高密度、重载运输的目标也对电气化铁路建设提出了更高的要求,同时也提出如何选择高速电气化铁路的供电方式及如何减少单相非线性的电牵负荷对电能质量影响等问题,鉴于此,本文对电力牵引供电系统供电方式及电力牵引负荷对电能质量的影响进行了分析和讨论

2.电力牵引供电系统供电方式选择分析

我国最初修建的几条电气化铁路采用的是直接供电方式。后来随着铁路电气化逐渐向繁忙干线发展，为了减少同学显露的迁改工程量和降低铁路电气化的工程造价，于20世纪70年代中期开始采用吸流变压器一回流线供电方式。1982年，根据京秦线运量大、牵引定数高的特点，首次采用了自偶变压器AT供电方式，后来大秦线和郑武线都采用了这种供电方式。根据我国的铁路实际情况，依照经济技术合理的原则，目前，在对沿线通信无特殊防护要求的一般区段，基本上采用带回流线的直接供电DN方式，如现正在开工建设的泸杭电化等既有铁路的电化改造工程，而在重载、告诉、大密度的繁忙干线及一次电源设施薄弱的地区采用自耦变压器供电AT方式。

2.1自耦变压器供电方式（AT供电方式）

AT供电方式是20世纪70年代才发展起来的一种供电方式。它既能有效地减轻牵引网对通信线的干扰，又能适应高速、大功率电力机车试行，故近年来，在我国得到了迅速发展。这种供电方式是每隔10km左右在接触网与正馈线之间并联接入一台自耦变压器，绕组的中点与钢轨相接。电力机车由接触网（T）受电后，牵引电流一般由钢轨（R）流回，由于自耦变压器的作用，钢轨流回的电流经自耦变压器绕组和正馈线（F）流回变电所。当自耦变压器的一个绕组流过牵引电流时，其另一个绕组感应出电流供给电力机车，因此实际上当机车负荷电流为I时，由于自耦变压器的作用，流经接触网（T）和正馈线(F)的电流的二分之一。

自耦变压器供电方式牵引网阻很小，约为直接供电方式的四分之一，因此电压损失小，电能损耗低，供电能力大，供电距离长，可达40~50km。由于牵引变电所间的距离加大，减少了牵引变电所数量，也减少了电力系统对电气化铁路供电的工程和投资。但由于牵引变电所和牵引网比较复杂，加大了电气化铁路自身的投资。这种供电方式一般在重载铁路、高速铁路等负荷大的电气化铁路上采用。由于牵引负荷电流在接触网（T）和正馈线（F）中方向相反，因而对邻近的通信线路干扰很小，其防干扰效果与BT供电方式相当。

AT供电方式的特点：（1）AT供电方式中自耦变压器是并联连接在接触网和正馈线之间的，提高了供电可靠性。采用BT供电回路时，吸流变压器的一次绕组串接在接触导线上，所以在每一个吸流变压器处接触网都必须电分段。这样就增加了接触网的维修工作量和事故率，降低了供电可靠性。AT供电方式是并联供电，根本不存在上述问题，所以就特别有利于高速和大功率电力机车运行。（2）减少了对通信线路的干扰。AT供电方式引入了自耦变压器，在它的作用下，牵引负载电流经接触网和正馈线供给，且由于接触网和正馈线的电压为机车电压的2倍，在功率相同的情况下，经接触网和正馈线的电流只是机车负载电流的一半，且接触网和正馈线是同杆架，两个方向相反的电流对外界的电磁干扰已基本抵消，所以对通信线路的干扰大大降低了。（3）AT供电方式的馈电电压高，所以供电能力大，电压下降率小。当自耦变压器绕组接至接触导线与钢轨间的匝数和接至正馈线与钢轨间的匝数相等时，AT供电方式的馈电压为BT方式的两倍。同时对相同的列车牵引负荷而言，AT回路的电压下降率（电压降与馈电电压之比值）仅为BT回路的四分之一。从而牵引变电所的间距可增大4倍。不过实际上由于供电区段的加长，区段上同时运行的列车增多，负荷将增大，因此AT供电回路的牵引变电所的间距只能比BT供电方式间距增大2~3倍，牵引变电所的数目可减少，从而节省投资。

2.2 带回流线的直接供电DN方式

DN供电方式的构成是由接触网、钢轨、沿全线架设与轨道并联的负馈线NF维护方便的优点，通过优化其结构和参数能保证较好的屏蔽效果，相对DN供电方式，AT供电方式的缺点主要是结构比较复杂，如变配电装置除了结构比较复杂的牵引变电所外，还有开闭所、分区所和自耦变压器所等，牵引网中除了接触悬挂和正馈线外，还有保护线PW、横向联接线、辅助联接线CPW、横向联接CB、放电器SD等，特别在多隧道区段应用更为困难。但AT供电方式也有比较大的优点，特别在告诉电气化铁路的应用上，它无需提高牵引网的绝缘水平即可将供电电压提高一倍。在相同的牵引负荷条件下，接触悬挂和正馈线中的电流大致可减少一半。AT供电方式牵引网单位阻抗约为DN供电方式牵引网单位阻抗的三分之一左右。从而提高了牵引网的供电能力，大大减少了牵引网的电压损失和电能损失。其牵引变电所的间距比DN供电方式增加近一倍，不但牵引变电所数量可以减少，而且相应的外部高压输电线数量也可以减少，如果采用中性点抽出的单相变压器则无需在牵引变电所出口处设置电分段，大大减少了电分相的数目，有利于列车的安全和高速运行。在干扰方面，AT供电方式对邻近通信线路的综合防护效果要优于DN供电方式，减少了防护工程投资。

2.3 直接供电方式

直接供电方式是在牵引网中不增加特殊防护措施的一种供电方式，是结构最简单的一种。电气化铁路最早大都采用这种供电方式，它的一根馈线接在接触网（T）上，另一根馈线接在钢轨（R）上，这种供电方式结构简单，投资最省，牵引网阻损较小，能耗也较低。供电距离单线一般为30Km左右，复线一般为25km左右。电气化铁路是单相负荷，机车由接触网取得的电流经钢轨流回牵引变电所。由于钢轨与大地是不绝缘的，一部分回流电流由钢轨流入大地，因此对通信线路产生较大电磁干扰。这是直接供电方式的缺点。它一般采用在铁路沿线通信线路已改用地下屏蔽电缆的区段。

2.4吸流变压器供电方式（BT供电方式）

BT供电方式是在牵引网中架设有吸流变压器一回流线装置的一种供电方式。与直接供电方式相比，是在系统中增加了吸流变压器设备。此种方式目前在我国电气化铁路上采用较广。吸流变压器是变化为1:1的变压器，它的一次绕组串接在接触网（T）上，二次绕组串接在专为牵引电流流回牵引变电所而特设的回流线（NF）上，所以也称吸流变压器—回流线供电方式。吸流变压器供电方式的工作原理是，由于吸流变压器的变比为1:1，当吸流变压器的一次绕组流过牵引电流时，在其二次绕组中强制回流通过吸上线流入回流线。由于接触网与回流线中流过的电流大致相等，方向相反，因此对邻近的通信线路的电磁感应绝大部分被抵消，从而降低了对通信线路的干扰。这种供电方式由于在牵引网中串联了吸流变压器，牵引网的阻抗比直接供电方式约大50%,能耗也较大，供电距离也较短，单线一般为25km左右，复线一般为20km左右，投资也比直接供电方式大。

2.5 同轴电力电缆供电方式（CC供电方式）

CC供电方式是一种新型的供电方式。同轴电力电缆沿铁路线路敷设，其内部芯线作为馈电线与接触网连接，外部导体作为回流线与钢轨相接。每隔5~10km作一个分段，由于馈电线与回流线在同一电缆中，间隔很小，而且同轴布置，使互感系数增大，所以同轴电力电缆的阻抗比接触网和钢轨的阻抗小得多，牵引电流和回流几乎全部经由同轴电力电缆中流过。因此电缆芯线与外部导体电流相等，方向相反，二者形成的磁场相互抵消，对邻近的通信线路几乎无干扰。由于阻抗小，因而供电距离长。但由于同轴电力电缆造价高，投资大，现仅在一些特别困难的区段采用。电力牵引负荷对电能质量影响分析

3.1负序影响

相对三相系统而言，牵引负荷具有随机性，单相独立的牵引负荷也独立地在电力系统中产生负序，负序在电力系统中会造成额外占有系统及其设备容量，造成附加网损，引起系统电压不对称、降低发电机、电动机出力等不良影响。为使电力系统经济运行和提高电能质量，尽可能地降低负序是十分必要的。

不同结线型式的牵引变会使单相工频交流牵引负荷对电力系统的负序影响不一样。假设牵引变一次侧三相电压对称，二次侧两供电臂功率因数相等。当采用单相接线牵引变压器时，其牵引负荷在220kV电网中引起的负序电流与正序电流相等。

当电力机车采用交直交机车时，谐波含量会大大降低，对电力系统影响较小。我国对交直交机车基本上采用的是电压型变流器供电系统，该系统由网侧四象限脉冲整流器、中间直流环节、PWM电压源逆变器和异步电动机组成，其中电压型PWM技术转换器中每相变换桥臂由高压大功率GTO器件串联而成，多电平是由中间直流环节的电容器串联对直流电压进行分压，再由二极管按一定规则钳位连接。在多电平的各个GTO的开关状态基础上进行脉宽调剂PWM，这不仅使线电压输出波形进一步接近正弦基波，更重要的是使输出的电流波形为正弦基波，减少高次谐波，输出电流波形非常接近于光滑的正弦波形。同时中间直流环节储能电容器的滤波作用，也能减少电网的高次谐波作用。

3.2 谐波影响

电气化铁路的电力牵引单相整流机车使牵引变压器27.5kV侧电流以及电压发生畸变，所产生的大量高次谐波分量通过牵引变压器的高压侧注入电力系统，并与系统“背景负荷“产生的负序源两者叠加，使系统内部电网的3次、5次谐波在谐振时严重放大

电力机车是一个很大的谐波源，机车类型不同，波形畸变不同，谐波含有率也不同，根据资料统计，交直电力机车韶山4型主要含有3、5次谐波。谐波电流大小与基波电流有关，基波电流决定于牵引负荷，其经牵引变引入的相序有关。为了减少对电力系统的不对称影响，除合理安排列车方式，使单相负荷均衡分配在电铁沿线外，采用相序轮换接入是一种有效的措施，两个三相YNd11接线或单相VV接线的牵引变电所间，两供电臂一般考虑为同相，以便实现并联供电，并减少接触网的分相电分段数量，相邻供电臂若不同相，则其间电压应避免出现根号三倍的牵引网电压值，有利于高速行车。

在谐波治理方面，目前采用的方法是分别在电力机车变压器一次的调压绕组间，加装并联补偿滤波装置，部分地滤去3、5、7次牵引谐波电流，实践证明这是一个有效的方法。为提高牵引网的功率因数而在牵引变电所牵引侧装设的并联电容补偿装置，其可利用自身产生的反向负序功率与牵引负荷产生的负序功率相平衡，来实现单相牵引负荷反映在电力系统三相中的对称性，同时当并联电容器组串入电抗器后，通过正确选择电容器和电抗参数，还兼有很好的三次谐波滤波效果

4结束语

AT供电方式供电电压高，因此供电能力强，牵引变电所的间距大，可减少接触网电分相和电力系统投资。在电磁兼容方面，由于AT供电方式是平衡回路，因此对通信线的危险影响和杂音影响具有较好的屏蔽作用。直接供电方式牵引网系统简单，能适应目前一般既有电气化铁路牵引供电的需要，在电磁兼容方面防干扰效果不如AT方式。此外，电气化铁路对电力系统的影响不但与系统结构、容量大小关系较大外，而且还与铁路运量的增长运行、方式及牵引变压器的接线方式有一定的关系。

参考文献谭秀炳，交流电气化铁道供电系统成都：西南交大出版社贺威俊电力牵引供电系统技术及装备成都：西南交大出版社陈海军电力牵引供变电技术北京：中国铁道出版社马军电气化铁路对电力系统的影响西安：西安理工大学学报

电能质量分析仪 篇2

1.1 电能质量的基本概述

电能质量 (Power Quality) , 通常指的是提供优质供电。我们对于电网提供的电, 就会关注其电能质量, 主要是电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。每个人对其都会从不同角度观看, 从而对于电能质量问题的理解也就不同。站在供电角度上, 电能质量主要指供电可靠性和各项供电参数是否符合标准;若站在用电设备制造厂家角度上, 电能质量主要指设备是否能提供满足要求的电能特性;但站在用户观点上, 电能质量还是很陌生的, 在电能问题方面谈就是那些引起电设备运行故障的供电频率、电流及电压的异常扰动。然而在大部分电能事故当中, 电能质量问题主要发生在电力系统中电压方面的问题。

1.2 电能质量问题发生的原因

发生电能质量问题的原因大致有如下几点。

1.2.1 电力系统非线性的负载。

这是电力系统中谐波问题的主要来源, 主要发生在在生活和工业用电负载当中。如人们使用的电弧灯、电力电子用电器等都会使电力系统电压波形产生严重畸变, 而大功率变频装置和整流装置使用不仅会造成电网严重污染, 而且还会降低功率因数。

1.2.2 电力系统中非线性特性。

同步发电机通常在电力系统是电网电源, 在正常运行过程中感应电动势波形并不是理想的, 则输出电压一定有的谐波的产生。在输电过程当中电力变压器励磁回路会因非线性特性是的有谐波电流产生。

1.2.3 电力系统中的故障。

电力系统运行当中内外故障产生也会造成电能质量问题, 例如雷击、短路故障、误操作、故障保护电路中的电力电子设备的启动、电网故障时发电机及励磁系统工作状态的改变等。

1.3 电能质量扰动分类

电能质量扰动可分为稳态和暂态两类。

稳态扰动主要类型: (1) 过电压; (2) 欠电压; (3) 电压不平衡; (4) 谐波。

暂态扰动主要类型: (1) 电压暂升; (2) 电压暂降; (3) 电压波动与闪变; (4) 电压中断; (5) 电压切痕。

2 电能质量的主要问题

据调查, 关于电能质量问题研究, 其中引起系统电能问题的超过90%事件是电压暂降。这样看来, 电压暂降是电能质量问题的主要来源。

表1提供了某些关于电压暂降对各种电力设备的影响程度的资料。在表1显然得知电能质量问题造成的危害性, 电压暂降是造成电能质量的问题的首要原因。但过去很长时间, 主要研究是怎么样解决电压偏移、闪变、三相不平、谐波衡等方面, 而电压暂降问题则被忽略了。

3 电压暂降问题的解决方法

随着电力电子技术的发展和应用在处理电压暂降问题开辟新的途径。当前用户电力技术发展将计算机、电力电子和现代控制理论结合起来在配电、供电系统中运用, 在电能质量控制技术和设备方面产生一套理论体系, 能有效地完成暂态、稳态电能质量问题, 进而极大地改善了电力系统中的电能质量。

3.1 介绍动态电压恢复器

动态电压恢复器 (DVR) 。动态电压恢复器在馈线上用叠加电压的途径经串联变压器在电力系统输入电压补偿, 用于解除系统中对负荷干扰的电压变化 (主要是电压暂降) 。动态电压恢复器运用IGBT或IGCT等门极可关断大功率器件。在平常供电过程中, 它处在待用低耗状态。当骤然产生系统电压改变时, 动态电压恢复器能很快响应, 再经过串联变压器对系统输入3个与系统相同频率的单相交流电压分量对系统电压的变化产生消除, 其瞬时值是正常与故障之差的电压瞬时值。动态电压恢复器的响应时间一般在几毫秒之内。动态电压恢复器可依据电压相位的差异, 其操作可分为同相电压补偿操作和最小能量补偿操作。在电压暂降显现时, 相电压的相位也会产生明显的改变, 在补偿参考信号的计算和检验方面导致了许多困难。于是, 在动态电压恢复器过程中可靠迅速的电压补偿信号检验技术是的关键。确定动态电压恢复器容量是线路电流值和补偿电压最大值。当最大补偿电压达30%的额定电压值时, 可大概除去电压扰动95%以上。当前, 动态电压恢复器容量已达几十MVA, 响应速度方面不到1ms。

3.2 统一电能质量控制器

统一电能质量控制器的主电路由一并联逆变器和一串联逆变器组成, 经过两者电容耦合。

并联逆变器在非线性负载开展谐波电流和无功补偿, 并运用PWM电流控制技术, 还对电容直流电压起调整用处。串联逆变器经过其输出电压控制实现压制电源谐波电压出现, 并运用PWM电压控制技术, 电源电压波动减少导致敏感负荷的变化。于是, 该装置对并联和串联补偿的优点进行综合, 是一种全面电能质量补偿器, 对于绝大部分的暂态电能质量问题都能处理。

4 结束语

在日趋严重的电能质量问题今天, 广大用户对电能质量要求也不断提高, 有关电能质量问题的研究也不断深入。在制定和实施电能质量标准和电能质量监督管理法规体系的逐步完善对于电能质量问题的研究和开发也有促进作用。而以前电能质量控制方法, 已不能对电压暂降这个暂态电能质量问题开展很好地处理。而随着电力电子技术及设备制作和操作水平的进步, UPQC、DVR等电气可以动态、快速地对电网中的电压暂降开展补偿。在使用用户电力技术, 可将电力系统更改成近似无不对称、无电压波动以及无谐波的理想电力系统网络, 以达到电力负荷对日趋发展电能质量的需要。

摘要：我们通常会关注电能的电压、电流和波形, 但那只是我们用户单方面所关注的问题。然而, 电能质量从字面上理解就是电力系统中的电能质量, 在电能生产出来时应该是完美对称的正弦波, 而在输送和使用过程中某些因素都会是波形畸变或者幅值变化, 从而影响使用效率。近年来人们越来越关注的电能质量问题, 分析了电能质量日益关注问题的产生及原因。随着电力电子技术的发展, 它所带来的各种电能质量问题如不断上升的谐波水平, 还有使用的波动性、冲击性负载产生三相不平衡、电压闪变与波动等电能质量问题。解决这些是摆在中国电力科技工作者面前的一项重要工作。

关键词：电能质量,正弦波,谐波污染

参考文献

[1]Kazibwe WE, et al.Electric power quality control techniques[M].Temple University, 1993.

[2]肖国春, 刘进军, 王兆安.电能质量及其控制技术的研究进展[J].电力电子技术, 2000 (6) .

[3]赵贺, 周孝信, 武守远.改善电能质量的电网补偿技术[J].电力设备, 2003 (1) .

[4]朱桂萍, 王树明.电能质量控制技术综述[J].电力系统自动化, 2001 (19) .

电网电能质量分析与措施 篇3

【关键词】电网电能质量；电力系统；电力能源

【中图分类号】TM711

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0316-01

前言：现代负荷：新增大量电子设备，数字式自动控制设备，如变频电机、PLC、自动生产线、计算机系统，大容量并联电容补偿装置、电气化铁路电弧炉等冲击负荷，特点：非线性，对电磁干扰极敏感，对电压扰动反应严重。因此对于电网电能质量的分析仍存在重大问题，需要进行及时的解决，下面，结合惠州供电局用电的实际情况对这一概念进行具体介绍。

1、电网电能质量的概述

由于不对称负荷，非线性和冲击性这类扰动负荷接入电力系统以及它的系统短路故障等扰动源的存在，产生了大量的电网电能质量问题，电网电能质量严重的恶化。

譬如：广东电网公司惠州供电局110kV多祝变电站其中两条110kV相邻线路，分别接晓亨铁厂和一水电厂。水电厂因机组振动怀疑晓亨铁厂谐波严重，向供电局投诉电网电能质量。惠州供电局请广东电网公司电科院对晓亨铁厂110kV电源进线用便携式电能质量监测仪进行了24小时连续测试，谐波电流未超标。后惠州供电局在铁厂专线上安装了在线式电能质量监测仪，记录数据显示某些时段铁厂谐波电流超标，2、3、5、7、11、13谐波严重，某些相高次偶次谐波如14、16、17、19、21、22、23、25谐波严重，而且闪变指标严重超标。

电网电能质量问题通常表现在，电网的电压不稳定，电流量不均衡，在使用的过程中可能出现电流与电压不稳现象，严重危害到电子产品的正常使用，严重的电流电压异常能够彻底损毁电子产品，给用户带来不必要的麻烦和一定的经济损失。通常来说，谐波电流、闪变超标是电网电能质量问题的突出表现，此外，电压闪变和波动，电压暂降，供电连续性，瞬态或者是暂时的过电压，波形畸变和短时间中断等也时常发生，不利于电力系统的安全稳定运行，也给广大用户的电能使用带来极大不便。

2、当代配电网电能质量的监测和分析方法

电网电能质量的检测，主要就是对电力运输过程中的各数值进行及时准确的记录，通过对数据的进一步分析和处理，分析现行电网运行状况，以便及时处理各种故障和运行异常状况，确保电力系统的安全稳定运行。因此，检测所得数据一方面要真实可靠，另一方面能够具有针对性，满足具体的工作需求，提高利用效率。对于电网电能质量的检测和分析方法比较多，常用的方法为频域分析法，小波分析等基于变化的分析法以及时域分析法和电网电能质量分析法是比较常用的分析方法。时一频分析法是一种比较方便的分析方法，一般情况下，需要先对信号加窗函数然后再对它进行分析；时一频局部性可以突出问题变化的部分是小波变化法的主要特点，它的这些特点就决定了它能够分析检测信号的局部奇异性，再加上Merlot小波和Meyer小波等小波函数就形成了一种暂态函数，而这有助于分析电网电能质量的暂态过程。

3、电网电能质量的现状

电能质量问题基本上属于EMC的传导低频现象。EMC对应电能质量产生的影响的因素有：谐波、间谐波载波干扰，电压波动电压暂降和间断电压不对称工频偏差感应低频电压交流电网中的直流分量。

导致电能质量劣化的主要原因：非线性负荷冲击负荷不对称负荷谐波谐振与放大有功、无功不平衡短路故障、雷击、感应电机启动。基本上说，供电电压允许偏差，公用电网谐波和供电频率允许偏差，供电电压允许闪变以及波动和供电三相电压允许不平衡度等是其主要的技术指标。电弧炉有功功率和无功功率冲击性快速变化引起电压波动和闪变电弧电阻的非线性导致谐波、间谐波。三相电极间不对称运行和塌料引起三相电极不对称短路，会产生负序电流。大电流电感支路，功率因素低。

4、提高电网电能质量的主要措施

经过笔者实地调查，惠州供电局的用户晓亨铁厂出线都是铁厂的三个自由燃烧的大电流电弧，是非线性电阻性的，产生谐波电流。大电流电弧的特性是：1、石墨电极的阳极和阴极的压降不同，所以存在偶次谐波；2、三个电极在电气上不对称，故出现零序性谐波；3、电弧的导电率和长度随时间变化，谐波幅值随机变化，产生连续谐波频谱。所有主要谐波频谱都存在边缘带，即存在间谐波。经过研究，发现电弧炉抑制谐波电流主要有以下几种措施：1、提高供电电源电压等级，短路容量增大，允许存在的谐波电流增大；2、改善电弧炉电极电流平衡控制系统，降低电弧电流的不平衡程度，可减小和抑制谐波电流；3、有源滤波器；4、TCR型SVC；5、装无源滤波器。

笔者结合多年的相关工作经验，结合惠州供电局用户晓亨铁厂的实例，在进行了大量的数据分析和实地考察的基础上，对电网中电能质量的整治问题提出了以下措施：

其一，一次调频。从目前的电网使用情况分析上看，我国的电能使用形式多变，而且高端的电子产品更新换代快，需要进行及时的在线系统更新，因此，对电网的所有机器设备进行初始化的一次调频，既能够有效的降低调频工作的费用开支，提高工作效率，同时还能够有效的满足用户的基本用电需求。

其二，发电机进相运行。当电压过高或电网无功过剩时，只需通过调解励磁电流，把发电机改为消耗无功负荷而不是发出无功负荷，让它无功进相运行，这个方法具有明显的降低系统电压的效果；为了保持电网电压的问题，它会通过增减励磁电流，使发电机的无功输出增加，这样就使响应比较准确和灵活；该方法为了消耗系统的无功使用发电机进相运行的方式，节约了设备的投资；发电机进相运行后，励磁变的负荷下降了，这样就降低了厂用电率，减少了有功损耗。由于此项操作程序简单，操作技术难度系数低，经济成本不高，因此，该项措施的使用范围比较广。尤其重要的一点是，通过该项技术进行的电网电能质量调整安全有效。

其三，谐波在线监测与治理。该技术要求对于现有的谐波源用户，确实污染严重的必须提出限制整改计划以及措施；对于扩建的和新上的电网电能质量污染源项目，必须进行谐波项目评估，谐波治理必须与工程项目同步实施；推广非线性大用户采用滤波措施或者是动态无功补偿，针对谐波问题，在实测的基础上，确定电网必要的补偿率。由于配网中某些地区电压畸变率较高，为了降低电压总谐波畸变率，应把用户侧以及电网等无功补偿装置设计成具有补偿滤波和无功的综合功能的系统。

电能质量技术监督年度总结 篇4

一、工作概况：

为提高电能质量，保证发电机组及电网安全、稳定、经济运行，电厂成立了电能质量技术监督小组。电能质量技术监督工作贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，实行技术负责制，严格按照国家标准及有关规程、规定，实施技术监督工作。本年度电能质量监督贯穿于规划、设计、基建、生产运行及用电管理的全过程。对全厂的发电机的无功出力、调压功能、进相运行及电能质量进行管理与监督，加强了有功功率和无功功率的调整、控制及改进，使电源电压和频率等调控在标准规定允许范围之内。

电能质量监督范围包括电压质量、频率质量、谐波质量、三相电压不平衡度等。电能质量技术监督范围的划分：原则上与电力设备的管辖范围的划分相一致。监督的设备一般为：发电机、变压器分接头、电压测量记录仪表等。对设备的维护和修理进行质量监督，并建立健全设备技术档案，发现问题及时分析处理，重大问题如实上报。

电能质量监督主要工作：在电站设计时，考虑设置电能质量监测点，安装检测分析装置或系统；设备投产前，宜检测相关设备的谐波及三相电压不平衡度；按规定进行运行频率及电压统计；定期进行相关设备（电能质量测试仪、在线监测仪、显示仪表、电压及频率变送器等）的检验。

二、工作内容

1、电压监测

发电厂电压监测点设置原则为:

a）发电厂所在区域的电网调度中心列为考核点及监测点的电厂高压母线；

b）与主网（220kV及以上电压电网）直接连接的发电厂高压母线。

目前功果桥电厂属于新投产电厂，暂未涉及相关工作。

2、电压允许偏差

功果桥电厂自投产发电以来均按调度部门下达的电压曲线的母线电压进行监测、调整。其允许偏差值如下：

500kV母线：正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的＋10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。

10kV及以下母线三相供电电压允许偏差为额定电压的7%。

投产至今，电压变化均在允许范围内。

3、电压及无功调整

（1）电压要求

投产至今，功果桥电站均按调度部门下达的电压曲线，控制高压母线电压。

发电机组的自动调整励磁系统具有自动调差环节和合理的调差系数，各机组调差系数的整定协调一致；自动调整励磁装置具有过励限制、低励限制等环节，并已投入运行；发电机额定功率因数（迟相）值为0.9，满足相关规范要求。

（2）发电机应具有进相运行能力

a）100MW及以上机组应具备在有功功率为额定值时，功率因数进相0.95运行的能力；

b）投入运行的发电机，应有计划的进行进相运行试验，根据试验结果予以应用；

c）进相运行机组应保留10％的静稳储备，并以此确定运行限额出力图。

功果桥电站目前投运的两台机组均已做过进相运行试验，且符合相关规定标准，并一直处于进相运行状态。

（3）发电厂（机）的无功出力调整

按运行限额图进行调节，在高峰负荷时，将无功出力调整至使高压母线电压接近允许偏差上限值，直到无功出力达

到限额图的最大值；在低谷负荷时，将无功出力调整到使高压母线电压接近允许偏差下限值，直至功率因数值达到0.98以上（迟相）（或核定值）；或根据调度要求，具有进相运行能力的发电机应达到进相运行值。

4、频率监督

正常运行下标称频率为50Hz，电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz。

功果桥电站并网运行的发电机组具有一次调频的功能，一次调频功能已投入运行。机组的一次调频功能参数按照电网运行的要求进行整定并投入运行。应根据调度部门要求安装保证电网安全稳定运行的自动装置。

正常情况下发电机组满足以下要求：

a）发电机组一次调频的负荷响应滞后时间一般不大于1s，负荷响应时间不大于15s；

b）水轮发电机组无论正常水头还是低水头运行，其进水导叶开度应保留3%以上的调节能力。

5、谐波监督

电力设备如发电机、变压器等调试投运时可进行谐波测量，了解和掌握投运前、后的谐波水平及其变化，检验谐波对有关设备的影响，确保投运后系统和设备的安全、经济运行；

电厂的谐波监测点选取为发电机出口、厂用电母线进行谐波测量；

谐波限值

a）发电机在负载情况下，发电机出口处谐波电流因数（HCF）不超过0.05；

b）厂用电母线谐波电压（相电压）限值应符合GB14549相关要求。

6、三相电压不平衡度监督

电气设备额定工况下评估三相电压不平衡度主要是监测负序电流。

如当三相负荷不对称时，发电机所承受的负序电流分量（I2）与额定电流之比（I2/IN）符合规定，且定子每相电流

均不超过额定值。当发生不对称故障时，（I2/IN）2和时间t（s）的乘积不超过规定的数值。

三、总结

1、设计阶段的监督

功果桥电站的规划、设计部门按照国家关于电压、无功电力等有关条例、导则的要求和网、省局有关规定，合理确定无功补偿设备和调压装置的容量、选型及配置地点，同步落实了相应的无功电力补偿设施。

在规划设计中，对于发电机、母线、变压器各侧均配置齐全准确的无功电压表计。

对于新接入电网的发电机组，具备功率因数进相0.95的运行能力，并配备相应的无功计量仪表。对已运行的发电机组，满足当地调度部门对发电机进相深度的要求。

各级变压器的额定变压比、调压方式、调压范围及每档调压值，满足发电厂的电压质量的要求。

2、运行阶段的监督

电能质量技术监督管理工作实行分区、分级管理负责制。严格按照调度部门下达的电压曲线和调压要求开展调压工作。积极落实调度部门根据系统实际情况提出调压的具体要求和措施。

电能质量分析仪 篇5

描述：

电力论文发表对电能质量的解析为：电能质量(Power Quality)，从严格意思上讲，衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。

电能是我们日常生活中不可或缺的，电能被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。因此电能的质量有着至关重要的作用。

【摘要】良好的电能质量管理对于我们平时生活的用电具有很大的保障作用，只有让电网安全稳定的运作才能使我们的生活、工农业等活动正常运转。本文主要整体介绍我国的提出相应的几点解决措施，为加强电能质量的管理提供几点可靠的参考。

【关键词】电能，质量管理，对策分析，电力论文发表，电能质量管理，电力论文 关于电能质量的管理概述

对于公用电网在供给用户端之间的交流电能品质是否好坏就是判断电能质量的重要依据，电能质量的好坏直接与我国的整体经济挂钩，拥有良好的电能质量管理对于电气设备的运行有很大的优势。它作为一种经济清洁能源被广大群众所认可,然而对于能否达到优质供电与目前的状况相比还是有差距的。针对电能质量的研究不断深入,传统中的电压偏差与三相电压等仍处于不平衡状态，对整体的电能质量具有一定的反作用。针对电能质量管理过程中存在的缺陷

2.1 出现了变电站的母线电压往往得不到切实的调控平时中对于变电站的母线电压的调控经常出现不及时的现象，只要母线电压的调控不及时就会影响各类电压越限，致使整个电能质量管理存在一定的难度，只有加强变电站母线电压的自动化调节功能才能有效的提高对电能的管理水平。在电力论文发表中一些专家对电能质量在管理中出现的问题进行了解析以及总结。

2.2 出现了小水电上网没有全面的管理

目前我国在小水电的上网管理层面仍相对薄弱，至今还没有全面系统的管理方式出现，对于小水电的上网管理不完善会使变电站的母线电压受到越限的状况，最终也会导致电能的工作得不到稳定的运行，这种情况主要是出现在一些山区的供电局，如果平时可以加强对小水电上网的管理就会适当的避免这种情况的发生。

2.3 出现了电能线路和台区供电半径不断变大

随着城市化进程的不断加快发展，在对整个城镇的规划也不断的优化改善，但由于经济的发展速度过大使得今天用户对供电的需求与要求不断加大，整体的电能线路与台区的供电负荷不断加强，人们的需要在不断的增强，配网的技术建设慢慢的滞后，无法及时的赶上经济的发展步伐。因此，在面临单一的供电电源与差质量的电压困境时，不仅要避免事故的发生，还要加快速度完善电力线路，使之能够符合当前人们的真正需要。

2.4 整体的电压质量管理系统不够健全我国县级类的子公司内部在电能质量管理的体系中没有相对健全的机制进行管理，整体的管理水平亟待提高，根据现实中的统计，县级子公司的电压越限时间相比于母公司而言具有 10 倍左右的差距，因此全面的健全县级供电企业的电压质量管理体系值得我们近一步的探究。

2.5 缺乏定期的维护和治理用电设备经济在不断的进步，人们的生活水平也相应的提高很多，对于生活质量的要求也变得苛刻，随着用户对电能需求的增加，整体的用电设备不断的受到污染，并且在没有定期护理的情况下整个配电整流器与电气化铁路以非线性的负荷状态出现，给供电质量体系造成严重污染。对于电能质量管理中存在的电磁干扰、低功率等情况不断出现，给电力系统的安全系数造成严重威胁。由于电力系统的不稳定致使电气设备出现过热的状态，加速振动与噪声的出现，绝缘老化，缩短了电器设备的使用寿命;除此之外，对于一些高耗能的企业来说，对于电能质量管理的要求更加严格，相应的应用标准也比较高，某些企业中需要使用中频炉来冶炼，在对用电设备的维护与治理方面更要加强与注意。

2.6 线路无功补偿容量不足无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。当线路无功补偿容量不足时，会使无功功率在电网中大量传输，大大增加了线路的电压损耗，降低了配电网的电压质量。目前许多地区配电网尤其是农村电网中普遍存在线路无功补偿不足的情况，因此，我们必须对无功电压管理重视起来，健全管理体系，做好无功平衡工作，切实改善电网电压和用户受电端电压质量。在电力论文发表中关于电能供电的电压和线路曾经仔细的记录过很多案例。改善提高电能质量管理的对策手段

3.1 完善整个电能质量管理体系要建立起统一的标准化管理体系主要

要把好断电的次数以及电压和波形出现偏差的频率，全面做到电能管理统一化可以有效的保证电能质量的管理，最终才能达到用户安全用电与电力企业稳定运行的效果，当然并不是只要制定出统一标准化的管理方式就具有通用性，我们还需要综合考虑环境区域的因素以及用电双方之间的要求。

3.2 强化管理对小水电上网的监督力度

全面实行强化管理检测装置，在配电网中设置安装电能质量检测装置，把实时检测到的数据定期的传送到主控制中心，上层管理人员再通过所传达数据进行分析汇总，定期做好存储工作，制定相应的计划，保证在实时控制电网情况的基础上，全面提高电能的整体运行质量。

3.3 强化落实变电站的母线自动调节功能

目前的现代电力电子技术所改造出的交流输电方式合理有效的控制交流电的电抗电压与相角等，这可以综合提高交流系统的整体运行安全稳定系数，把传统中的交流输电系统改善的更加创新便捷，采用自动化程度高的输电系统可以有效的满足电力系统的可靠运行与合理分配传送功率，最大程度的降低发电的成本，提高综合效益。

3.4 加强规划对电网的建设在充分利用电能质量检测管理装置的时候，除了从中获取相关的详细资料外还可以将所有零散的资料在任意的时间内高效的显现出来，规划好整体的电网建设不仅可以时时掌控电能管理的相关信息，在建立健全的基础上整体规划整理网络资源，把电能的质量管理与网络相结合，达到资源的共享与综合分析等，还可以提供查询等多种便捷服务，不仅方便电能管理，也方便了广大用户。

3.5 加强导致电能质量受到污染的治理力度按照前文提到的针对我国的电能质量管理系统进行检测管理，采用自动化的手段实时的进行监测。同时，加强对电能质量受到污染的情况进行分析完善，制定定期的完善计划，监督找出每个时期相关的污染因素，及时的采取措施进行补救，减少因电能质量受到污染而影响用户对电压质量的质疑，同时最大程度的服务人们生活。

结语

电能质量分析仪 篇6

计量测试中心牌子的请示

××××技术监督局：

我单位根据×××××质量技术监督局“关于授权自治县电业有限责任公司开展电能表检定的通知”(×××技监

[2000]第6号)文通知规定。本单位计量站计量测试工作接受贵局监督和指导，为加强我公司电能计量检测量值符合法定、规程技术管理工作，特请贵局在我公司计量站悬挂：“×××××质量技术监督局电能计量测试中心”牌子，并准予挂牌为盼！

敬请贵局准予办理！

特此请示

电能质量的数学模型分析法 篇7

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。

基于变换的方法在这里主要指Fourier变换方法 (FFT) 、短时Fourier变换 (STFT) 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, 因此已在电能质量分析领域中得到广泛应用。但是, 当采样频率或信号不能满足运算条件时, 利用FFT分析会给分析带来误差。

为解决上述问题, 提出了短时Fourier变换方法 (STFT) , 即将不平稳过程看成是一系列短时平稳过程的集合, 将STFT用于不平稳信号的分析。 STFT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。

电能质量分析仪 篇8

关键词：电能质量；波形；电压；电流

前言

随着电力设备的应用，电力系统问题已经引起了人们的广泛关注。船舶上的小容量电力系统是一个独立的系统，正常状态下以稳定的频率和幅值对设备供电。但由于电力系统中各种设备的非线性等问题，电力系统往往会出现很多问题，因此要积极研究电力系统，保证船舶电力系统能够的正常工作。

1.电力系统中电能质量的分类

电能质量分为稳态电能质量和暂态电能质量两类。稳态电能质量主要是由于波形畸变导致的电能问题，具体表现为出现谐波、电压闪变、陷波和三相不对称。其中谐波主要是指电压和电流的波形出现谐波，电压闪变的最突出变化是电压的幅值或者调制频率的波动，陷波主要表现在持续时间和幅值上。暂态电能质量主要是由于正弦波发生畸变，其特征是频谱和暂态持续时间。暂态电能质量的具体表现是暂态谐振、暂态脉冲和瞬时电压的上升和下降。其中暂态电能主要表现在波形、峰值和持续时间上，暂态脉冲主要体现在电压上升时间、峰值和持续时间上。

2.船舶上小容量电力系统电能界面要求

2.1电制

船舶上的主电力系统采用三相380V、50Hz的不接地制，主电力系统经过电压器变电后为照明系统供电，照明系统为220V、50Hz不接地制。

船舶上的二次电力系统采用50Hz、380V单相或三相制，也可以是50Hz、220V单相或三相制，或者是50Hz、115V单相或三相制。其中50Hz也可以用400Hz代替。

船舶上用电时，对于大于或者等于5KVA的电器，电压要求选用380V、三相交流电。对于小于5KVA的器械，也首先推荐选用380V、三相交流电，其次推荐选用380V、单向交流电；220V、三相或单相交流电，最后推荐选用115V的三相或单相交流电。对于400Hz的航空设备，要求选用220V或者115V的三相、四线、中性线接地制。

选用电压后，还要考虑频率问题，推荐使用的频率是50Hz和400Hz。

2.2电能界面要求

在用电设备的输入端，设置有电能的供电界面，用电设备内部需遵守供电界面的规定。

用电设备的电力界面应符合一定的规定，在规定情况下用电设备必须能正常使用，同时发电配电设备也有相应的规定。

3. 船舶上小容量电力系统的电能质量要求

3.1电力类型

船舶上的电力分为3种类型，Ⅰ型50Hz电力，Ⅱ型400Hz电力和Ⅲ型400Hz电力。

（1）Ⅰ型50Hz电力。

船舶中主配电系统为50Hz380V不接地系统。通过变压器变成220V50Hz为照明系统供电，转变成三相的220V50Hz向其他设备供电。

（2）Ⅱ型400Hz电力和Ⅲ型400Hz电力。

船舶中的变电设备应该能提供Ⅱ型400Hz电力和Ⅲ型400Hz电力，当前者无法使用时，才采用后者供电。

3.2电能质量要求

以下优选推荐为Ⅰ型电力，其次推荐为Ⅱ型电力，最后推荐为Ⅲ型电力。

（1）电压允差要求。

优选标准：电压有效值380V或者220V，三相电压的平均允差5%以内，任一线电压容差7%以内，电压周期变化允差2%以内。

其次推荐：电压有效值380V或者220V或者115V，三相电压的平均允差5%以内，任一线电压容差7%以内，电压周期变化允差2%以内。

最后推荐：电压有效值380V或者220V或者115V，三相电压的平均允差2%以内，任一线电压容差3%以内，电压周期变化允差1%以内。

（2）频率允差要求。

优选标准：标称频率50Hz，允差3%以内，周期变化允差0.5%，瞬态允差4%以内。

其次推荐：标称频率400Hz，允差3%以内，周期变化允差0.5%，瞬态允差4%以内。

最后推荐：标称频率400Hz，允差3%以内，周期变化允差0.5%，瞬态允差1%以内。

（3）谐波要求。

优选标准：最大单次谐波含量3%以内，正弦畸变率5%，偏离系数5%以内。

其次标准：最大单次谐波含量3%以内，正弦畸变率5%，偏离系数5%以内。

最后推荐：最大单次谐波含量2%以内，正弦畸变率3%，偏离系数5%以内。

应用中首选优选推荐的标准。

（4）电压、电流不平衡允差要求。

优选推荐：线电压不平衡在3%以内，电流不平衡允差在5%以内。

其次推荐：线电压不平衡在3%以内，电流不平衡允差在5%以内。

最后推荐：线电压不平衡在2%以内，电流不平衡允差在15%以内。

（5）暂态和瞬态电压要求。

优选推荐：瞬态电压允差6%以内，瞬态电压恢复时间2s，电压峰值380V系统中为2500V，220V系统中为1700V。

其次推荐：瞬态电压允差16%以内，瞬态电压恢复时间2s，电压峰值380V系统中为2500V，220V系统中为1700V，115V系统中为1000V。

最后推荐：瞬态电压允差5%以内，瞬态电压恢复时间0.25s，电压峰值380V系统中为2500V，220V系统中为1700V。

（6）供电连续性要求。

可靠的供电连续时间可以保证用电设备在突然断电时工作不受影响，当电源突然断电时，电源开关能够迅速转换用电设备至备用电源。要求转换时间在0.5～20s之间，最长转换时间不能超过2min。

（7）浪涌要求。

浪涌电流是指电流瞬间的突升和突降。对于浪涌电流应该做到几下几点。

1）尽量避免用电设备突然启动和工作状态突然变化导致的浪涌电流。

2）当用电设备每天启动小于10次时，浪涌电流的电压跌落应在额定电压的16%以内，或者5%以内。

3）当用电设备每天启动多于10次时，浪涌电流的电压跌落应在额定电压的10%以内，或者3.5%以内。

在船舶中使用电力系统时，应该严格遵守上述的电能质量要求。

4.结束语

船舶中的电力系统是一个小容量的独立系统。电力系统问题直接影响着船舶中各种设备的运行，甚至影响船舶的运行。因此船舶的电力对于航行有着重要的意义。改善电力质量，并提高电力品质，对于提高船舶电力系统的运行稳定性，保证船舶的正常运行有着重要作用。

5.参考文献：

电能计量自动抄表技术分析的论文 篇9

电力线载波通信，是将信息调制为高频信号(一般为50～500kHz)并叠加在电力线路上进行通信的技术。其优势是利用电力线作为通信信道，不必另外铺设通信信道，大大节省投资，维护工作量少，可灵活实现“即插即用”。目前，国内10kV以上电压等级的高压电力线载波技术已经较成熟，但低压电力网络上的载波通信还未能达到令人满意的水平，这在一定程度上制约了电能计量自动抄表技术在我国的实际应用。

3.2无线扩频通信

扩频技术是一种无线通信方式，把发送的信息转换为数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号，以扩展信号的频谱，通过相关接收，用相同的.频码序列解扩，最后经信息解调，恢复出原始信息。扩频通信距离一般可达几十千米，其最大的优点在于抗干扰能力较强，因此具有较强的安全保密性。扩频技术在电能计量自动抄表系统的典型应用方式是：采集器通过电力线载波把数据传至集中器，再由设置在集中器附近的扩频电台把数据发送给中央处理站的接收电台。

3.3复合通信

在应用于电能计量自动抄表系统中的所有通信模式中，各种通信模式都有优缺点，任何一种采用单一通信技术的方案均很难完全满足需要。为解决这类矛盾，提出了复合通信方案。

复合通信方案是在自动抄表的不同通信阶段采用不同的通信方式，组成实现电能自动抄表的复合通信网络。在数据传输量不太大、传输距离较近的底层数据采集阶段(电能表到采集器，采集器到集中器)，可以采用如红外、低压电力线载波甚至点对点的通信方式；而在集中器到中央处理站段，则可采用电缆、电话线或无线通信等。选择什么样的复合方式，需根据实际情况统筹考虑。混合使用的各种通信方式之间要有很好的相容性，不能相互干扰，这其中涉及到运筹学、最优规划等方面的研究与设计。

3.4自动抄表的安全性

自动抄表的安全性主要包括自动抄表过程的安全性和中心处理子系统的计算机网络安全性。电能计量自动抄表系统的抄表过程是分散的采集器、集中器与中心处理站间交换数据的过程。通信中既要保证所抄数据的安全、可靠传输，又必须确保中心处理子系统不会受到来自传输网络的意外攻击。

中心处理子系统的安全性主要是指其包含的计算机网络安全性，而主要的安全隐患来自以下4个方面：黑客、病毒、合法人员的失误和网络系统自身的脆弱性。保护及防范的措施是综合运用密码技术、身份验证技术、访问控制技术、防火墙技术、安全内核技术、网络反病毒技术、信息泄漏防治技术、网络安全漏洞扫描技术和入侵检测技术等。

4结束语

电能质量分析仪 篇10

受供电公司的委托，2008年8月22日我公司派技术人员对该厂的计量情况进行了实地考察，用户用电基本情况如下：

1、用户名称：（从略）

使用设备：0.5吨中频炼钢炉1套及少量机加工设备 变压器容量： 315kVA

2、电能计量：

高压侧装：JLSG4-12 0.2S级 40/5型高压计量箱一套（计量表计为湖南威胜多功能电子表）

低压侧装：LMZ-0.5 1000/5型低压电流互感器3只（有功计量为三只单相机械表，无功为一只三相机械表）

3、设备使用情况简介

该冶炼厂采用的是峰谷电价，一般在夜间投产，用户开炉后实测技术参数（后附），从实测数据看用户严重超负荷运行（2.1倍以上），变压器发热严重，为防止变压器发热烧毁，用户将变压器置于水箱中强制水循环，但仍能听到变压器燥音很大，运行条件十分恶劣。

4、存在的问题

电能计量不正常，从现场抄表看，用户用电8天，从高压侧抄表为有功68800kwh，无功52800kwh，低压侧有功52000kwh，无功19200kwh，有功差距为16800kwh，无功差距为33600kwh。

高低计量对比相差太大，计量严重失真。

二、实测数据如下

（一）测量结果如下：

1、三相有效值

2、低压侧三相波形图

3、高压侧波形图

4、低压侧电压电流谐波曲线

5、高压侧谐波曲线

（二）测量结果分析：

1、变压器严重过载运行：

315kVA变压器的额定输出为Is=454.7A，实际检测中发现变压器的实际输出最大电流为1050A，为额定值的2.309倍，通常运行在950A左右，为额定值的2.09倍。

2、中频炉产生的谐波含量很大：其中以5次、7次谐波为主，分别占总有效值的20％和11％。

3、低压侧电压、电流波形、高压侧电流波形严重畸变。

三、问题分析

（一）计量失真问题

从实际考察结果看，用户用电超负荷非常严重，为额定电流的2.309倍，此时对计量系统影响很大。

1、对电流互感器影响 当用户的实际使用电流达到额定电流的2.39倍时，此时的二次负载为PI2R=52R=25R=5I1R，即二次负载为原来的5倍，以实际的电流互感器所带的负载为例，电表及二次导线约为12VA，此时真正的二次负担为5×12=60VA。椐此，我们将国内目前几家知名厂家的产品（包括本厂产品）进行了误差对比试验，经试验，当电流达到额定电流的1.6倍时（负载为60VA），互感器达到饱合，当达到实际运行电流时92.36A（额定电流的2.309倍），二次电流为8.5A。按常理计算应为2.309×5=11.95A，理论同实际相差=28.87%，即原来为0.2S级的互感器，此时变为-28级互感器，用同样的方法，我们对低压电流互感器也做了同样的实验（LMZ-0.5），此时，互感器的误差达到了-32级，可见其对电能影响之大。

2、对电表的影响

用上述方法我们对电子式电能表及机械表分别进行了试验，发现当实际使用电流达到2.39倍额定电流时，电子式电表由原来的1级变为5级（5.24%），而机械电表影响更大。

3、对电压互感器的影响

考虑到目前该用户的谐波含量达到20%以上，其原来应于50Hz的电压互感器，在谐波电压下（250-650Hz中频范围）肯定有影响，但由于试验设备原因（无法提供10kV的高频电源），此问题未进行深入的试验。

因此，由于用户超负荷的原因，电能计量已严重失真，原计量的电量，高压同低压的对比已无实际意义。

（二）对于高压计量无功比低压计量无功电量多的分析

用户在低压侧计量中无法计量变压器的无功损耗，只有在高压侧计量时才能计量到变压器的无功损耗。

变压器的无功功率损耗分为两部分，励磁支路损耗和绕组漏抗中的损耗。其中，励磁支路损耗的百分值基本上等于空载电流I0的百分值，约1～2％；绕组漏抗中损耗，在变压器满载时，基本上等于短路电压Uk的百分值，约为10%。

在变压器正常运行时，变压器的无功功率损耗并不大，满载运行时为变压器额定容量的百分之十几。

但是，当变压器过载运行时，由于铁芯饱和导致变压器的漏电抗增大（正常运行时的原绕组的漏电抗不随电流变化而变化），无功功率损耗量值一方面与漏抗成正比，另一方面与电流的平方成正比，所以在变压器过载运行时，变压器的无功功率损耗将会严重增大。这些无功功率损耗将计入高压侧计量结果中，这也是高压侧计量的无功功率高于低压侧计量结果的原因之一。

（三）关于谐波对计量的影响

随着近年来高耗能企业的增多，谐波污染日趋严重，特别是一些采用高频或中频炉技术的小炼钢或镁、铜等贵重金属冶炼，由于其非线性负载特性，在大量消耗电能的同时，还向电网反送着大量的谐波。谐波对电能计量影响较大，对于电磁感应式电表，其频响曲线随着频率的增大，误差向负方向变化，少计电量，而对电子式电表影响更大，由于电子式电表的CPC采取正反向功率代数和相加，即E=E1（基波电能）－（谐波电能总和），而谐波产生的电能方向同基波产生的电能方向相反，从而造成谐波分量越大，少计的电能越多。当谐波以3、5、7为主时，其少计电量，据有关部门统计，可达总电量的6.5-8.5%，四、整改方案

小冶炼引起的计量失真现象，此问题由来已久，在这方面做的比较早，确实产生实际效益的据我们调查有唐山地区的丰南、乐亭、迁西等供电公司，由于其有大规模的冶炼企业，早在2003年已进行了整改（建议局领导或相关人员应到现场实际考察），并取的了显著的效果。下面我们将他们的成功经验加以介绍：

1、采用JLSGF-12小冶炼专用带负控功能的计量箱，控制其超负荷用电问题。

本款产品是专门针对小冶炼超负荷的危害而研制的一款负荷控制型高压计量箱,其可根据用户类型选择合理的控制方式（电流控制、有功功率控制、视在功率控制）通过采集电子表的数值，经过智能化计算，当用户出现超负荷用电时，先警告，无效后断电，同时该产品也可用做预付费计量。负控及负荷控制装置的使用分为两种，一种为就地型，一种为远方型。（1）就地型

就地控制型计量箱的负控装置设定需通过手动设定，当负荷达到设定的限值后报警，经过一段时间延时后（可自行设定），用户的负荷设定值仍未恢复到设定值以下时自动跳闸，用户断电，直至用户恢复正常用电负荷后，恢复供电。其报警可采用声光报警，报警器安装距离不超过100m（有线），报警器为数码管显示，可显示报警级别、负荷大小并伴有语音提示及灯光闪烁。（2）远方型

远方报警型采用了我厂的DH-2000负控报警装置，该装置采用手机短信的形式，将报警、警告及警告延时等报警信息直接发送到企业值班员手机及供电值班员手机上，智能化提醒，便于及时处理。本装置结构简单，可以不加装后台软件。

在实际应用中，考虑到人情电问题，其采用了就地型负控装置，参数一经设定，领导及工作人员均无法更改。超负荷即断电，有效的控制了小冶炼企业超负荷用电问题。

2、加装专门针对小冶炼专用谐波误计量控制装置及谐波专用互感器，本款产品采取基波计量的方法，即对通过互感器输入的二次电压及电流采用低通滤波的方法，合理的选择转折频率，将基波以上的谐波按频率进行滤波，使谐波反向馈送的电能在二次所反映出的谐波分量极大的降低（E=E1－，即=0时），从而真实的计量了用户的电量，降低了线损，考虑到小冶炼经常超负荷带来的互感器铁芯趋于饱合，从而造成的互感器二次输出电压及电流波型畸变。本产品采用特殊工艺制造的电流及电压互感器，可保证在2倍过负荷时，二次波形不产生畸变，从而保证在存在谐波时的计量效果。由于小冶炼的谐波频率同熔炼电极距离有关，其变化范围从中频到高频均可能发生，从而造成在此环境工作的电压互感器感抗的变化，当感抗同容抗达到一定范围时，其可能诱发PT本身的自激谐振，从而造成高幅值的过电压，这也是小冶炼经常烧毁PT的主要原因。本产品采取特殊工艺，可保证电压互感器不发生自激谐振，从而保证运行产品的安全可靠。

3、采取防窃电措施

本项功能利用了负控功能中的真空断路器，可对计量中出现的异常进行告警、断电、报警处理，其有如下特点：

1、采用“TM电子密钥”控制送电

本计量箱内部装有“TM电密锁”，该密锁采用了美国达拉斯公司的专利技术成果，即Ibtton信息钮扣作为“密钥”，其具有双向通信功能，信息储存量大，并设有不可复制的全球唯一的64位密码，密码具有不可伪造性，信息的传输是通过信息钮扣（密钥）同读写器（锁体）短暂接触即可完成，用“TM密钥”作为送电管理的工具，供电系统只需几把钥匙即可管理整个市（县）局的计量控制，一旦出现非法开启计量箱门盗电时，断电后用户无法送电，便于保留现场，杜绝窃电。

2、非法开启箱门断电功能及计量异常报警