影响电能质量的因素及改善措施

李洪越

摘 要：我国电力行业不断发展，用户与电力企业之间的矛盾不再是电能数量，而是电能质量。对电能质量实现准确全面地进行分析，进而采取合理措施实现电能质量的改善和治理已显得十分必要。本文综述了电能质量的衡量指标，对电能质量的影响因素进行了分析，进而提出了电能质量的改善措施，旨在为研究电能质量的提高提供一些参考。

关键词：电能质量；因素；改善措施；

中图分类号：TM60 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-06-00-01

电能是一切行业中的基本能源，用电企业从供电企业所获得的电能的质量直接决定着企业的生存发展。随着微电子与电力电子技术的不断发展，对电能质量的要求也越来越高。通常电能质量分为电流质量、电压质量、供电质量和用电质量。以电力电子装置为代表的一些冲击性、非线性负荷的广泛使用，使得电网受到谐波的污染越来越严重，很多电压瞬变现象频繁出现；另外，由于很多基于计算机以及微处理控制器等精密仪器于设备的广泛使用，用户对电能质量有了越来越高的要求。

一、电能质量标准

（一）电力系统频率偏差标准。我国电力系统采用的是频率为50Hz的电流，所以制造用电设备时也都是按照50Hz的额定频率标准进行制造的。电力系统频率偏差标准（GB/T15945—2008）对电力系统中频率偏差的限值做了明确规定。电力系统频率偏差的范围是50±0.2Hz。用户冲击负荷组成的系统频率变动一般不超过±0.2Hz；当系统容量较小时，偏差值可以放宽到±0.5Hz。

（二）供电电压偏差标准。一般情况下，额定电压上下的7%范围的偏差值都是可以的。供电电压偏差标准（GB/T12325—2003）规定，高于35kV的供电电压的电压偏差值不超过10%；低于20kV的三相供电电压的电压偏差不超过7%；220V的单相供电电压的电压偏差在-10%～+7%范围内波动。

（三）三相电压不平衡标准。三相电压不平衡标准（GB/T15543—2008）规定了在系统正常运行时可以存在三相电压的不平衡情况，并对三相电压的不平衡度的限值做了规定，即负序电压不平衡度小于2%，短时小于4%。

（四）电压波动和闪变标准。电压波动和闪变标准（GB/T12325—2003）对电压闪变于波动的允许值做了限定。例如当供电电压大于110kV时，闪变限值为0.8；当供电电压小于或者等于110kV时，闪变限值为1。

二、影响电压质量的因素

（一）电网架构仍然不完善。改革开放以来，我国经济发展十分迅速，导致出现了很多地区经济发展不平衡的情况，特别是对于新兴的工业区，由于这些工业区是是刚刚兴起的，短时间内的用电量剧增，造成线路过负荷的现象出现。

（二）系统本身接有整流器、电弧炉、单相负荷、大功率电动机等干扰性负荷。这些负荷会对电网产生的负面影响有无功冲击、谐波、负序等，并且这些负面影响还可以经过公共连接点影响其他终端用户。

（三）季节对電力供应的影响较大。电力负荷会随用户生产流程与昼夜、季节的变化而改变。用电负荷越低电压越高，用电负荷越高电压越低，导致不同季节、不同时间中用电量峰谷负荷的悬殊，从而引起电压波动较大，不能够提供稳定的运行电压。

（四）设备问题。配网380/220V线路、10kV线路以及运行时间长、配电设备数量巨大的线路设备数量很多，要对改造量残旧设备与线路需要按轻重缓急按计划分年分批进行，在一定程度上阻碍了电压质量的提高。

（五）干扰系统，造成断电或电压变动的因素很多，如雷电、树枝影响、外力破坏、电容器投切、配电设备故障、线路切换等，这些因素甚至会对相邻线路造成影响，造成有害影响的蔓延。

三、提高电能质量的有效措施

（一）加强对农网的改造。农村电网用电具有一定的特殊性，造成其配变负荷与高低压线路较重，进而降低了电压的合格率。配电网架差，自然能耗高，负荷率低。配变布点少，配电设备老化，供电半径长且线径小。降低线损是供电企业提高经济效益最直接也是最根本的手段。

（二）降低电压闪变与波动的技术措施。1、在电源侧解决的技术措施。在用户业务增容与扩充时，对于大容量设备的相关的启动方案与供电电压等级应当合理选择，如经过计算选择高一级或高两级的电压为电弧炉、轧钢机等具有大的波动负荷与冲击负荷的设备供电。2、在用户侧解决的技术措施。对于用户的特殊要求，应将电压水平维持在一个可控制的范围之内，要求其在敏感负荷点安装可控硅控制补偿器（TSC）与不间断供电电源（UPS）来平滑电压波形。随时利用动态电压恢复装置（DVR）检测电源状况，并为使电压维持在一个满足正常工作的合格水平，应依照设定的电压曲线进行动态调整。

（三）解决三相不平衡问题的措施。由于电网不合理的负荷配置，用户受单相或两相负荷的影响，这些都会导致三相电压不平衡。而对于单相负荷，供电部门可以通过适当改变负荷，来解决电网的三相电压的平衡问题；又如铁路部门的使用两相负荷电力机车，因为其负荷比较大，产生的负序电压以及负序电流会引起公用电网的三相电压严重不平衡。

（四）电网电压的二次调整。对电网电压进行二次调整的方式有助于稳定供电电压，更好地满足用户的要求。这种调整方式的优点是可以按照稳定电网供电电压的要求，充分合理等分配无功补偿装置的无功容量，维持供电区电压水平基本恒定。

（五）针对外部因素采取的措施：首先是降低装置对电能质量问题的敏感性，主要是安装补偿装置在用户侧的关键负荷或者敏感负荷处，对单个负荷这种方法会有明显与直接的效果，但是因为补偿装置的容量和价格的限制，也限制了其应用范围。

随着电力电子与信息技术在社会各个领域的应用越来越广泛，用电设备不断增多，新型的用电设备也对电能质量提出了新的要求，一些新型电力负荷对电能质量有了越来越高的要求，用户和电力企业都非常关心的问题就是电能质量。这样确保电能质量对用电单位与供电单位提出了新的要求。本文通过对产生电能质量问题的多种因素进行分析，对电能质量的分析方法进行了总结，对怎样提高电能质量，提出了一些建设性意见。针对电能质量问题，我们要及时发现问题，随时检测电能质量，用科学的方法解决问题，这将是今后解决电能质量问题的最根本途径。

参考文献：

[1]马红霞.影响电压质量的因素及改善措施[J].中国电子商务，2013，（8）：208.

[2]GB12326—2000，电能质量电压波动和闪变[S].北京：中国标准出版社，2000.

[3]GB/T12325—2003，电能质量供电电压允许偏差[S].北京：中国标准出版社，2004.