应用研究
数字技术在电能质量监测中的应用
刘宏博1何美定2
(1.太原理工大学山西太原030000；2.中国轮船股份有限公司上海200072)
事共与度人
摘要：电能质量关系着电网的安全经济运行，是工业产品质量的保障，对降低能耗及人类生活环境等产生重要影响。随看现代工业技水的发展，电力负荷的种类越来越多，特别是非线性、冲击性负荷在容量上、数量上日益增大，使公用电网中的各种干扰成分不断增加，电能质量日益恶化。如何有效的提高电能质量迫在眉键。本文介绍了电能质量及其指标，并列举了国内电能质量的解决方案。
关键调：电能质量技术应用网络技术网络系统中图分类号：TM711
文献标识码：A
1、电能质量定义
文章编号：1007-9416(2012)08-0090-02
两个的过零点。由于其频率非常高，用常规的谱波分析设备无法测
电能质量(PowerQuality),从严格意思上讲，衡量电能质量的主要指标有电压，额率和波形。从普追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四个方面的相关术语和概念。
2、电能质量指标
电能质量的主要指标有：电压偏差，频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、公用电网谱波和公用电网闻谱波等，
电压不平衡是指三相电压的幅值或相位不对称。不平衡的程度用不平衡度（电压负序分量和正序分量的均方根值百分比)来表示，典型的三相不平衡是指不平衡度超过2%，短时超过4%。在电力系统中，各种不平衡工业负荷以及各种接地短路故障都会导致三相电压的不平衡，
过电压是指持续时间大于1分钟，幅值大于标称值的电压。典型的过电压值为1.1~1.2倍标称值。过电压主要是由于负载的切除和无功补偿电容器组的投人等过程引起，另外，变压器分接头的不正确设置也是产生过电压的原因。
欠电压是指持续时间大于1分钟，幅值小于标称值的电压。典型的欠电压值为0.8～0.9倍标称值。其产生的原因一般是由于负载的投人和无功补偿电容器组的切除等过程。另外，变压器分接头的错误设置也是欠电压产生的原固。
电压骤降是指在工频下，电压的有效值短时间内下降。典型的电压骤降值为0.1~0.9倍标称值，持续时间为0.5个周期到1分钟。电压骤降产生的原因主要有电力系统发生故障，如系统发生接地短路故障，大容量电机的启动和负载突增也会导致电压骤降。
电压骤升是指在工频下，电压的有效值短时间内上升。典型的电压骤升值为1.1~1.8倍标称值，持续时间为0.5个周期到1分钟。电压骤升产生的原因主要有电力系统发生故障，如系统发生单相接地等故障，大容量电机的停止和负载突降也是电压骤升的重要原
国。
供电中断是指在一段时间内，系统的一相或多相电压低于0.1
倍标称值。瞬时中断定义为持续时间在0.5个周期到3秒之间的供电中断，短时中断的持续时间在3～60秒之间，而持久停电的持续时闻大于60秒，
电压瞬变又称为瞬时脉冲或突波，是指两个连续的稳态之间的电压值发生快速的变化，其持续时间很短。电压瞬变按照电压波形的不同分为两类：一是电压瞬时脉冲，是指叠加在稳态电压上的任一单方向变动的电压非工频分量；二是电压瞬时振荡，是指叠加在稳态电压的同时包括两个方向变动的电压非工频分量。电压瞬变可能是由闪电引起的，也可能是由于投切电容器组等操作产生的开关瞬变。
电压切痕是一种持续时间小于10ms的周期性电压扰动。它是由于电力电子装置换相造成的，它使电压波形在一个周期内有超过
出，因此以前一直末把此项作为电压质量的一个指标。
我国还对应颁布了六项的电能质量相关标准，分别是：(1)GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差，
(2)GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差；
电能质量三相电压不平衡度；
(3)GB,T 155432008
(4)GB/T 123262008(5)GB/T 145491993(6)GB/T 243372009
3、电能质量监测
电能质量电压波动和闪变；电能质量公用电网谐波；电能质量公用电网间谱波。
既然电能质量有如此多的指标，应如何了解并掌电能质量是否满足各项指标，就需要专用的仅器对电能进行质量监测。那么什么是电能质量监测呢?电能质量监测是指采用符合规范的测试仅器或设备对电网中所关心节点的电能质量相关指标进行测量并与限值对比分析的过程。
电能质量监测经历了三个阶段的发展：
第一个阶段：电能质量初步探讨时期。对于电力系统谱波"污染"的认识始于1920-1930年，间题出自于德国对当时的静态整流器产生的波形变的探讨，到本世纪五、六十年代，随着高压直流输电技术的发展，西方工业化国家对此进行了全面而深人的研究，但是直到七十年代以来出现的两种情况才促使了世界各国对谱波间题的广泛重视，并引起了谱波理论方面的重大发展
第二个阶段：电能质量在国内初步发展随着WEB网络技术的在线监测系统的应用，并且各方人士开始积极探索和应用如何通过电能质量的在线监测对电力设备的预防性维护提供一些有用的建议等等，在这个时期国内的厂家技术发展日新月异，随着数字信号处理DSP芯片的应用迅速发展，电能质量监测产品系列完善，WEB 技术在电能质量在线监测领域的应用，实现了数据的实时测量、存数、分析、共享，
第三个阶段：电能质量监测的高级应用。电能质量网络平台的应用将为未来的专家系统提供基础。未来的专家系统综合了国内外谱波界知名专家的研究成果，采用智能模糊分析方法，对自动存储于数据库中的数据进行分析，找出污染源、发现谱振点，并对电网整体电能质量进行评估，仿真分析，提出整治建议，使得日后的治理工作更有针对性和有效性，对节省治理投资有重大的现实意义。
目前，发展成熟的电能质量监测与分析系统以计算机技术、数据库技术，网络通信技术为依托，结合电网中各个监测点构建成一个完整的电能质量监测网络系统，从而实现对电网各项电能质量指标的在线监测和统计分析。整个系统软件从功能上可以分为监测单
元，通信服务、数据库、监测与分析平台等多个子系统。(1)终端监测单元：由电能质量监测仪完成
(2)通信服务系统：主要由监测仪通信系统、通信服务器以及通