供配电系统电能质量限值的计算-建筑电气2009.11
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【摘要】介绍了供配电系统电能质量限值的计算，包括电网的拓扑结构、依据的标准、电能质量考核点限值计算的内容、电能质量限值计
文本预览
供 配 电 系 统 电能 质 量 限值 的 计 算
李令冬 (安徽大学教育部电能质量工程研究中心，合肥市 230039)
朱明星 (安 徽 大 学 电 子 科 学 与 技 术 学 院 ，合 肥 市 230039)
Calculation of Power Quality Limi．ts in Power Supply and Distribution System
Li Lingdong(Power Quality Engineering Research Center Ministry of Education，Anhui University，
Hefei 230039，China)
Zhu Mingxing(School of Electronic Science and Technology，Anhui University，Hefei 230039，China)
Abstract This article introduces power quality 电能质量限值是电能质量控制的目标 ，也是电能
limits calculation in power supply and distribution system， 质量控制的依据，也是故障诊断当中的重要依据。所
including the topological structure of power grid， the 以，电能质量限值计算非常重要。
．
standards referenced，the contents of power quality limits
2 电网拓扑结构与电能质量考核点 (见图1)
calculation in check point and calculating system for power
quality limits，and also summarizes the major thoughts for
3 电能质量限值计算标准
power quali~limits calculation．
Key words Power quality limit Topological 3．1 电能质量标准
structure of power grid Check point Calculating
《电能质 量 公用 电网谐 波》 (GB／T 14549—
system Electromagnetic compatibility
1993)； 《电能质量 供电电压偏差》(GB／T 12325—
2008)；《电能质量 电力系统频率偏差》(GB／T 15945—
2008)； 《电能质量 电压波动和闪变》(GB／T 12326—
摘 要 介绍了供配电系统 电能质量限值的计
2008)； 《电能质量 三相电压不平衡》(GB／T 15543—
算． 包括 电网的拓扑结构、依据的标准、电能质量
考核点限值计算的内容、电能质量限值计算体 系等。 2008)。
3．2 电磁兼容标准
总结了电能质量限值计算的主要思路
《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值 (设备每
关键词 电能质量限值 电网拓扑结构 考核点
相输入电流 ≤16A)》 (GB 17625．1—2003)； 《电磁
计算体 系 电磁兼容
兼容 限值 对额定电流大于 16 A的设备在低压供
电系统中产生的谐波电流的限值》(GB，Z 17625．6—
1 为什么要计算电能质量限值
2003)； 《电磁兼容 限值 中、高压电力系统中畸
电能质量限值是在社会成本最小的前提下 ．平衡 变负荷发射限值的评估》 (GB／Z 17625．4～2000)。
供电公司、电力用户和电力设备制造商三者利益的技 3．3 电能质量标准与电磁兼容标准的适用范围及关
术壁垒。 联性
IEC (国际电工委员会)技术报告 “电力特性的 在保证 中高压用户对公用电网公共连接点干扰
标准化”中指出：制定和贯彻电能质量标准的根本目 限值在国标限值以内的前提下．配电网用户的电压质
的是协调网络运营商和最终用户、最终用户和设备供 量按照电磁兼容的规划水平管理．子系统或设备对用
应商、网络运营商和设备供应商之间的关系。 户配电网的干扰限值按照电磁兼容的规划水平确定．
协调上述各方关系的手段是限制上述各方电气接 电力设备对供电电压质量要求的限值按电磁兼容水
口的供电质量偏差和用电干扰 ．其中最重要的工作 平确定
是 ：按照电能质量标准和相关电磁兼容标准规定计算 对同一电能质量指标，国标比电磁兼容的规划水
电能质量限值 平严格。电磁兼容的规划水平 比电磁兼容水平严格 ．
7
供配电系统电能质量限值的计算 (孛耷冬 米明星建 箍电乞。
-_—_———-——_—●——___ I 8UI／DING
2口口9年第1 1期l ELECTRlCl11"Y
不是很死板的
在此笔者还想讲一个理念．
关于负序 电压。对于绝大多数
工厂用户 ．负序的控制水平应
该严于国标 ，为什么呢?因为
工厂用户的用电负荷都是以电
机负荷为主 ．70％ 是 电机负
荷．电机负荷的负序阻抗是正
序阻抗的 1／3(1／2～l，4之
间，平均下来 1，3左右)，就是
说很小的负序电压会使电机的
负序电流很大 ．降低电机 的使
用寿命 ．造成整个工厂内部负
序损耗很大 工厂内部某个负
荷 负序 电流特 别大 ．造成 电
网上 负序电 压 高 ．结 果是 用
kV站 中压用户 商业及居民用户 大型高压用户
户自己吃亏。宝钢的负序电压
，J 电
图 1 电网拓扑结构与电能质量考核点 控制水平 ．在 l10 kV基本上是
Fig— Power topological structure and check point for power quality limits 0．4％ 左右．其它用户引起的
注：A1—— 电力公司内部PQ (电能质量)考核点；A 2、A 3—— 220 kV大型高压用 负序 电压绝不会让它到 自己的
户PQ考核点；B1—— 110 kV全部用户PQ考核点；B1．1、Bl 2—— 分别为 l1O kV高压 公用 电网上去．否则对电机影
用户 1和2 PQ考核点；Bi 3—— l10 kV电力公司内部 PQ考核点；C、Cl、C2、c3—— 响很大 国标规定供电电压 的
高压用户 1内部PQ考核点；D—— 全部 1Okv用户电能质量考核点；Dl、D2、D3—— 负序电压限值为 2％．实际用户
分别为 10kV小型电站、中压用户 1和2 PQ考核点；E—— 0．4 kV全部低压用户PQ考
的负载负序电流已达到 6％．这
核点；EI、E2、E3——分别为0．4 kV低压用户l、2和3 PQ考核点。
样的损耗是比较大的
因此按照上述方法确定中高压用户内部配电网的电能
4 电能质量限值计算体系
质量和干扰限值可以最大限度地降低用户电能质量的
4．1 电能质量限值计算体系 (见图 2)
技术和管理成本
4。2 考核点限值计算内容及引用标准
这里举一个简单的例子．比如．电力公司对低压
4．2．1 一类考核点
供电网的考核标准．电压总谐波畸变率是 5％，但是
a． 考核对象 ：电力公司内部。
低压系统在用户内部应该用电磁兼容的规划水平 6％
b． 考核内容：电力公司内部供电点供电质量或
来管理 如果是电力用户和设备制造商之间的订货合
全部用户的用电质量
同 那肯定订在8％．这样管理的成本就减小了，而
且设备制造商在 8％的总谐波畸变率是能够接受的． C． 供电质量限值内容：系统频率偏差△ ，电
不会增加制造成本 如设备制造商按国家标准 5％来 压偏差 e 电压变动 和长时间电压闪变 。、三相
签订订货合同。那用户就吃亏了。管理起来成本就非 电压不平衡度 2和 。，谐波电压 THDu、HRUh。
李令冬 (安徽大学教育部电能质量工程研究中心，合肥市 230039)
朱明星 (安 徽 大 学 电 子 科 学 与 技 术 学 院 ，合 肥 市 230039)
Calculation of Power Quality Limi．ts in Power Supply and Distribution System
Li Lingdong(Power Quality Engineering Research Center Ministry of Education，Anhui University，
Hefei 230039，China)
Zhu Mingxing(School of Electronic Science and Technology，Anhui University，Hefei 230039，China)
Abstract This article introduces power quality 电能质量限值是电能质量控制的目标 ，也是电能
limits calculation in power supply and distribution system， 质量控制的依据，也是故障诊断当中的重要依据。所
including the topological structure of power grid， the 以，电能质量限值计算非常重要。
．
standards referenced，the contents of power quality limits
2 电网拓扑结构与电能质量考核点 (见图1)
calculation in check point and calculating system for power
quality limits，and also summarizes the major thoughts for
3 电能质量限值计算标准
power quali~limits calculation．
Key words Power quality limit Topological 3．1 电能质量标准
structure of power grid Check point Calculating
《电能质 量 公用 电网谐 波》 (GB／T 14549—
system Electromagnetic compatibility
1993)； 《电能质量 供电电压偏差》(GB／T 12325—
2008)；《电能质量 电力系统频率偏差》(GB／T 15945—
2008)； 《电能质量 电压波动和闪变》(GB／T 12326—
摘 要 介绍了供配电系统 电能质量限值的计
2008)； 《电能质量 三相电压不平衡》(GB／T 15543—
算． 包括 电网的拓扑结构、依据的标准、电能质量
考核点限值计算的内容、电能质量限值计算体 系等。 2008)。
3．2 电磁兼容标准
总结了电能质量限值计算的主要思路
《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值 (设备每
关键词 电能质量限值 电网拓扑结构 考核点
相输入电流 ≤16A)》 (GB 17625．1—2003)； 《电磁
计算体 系 电磁兼容
兼容 限值 对额定电流大于 16 A的设备在低压供
电系统中产生的谐波电流的限值》(GB，Z 17625．6—
1 为什么要计算电能质量限值
2003)； 《电磁兼容 限值 中、高压电力系统中畸
电能质量限值是在社会成本最小的前提下 ．平衡 变负荷发射限值的评估》 (GB／Z 17625．4～2000)。
供电公司、电力用户和电力设备制造商三者利益的技 3．3 电能质量标准与电磁兼容标准的适用范围及关
术壁垒。 联性
IEC (国际电工委员会)技术报告 “电力特性的 在保证 中高压用户对公用电网公共连接点干扰
标准化”中指出：制定和贯彻电能质量标准的根本目 限值在国标限值以内的前提下．配电网用户的电压质
的是协调网络运营商和最终用户、最终用户和设备供 量按照电磁兼容的规划水平管理．子系统或设备对用
应商、网络运营商和设备供应商之间的关系。 户配电网的干扰限值按照电磁兼容的规划水平确定．
协调上述各方关系的手段是限制上述各方电气接 电力设备对供电电压质量要求的限值按电磁兼容水
口的供电质量偏差和用电干扰 ．其中最重要的工作 平确定
是 ：按照电能质量标准和相关电磁兼容标准规定计算 对同一电能质量指标，国标比电磁兼容的规划水
电能质量限值 平严格。电磁兼容的规划水平 比电磁兼容水平严格 ．
7
供配电系统电能质量限值的计算 (孛耷冬 米明星建 箍电乞。
-_—_———-——_—●——___ I 8UI／DING
2口口9年第1 1期l ELECTRlCl11"Y
不是很死板的
在此笔者还想讲一个理念．
关于负序 电压。对于绝大多数
工厂用户 ．负序的控制水平应
该严于国标 ，为什么呢?因为
工厂用户的用电负荷都是以电
机负荷为主 ．70％ 是 电机负
荷．电机负荷的负序阻抗是正
序阻抗的 1／3(1／2～l，4之
间，平均下来 1，3左右)，就是
说很小的负序电压会使电机的
负序电流很大 ．降低电机 的使
用寿命 ．造成整个工厂内部负
序损耗很大 工厂内部某个负
荷 负序 电流特 别大 ．造成 电
网上 负序电 压 高 ．结 果是 用
kV站 中压用户 商业及居民用户 大型高压用户
户自己吃亏。宝钢的负序电压
，J 电
图 1 电网拓扑结构与电能质量考核点 控制水平 ．在 l10 kV基本上是
Fig— Power topological structure and check point for power quality limits 0．4％ 左右．其它用户引起的
注：A1—— 电力公司内部PQ (电能质量)考核点；A 2、A 3—— 220 kV大型高压用 负序 电压绝不会让它到 自己的
户PQ考核点；B1—— 110 kV全部用户PQ考核点；B1．1、Bl 2—— 分别为 l1O kV高压 公用 电网上去．否则对电机影
用户 1和2 PQ考核点；Bi 3—— l10 kV电力公司内部 PQ考核点；C、Cl、C2、c3—— 响很大 国标规定供电电压 的
高压用户 1内部PQ考核点；D—— 全部 1Okv用户电能质量考核点；Dl、D2、D3—— 负序电压限值为 2％．实际用户
分别为 10kV小型电站、中压用户 1和2 PQ考核点；E—— 0．4 kV全部低压用户PQ考
的负载负序电流已达到 6％．这
核点；EI、E2、E3——分别为0．4 kV低压用户l、2和3 PQ考核点。
样的损耗是比较大的
因此按照上述方法确定中高压用户内部配电网的电能
4 电能质量限值计算体系
质量和干扰限值可以最大限度地降低用户电能质量的
4．1 电能质量限值计算体系 (见图 2)
技术和管理成本
4。2 考核点限值计算内容及引用标准
这里举一个简单的例子．比如．电力公司对低压
4．2．1 一类考核点
供电网的考核标准．电压总谐波畸变率是 5％，但是
a． 考核对象 ：电力公司内部。
低压系统在用户内部应该用电磁兼容的规划水平 6％
b． 考核内容：电力公司内部供电点供电质量或
来管理 如果是电力用户和设备制造商之间的订货合
全部用户的用电质量
同 那肯定订在8％．这样管理的成本就减小了，而
且设备制造商在 8％的总谐波畸变率是能够接受的． C． 供电质量限值内容：系统频率偏差△ ，电
不会增加制造成本 如设备制造商按国家标准 5％来 压偏差 e 电压变动 和长时间电压闪变 。、三相
签订订货合同。那用户就吃亏了。管理起来成本就非 电压不平衡度 2和 。，谐波电压 THDu、HRUh。
AIGC在《建筑电气》2009年11月刊中，有一篇文章详细介绍了供配电系统中电能质量的重要性及其相关限值的计算方法。该文章着重探讨了电力系统向建筑负荷供电时，可能影响设备正常运行和用户体验的几个关键电能参数，包括电压波动、频率偏差、谐波分量、三相不平衡以及瞬态电压暂升和短时过电压等。
文中通过国内外相关标准规定，如GB/T 14549-93《电能质量 公用电网谐波》、GB/T 12325-2008《电能质量 供电电压偏差》等，为建筑供配电系统的电能质量设定了相应的限值要求。这些限值的计算涉及到电力设备的特性、用电负荷性质以及电力系统的设计与运行条件等因素，旨在确保电力供应的稳定性、可靠性和安全性，从而保障建筑物内各类电气设备的正常工作和用户的生活质量。通过对上述电能质量指标的精确计算与监控，可以有效地预防和解决由于电能质量问题导致的潜在故障和损害。
