电能质量即电力系统中电能的质量。理想的电能应该是完美对称的正弦波。一些因素会使波形偏离对称正弦,由此便产生了电能质量问题。
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,包括以下四个方面的相关术语和概念:
(1)电压质量。是以实际电压与理想电压的偏差,反映供电企业向用户供应的电能是否合格的概念。这个定义能包括大多数电能质量问题,但不能包括频率造成的电能质量问题,也不包括用电设备对电网电能质量的影响和污染。
(2)电流质量。反映了与电压质量有密切关系的电流的变化,是电力用户除对交流电源有恒定频率、正弦波形的要求外,还要求电流波形与供电电压同相位以保证高功率因素运行。这个定义有助于电网电能质量的改善和降低线损,但不能概括大多数因电压原因造成的电能质量问题。
(3)供电质量。其技术含义是指电压质量和供电可靠性,非技术含义是指服务质量。包括供电企业对用户投诉的反映速度以及电价组成的合理性、透明度等。
(4)用电质量。包括电流质量与反映供用电双方相互影响中的用电放的权利、责任和义务,也包括电力用户是否按期、如数交纳电费等。
电能质量还可以定义为:导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差。其主要指标有:电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、公用电网谐波和公用电网间谐波等。
我国还对应颁布了以下六项的电能质量相关标准:
(1)GB/T 12325-2008 电能质量 供电电压偏差
GB/T 12325-2008《电能质量 供电电压偏差》中规定:35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%;20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的土7%;220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%,-10%。
(2)GB/T 15945-2008 电能质量 电力系统频率偏差
我国电力系统的标称频率为50Hz ,GB/T15945-2008《电能质量 电力系统频率偏差》中规定:电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz,当系统容量较小时,偏差限值可放宽到±0.5Hz,标准中没有说明系统容量大小的界限。在《全国供用电规则》中规定"供电局供电频率的允许偏差:电网容量在300万千瓦及以上者为±0.2HZ;电网容量在300万千瓦以下者,为±0.5HZ。实际运行中,从全国各大电力系统运行看都保持在不大于±0.1HZ范围内。
(3)GB/T 15543-2008 电能质量 三相电压不平衡度
GB/T15543-2008《电能质量 三相电压不平衡》中规定:电力系统公共连接点电压不平衡度限值为:电网正常运行时,负序电压不平衡度不超过2%,短时不得超过4%;低压系统零序电压限值暂不做规定,但各相电压必须满足GB/T 12325的要求。接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%,短时不超过2.6%。
(4)GB/T 12326-2008 电能质量 电压波动和闪变
GB/T 12326-2008《电能质量 电压波动和闪变》规定:电力系统公共连接点,在系统运行的较小方式下,以一周(168h)为测量周期,所有长时间闪变值Plt满足:≤110kV,Plt=1;>110kV,Plt=0.8。以及单个用户的相关规定。
(5)GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波
GB/T14549--93《电能质量 公用电网谐波》中规定:6~220kV各级公用电网电压(相电压)总谐波畸变率是0.38kV为5.0%,6~10kV为4.0%,35~66kV为3.0%,110kV为2.0%;用户注入电网的谐波电流允许值应保证各级电网谐波电压在限值范围内,所以国标规定各级电网谐波源产生的电压总谐波畸变率是:0.38kV为2.6% , 6~10kV为2.2%,35~66kV为1.9%,110kV为1.5%。对220kV电网及其供电的电力用户参照本标准110kV执行。
(6)GB/T 24337-2009 电能质量 公用电网间谐波
GB/T 24337-2009《电能质量 公用电网间谐波》中规定:间谐波电压含有率是1000V及以下<100Hz为0.2%,100~800Hz为0.5%,1000V以上<100Hz为0.16%,100~800Hz为0.4%,800Hz以上处于研究中。单一用户间谐波含有率是1000V及以下<100Hz为0.16%,100~800Hz为0.4%,1000V以上<100Hz为0.13%,100~800Hz为0.32%。