1、電能質量的概念什么是電能質量？ 電能質量是指通過公用電網供給用戶端的交流電能的品質。 理想狀態的公用電網應以恒定的頻率、 正弦波形和標準電壓對用戶供電。同時，在三相交流系統中，各相電壓和電流的幅值應大小相等、 相位對稱且互差 120°。 但由于系統中的發電機、 變壓器和線路等設備非線性或不對稱， 負荷性質 多變，加之調控手段不完善及運行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想的狀態并不存在， 因此產生了電網運行、電力設備和供用電環節中的各種問題，也就產生了電能質量的概念。圍繞 電能質量含義，從不同角度理解通常包括：（1）電壓質量：是以實際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業向用戶供應的

2、電能是否合格的概 念。這個定義能包括大多數電能質量問題，但不能包括頻率造成的電能質量問題，也不包括用電 設備對電網電能質量的影響和污染。（2）電流質量：反映了與電壓質量有密切關系的電流的變化，是電力用戶除對交流電源有恒定頻 率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運行。這個定義有 助于電網電能質量的改善和降低線損，但不能概括大多數因電壓原因造成的電能質量問題。（3）供電質量：其技術含義是指電壓質量和供電可靠性，非技術含義是指服務質量。包括供電企 業對用戶投訴的反映速度以及電價組成的合理性、透明度等。（ 4 ）用電質量： 包括電流質量與反映供用電雙方相互作用和影響中的

3、用電方的權利、責任和義務，也包括電力用戶是否按期、如數交納電費等。目前針對電能質量問題研究的主要內容有哪些？ 目前，研究和解決電能質量問題已成為電力發展的當務之急。主要研究課題包括：（1）研究諧波對電網電能質量污染的影響并采取相應的對策。由于鋼鐵等金屬熔煉企業的發展，5 化工行業整流設備的增加，大功率晶閘管整流裝置及電力電子器件的開發應用，使公用電網的諧 7 次 次 波影響日趨嚴重，電源的波形產生了嚴重的畸變，影響了電網安全可靠運行。（2）研究諧波對電力計量裝置的影響并采取相應的措施。由于波形畸變，使電力計量的準確度與 精確度到影響，致使計量誤差，產生附加的功率損耗，造成不必要的經濟損失。（3

4、）研究電能質量污染對高新技術企業的影響并采取相應的技術手段。由于計算機系統和基于微電子技術控制的自動化生產流水線以及新興的 IT 產業、微電子芯片制造企業等， 對電能質量的要 求和敏感程度比一般電力設備要高得多，任何暫態和瞬態的電能質量問題都可能造成設備的損壞 或運行異常，影響正常的生產，給電力用戶造成經濟損失。（4）加強電能質量控裝置的研制。電能質量控制裝置的基本功能即使要在任何條件，甚至是極為 惡劣的供電條件下改善電能質量，保證供電電壓、電流的穩定、可靠，在諧波干擾產生的瞬間能 立即將其抑制或消除。我國對電網的電能質量制定了哪些國家標準？ （ 1 ） GB 12325 1990 供電電壓允

5、許偏差。（2）GB/T 14549 1993 公用電網諧波。（3）GT/T 15543 1995 三相電壓允許不平衡度。（4）GB/T 15945 1995 電力系統頻率允許偏差。（5）GB12326 2000 電壓允許波動和閃變。該標準是在GB12326 1990 電冶允許波動和閃變的基礎上，參考了國際電工委員會 IEC 電磁兼容 IEC6100-3-7 等文件和標準修訂后重新頒 布實施的。（6）GB/T 18481 2001 電能質量暫時過電壓和瞬態過電壓。國際電工委員會 IEC 對電能質量是怎樣分類的？國際電工委員會IEC從電磁兼容及相互干擾的角度考慮，對引起電磁干擾的基本現象進行了分類

6、,見表1 1 O表1 - 1IEC對電能質量根據電磁干擾現象的分類方式序號電磁干擾現象對應電能質量產生的影響因素1傳導型低頻現象諧波、間諧波；載波干擾；電壓波動；電壓跌落和間斷；電壓 不對稱；工頻偏差；感應低頻電壓；交流電網中的直流分量2輻射型低頻現象工頻電磁場3傳導型高頻現象感應連續波電壓或電流；單方向瞬變；振蕩性瞬變4輻射性高頻現象磁場；電場；電磁場；連續波；瞬變5靜電放電現象6核電磁脈沖國際電力電子工程師協會 IEEE對電能質量問題是怎樣分類的？國際電力電子工程師協會IEEE根據電壓擾動的頻譜特征、持續時間、幅值變化等將其進行了細分, 并對供電系統典型的電磁干擾現象進行了特征分類，為準確

7、地區分電壓暫態現象提供了依據，見 表 1 2 o表1 2IEEE電力系統電磁現象的特性與分類種類頻譜成分持續時間電壓幅值電磁瞬態沖擊上升沿5ns<50ns上升沿1gs50ns1ms上升沿0.1ms>1ms振 蕩低 頻<5kHz0.350ms04p.u.中 頻5500kHz20 gs08p.u.高 頻0.55MHz5 gs04p.u.短時電壓變動瞬 時中 斷0.530周波<0.1p.u.跌 落0.530周波0.1p.u.0.9p.u.升 高0.530周波1.1p.u.1.8p.u.暫 時中 斷30周波3s<0.1p.u.跌 落30周波3s0.1p.u.0.9p.u.

8、升 高30周波3s1.1p.u.1.4p.u.短時中 斷3s1min<0.1p.u.跌 落3s1min0.1p.u.0.9p.u.升 高3s1min1.1p.u.1.4p.u.長期電壓變動持續中斷>1ms0.0p.u.欠電壓>1ms0.8p.u.0.9p.u.過電壓>1ms1.1p.u.1.2p.u.電壓不平衡穩 態0.5%2%波形畸變直流偏移穩 態0%0.1%諧波0100th穩 態0%20%間諧波06kHz穩 態0%2%陷波穩 態噪聲寬 帶穩 態0%1%電 壓 波 動<25Hz間 歇0.1%7%工頻 變化<10s什么是電力系統頻率？電力系統頻率是指電力系統

9、統一的一種允許參數，國家標準GB/T 15945- 1995電力系統頻率允許偏差規定以50Hz正弦波作為我國電力系統的標準頻率（工頻），并規定電力系統正常的頻率 標準為50Hz±0.2Hz。當系統容量較小時，可放寬到50Hz+0.5HZo但 GB/T 15945- 1995電力系統頻率允許偏差中并沒有說明系統容量大小的界限，全國供用電規則中規定了供電局供電頻 率的允許偏差：電網容量在 3000MW及以上者為0.2Hz ;電網容量在3000MW以下者為0.5Hz。實際 運行中，我國各跨省電力系統頻率的允許偏差都保持在+0.1 - 0.1Hz。因此，電壓頻率目前在電能質量中最有保障。什么

10、是供電電壓允許偏差？供電電壓允許偏差是指電力系統各處的電壓偏離其額定值的百分比。目前，GB12325- 1990供電電壓允許偏差中規定：電壓允許偏差是在正常運行條件下應保持電網各點電壓在額定的水平 上。其中：35kV及以上供電和對電壓質量有特殊要求的用戶為額定電壓的+5一5%; 10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶為額定電壓的+7%-7 %;低壓照明用戶為額定電壓的+ 5 %一10%。由于電網各點的電壓調節不同于頻率的調節，可由電網統一進行，又由于電網各點電壓主要反映 了該點無功功率的供需關系，因此電壓調節一般采取了無功就地平衡的方式進行無功功率補償， 并及時調整無功功率補償量，以從源頭上解決

11、問題。也有采取調整同步發電機勵磁電流的方式， 以產生超前或滯后的無功功率，從而達到改善網絡負荷的功率因數和調整電壓偏差的目的。還有 利用有載調壓變壓器，采取對電壓偏差及時調整的方式。因為從總體上考慮，無功負荷只宜補償 到功率因數0.900.95，但仍然有一部分變化無功負荷要電網供給，從而產生電壓偏差，這就需 要分區采取一些有效的技術手段，而有載調壓變壓器就是有效而經濟的措施之一。什么是三相電壓不平衡度？三相電壓不平衡度是指三相系統中三相電壓的不平衡度程度，用電壓或電流負序分量與正序分量 的均方根百分比表示。三相電壓不平衡（即存在負序分量）會引起繼電保護誤動、電機附加振動 力矩和發熱。額定轉矩的

12、電動機，如長期在負序電壓含量 4%的狀態下運行，由于發熱， 電動機絕 緣的壽命將會降低一半，若某相電壓高于額定電壓，其運行壽命的下降將更加嚴重。我國目前執行的GB/T 15543- 1995三相電壓允許不平衡度規定了電力系統公共連接點正常電 壓不平衡度允許值為2%，同時規定了短時的不平衡度不得超過4%,其短時允許值的概念是指任何時刻均不能超過的限制值，以保證繼電保護和自動裝置正確動作。對接入公共連接點的每個用 戶引起該點正常電壓不平衡度允許值一般為1.3 %o什么是電壓波動和閃變？電壓波動和閃變是指電壓幅值在一定范圍內有規則變動時，電壓最大值與最小值之差相對額定電 壓的百分比，或電壓幅值不超過

13、0.9p.u.1.1p.u.（標幺值）的一系列隨即變化。這種電壓變化被 稱為閃變，以表達電壓波動對照明燈的視覺影響。因此，閃變是說明對不同頻率電壓波動引起燈 閃的敏感度及引起閃變刺激性程度的電壓波動值，是人眼對燈閃的一種主觀感覺。 對用戶負荷引起的閃變限制，是根據用戶負荷的大小、協議用電容量占供電容量的比例及系統電 壓等級規定的。電力系統公共供電點由沖擊負荷產生的電壓波動允許值的百分數，分三級作不同 的規范和限制。（1）10kV 及以下為 2.5（2）35110kV 為 2.0（3）220kV及以上為1.6GB 123262000電壓允許波動和閃變特別規定了各級電壓下的閃變限制值，它適用于由波

14、動 負荷引起的公共連接點電壓的快速變動及由此可能造成人對燈閃明顯感覺的場合。什么是電壓諧波？ 電壓諧波是指電力系統各公共連接點的電壓諧波含有率允許值。 國際電工委員會文件 IEC61000 3 6 中、高壓電力系統畸變負荷發射限制的評估提出了決定畸變負荷接入電網時所作評估的 一些基本原則和評估程序。其目的是將電網的諧波電壓限制到對所有用電設備不致造成有害影響 的水平（兼容水平），保證對接入電網的用戶都有合適的供電質量，并提出了電網諧波的兼容水 平、規劃水平和發射水平三個方面的標準。 我國目前執行的電壓諧波標志是 GB/T 145491993公 用電網諧波，標準中對電網 0.38 , 6,10,

15、 35, 66, 110kV電壓等級公共連接點的電壓諧波含有 率允許值做了明確的規定。什么是間諧波？ 間諧波是指不是工頻頻率整數倍的諧波。間諧波往往由較大的電壓波動或沖擊性非線性負荷所引 起,所有非線性的波動負荷如電弧爐、電焊機,各種變頻調速裝置,同步串級調速裝置及感應電 動機等均為間諧波源,電力載波信號也認為是一種間諧波。間諧波源的特點是放大電壓閃變和對音頻干擾,影響電視機畫面及增大收音機的噪聲,造成感應 電動機振動及異常。對于采用電容、電感和電阻構成的無源濾波器電路,間諧波可能會被放大, 嚴重時會使濾波器因諧波過載而不能投運,甚至造成損壞。間諧波的影響和危害等同整數次諧波 電壓的影響和危害

16、已成共識, IEC 6100036對間諧波的發射水平作出了明確的說明,如間諧波電壓水平應低于鄰近諧波水平，并規定為（0.5%1% UL我國目前還沒有制定相應的國家標準給出限制規定。什么是暫時過電壓和瞬時過電壓？（1 ）暫時過電壓是指在給定安裝點上持續時間較長的不衰減和弱衰減的（以工頻或其一定的倍數、分數）振蕩的過電壓。（ 2 ）瞬態過電壓是指持續時間數毫秒或更短,通常帶有強阻尼的振蕩或非振蕩的一種過電壓。它 可以疊加于暫時過電壓上。暫時過電壓和瞬態過電壓使由于電力系統運行操作,或遭受雷擊,或發生故障等因素引起的,是 供電特性之一。新頒布的國家標準 GB/T 184812001 電能質量暫時過電

17、壓和瞬態過電壓,規定了作用于電氣設備的暫時過電壓和瞬態過電壓要求、 電氣設備的絕緣水平及過電壓保護方法, 并對過電壓的相關術語、定義做了比較詳盡的論述。什么是電壓暫降和電壓上升？（1）電壓暫降是指由于系統故障或干擾造成用戶持續時間 0.5 周波至 1min 內下降到額定電壓或 電流的10%90%。即幅值為0.1p.u.0.9p.u.（標幺值）時系統頻率仍為標稱值，然后又恢復到正常水平。 國際上普遍認為, 電壓幅值低于 0.1p.u. （標幺值） 或大于 0.5 個周波的供電中斷對敏感用戶和嚴格用戶而言都屬于斷電故障。 電壓暫降可能造成某些用戶的生產停頓或次品率增加， 而供電恢復時間取決于自動重

18、合閘或自動功能轉換裝置的動作時間，因此傳統的機械式斷路器已 不能滿足對敏感和嚴格用電負荷的要求，目前主要采取的方案是利用高速固態切換開關SSTS動態電壓恢復器DVR或利用不間斷電源UPS作后備電源并配合固態電子開關等措施。(2) 電壓上升是指電壓的有效值升至額定值的 110%以上，典型值為額定值的 110%180%稱為 電壓上升，即暫時性超過標稱值 10%以上，系統頻率仍為標稱值，持續時間為 0.5周波1min , 幅值為 1.1p.u.1.8p.u. (標幺值)。什么是斷電和電壓中斷？(1) 斷電是指由于系統發生故障，造成用戶在一定時間內一相或多相失去電壓，低于0.1p.u. 稱 為斷電。斷

19、電按持續時間分為三類：其一， 0.53s 稱為瞬態斷電；其二， 360s 稱為暫時斷電； 其三，大于 60s 稱為持續斷電。(2) 電壓中斷是指斷電的持續時間大于3min。 斷電和電壓中斷往往是由于電力系統故障引起的，如供電線路遭受雷擊、對地閃絡，或是系統線 路發生外力破壞致使保護動作等。由于短時失電后又重合閘，致使電壓突然跌到零或接近零。電 壓中斷將致使一些用戶生產停頓，造成重大的經濟損失或產生嚴重的后果。什么是電壓瞬變？ 電壓瞬變又稱為瞬時脈沖，是指在一定時間間隔內，兩個連續穩態之間的一種在極短時間內發生 的現象或數量變化。這種瞬時脈沖可以是任一極性的單方向脈沖，也可以是第一個峰值為任意極

20、性的衰減振蕩波，即 發生在任一極性阻尼振蕩波的第一個尖峰。什么是過電壓和欠電壓？(1 )過電壓是指電壓幅值超過了標稱電壓，且持續時間大于1min。過電壓的幅值為1.1p.u.1.2p.u. (標幺值)。(2 )欠電壓是指電壓幅值小于標稱電壓，且持續時間大于1min。欠電壓的幅值為0.8p.u.0.9p.u. (標幺值)。什么是電壓切痕？電壓切痕(也稱為電壓缺口)是指一種持續時間小于 0.5 周波的周期性電壓擾動。電壓切痕主要 是由于電力電子裝置在有關兩相間發生瞬態短路時，電流從一相轉換到另一相而產生的。電壓切 痕的頻率會非常高。用常規的諧波分析儀器很難測量出電壓切痕，這就是過去從未有過的此項電

21、 壓擾動的內容，直到最近才被國際電力電子工程師協會IEEE列入的主要原因。什么是穩態電壓擾動？ 穩態電壓擾動是指以電源電壓波形畸變為特征而引起電能質量污染的各種穩態電能質量問題。穩 態電壓擾動主要包括：(1 )諧波。其特征指標是出現諧波頻譜電壓和諧波頻譜電流的波形。(2) 陷波。其特征指標是陷波的持續時間及幅值大小。( 3)電壓閃變。其特征指標是波動幅值、調制頻率等。(4) 三相電壓不對稱。其特征指標是不平衡因子，產生的主要原因是三相負載不平衡。什么是暫態(瞬態)電壓擾動？ 暫態（瞬態）電壓擾動是指電源電壓的正弦波形受到暫態（瞬態）的電壓擾動而發生畸變，引起 電能質量的污染的各種問題。暫態電能

22、質量問題是以頻譜和暫態持續時間為特征的，一般分為脈 沖暫態和振蕩暫態兩種類型。暫態（瞬態）電壓擾動的主要特征包括：（1 ）暫態諧振。其特征指標是波形、峰值和持續時間，產生的原因是由于線路、負載和電容器組 的投切，造成的后果是破壞運行設備的絕緣、損壞電子設備等。（2 ）暫態脈沖。其特征指標是電壓上升時間、峰值和持續時間，產生的原因是線路遭受雷擊或感 性電路分合等，造成的后果是破壞運行設備的絕緣。（3）瞬時電壓上升或暫降。其特征指標是幅值、持續時間、瞬時值 /時間，產生的原因通常是由 于大容量電動機啟動、負荷瞬變、電力系統切換操作或遠端發生故障等引起的，這是電力用戶投 訴最多的一種電壓擾動，這是因

23、為瞬時電壓上升或暫降可能造成用電設備發生運行故障、敏感負 載不能正常運行等后果。什么是動態電能質量問題？國際電力電子工程師協會IEEE將電磁系統中典型的暫態現象進行了特征分類，主要列岀了暫態和瞬態擾動現象，根據擾動的頻譜特征、持續時間、幅值變化等，將其分為瞬時、短時和長期的電 壓變動三大類，在此基礎上又進一步細分岀18個子類。其中，短時電壓變動，尤其是電壓中斷和跌落已成為國際上所關注的問題。這些問題對于具有較強慣性距的傳統電機設備也許沒有明顯的 影響，但對敏感和嚴格的用電負荷，如集成電路芯片制造和微電子控制的生產流水線等，將可能 造成極大的危害，并已成為現代電能質量的重要問題，使電能質量的內涵

24、也發生了較大的變化。（1）傳統的電能質量問題，如諧波、三相不對稱等繼續存在，而且嚴重性正在增加。（2）目前，隨著供電可靠性的不斷提高，人們已逐步將注意力轉向新的動態電能質量問題。如持續時間為毫秒級的動態電壓升高、脈沖、電壓跌落和瞬時供電中斷等。電能質量問題的性質、產生原因及解決方法見表1 - 4。表1-4電能質量問題的性質、產生原因及解決方法類型擾動性質特征指標產生原因后果諧波穩態諧波頻譜電壓，電流 波形非線性負載、固態開關負載設備過熱，繼電保護誤 動，設備絕緣破壞有源三相不對稱穩態不平衡因子不對稱負載設備過熱，繼電保護誤動，通信干擾靜止陷波穩態持續時間、幅值調速驅動器計時器計時錯誤，通信干

25、擾電容器電壓閃變穩態波動幅值、出現頻率、調制頻率電弧爐、電機啟動伺服電機運行不正常靜止諧振暫態暫態波形、峰值、持續時間線路、負載和電容器組的投切設備絕緣破壞、損壞電力電子設備濾波器避脈沖暫態暫態上升時間、峰值、持續時間閃電電擊線路，感性電路開合設備絕緣破壞避雷瞬時電壓上升，瞬時電壓下降暫態幅值、持續時間、瞬時時間遠端發生故障、電機啟動設備停運、敏感負載不能正常運行不間電壓噪聲穩態/暫態幅值、頻譜不正常接地、固態開關負載微處理器控制設備不正常運行正確用電負荷的分類與電能質量的敏感度有哪些對應關系？ 根據用電設備負荷的特性及不同的用電負荷對電能質量的要求與敏感度，一般將用電負荷分為三 大類。( 1

26、 )普通負荷( Common Load) 普通負荷對電能質量的要求不太高，只有在發生持續斷電或電壓波動幅度過大，持續時間較長才 會受到影響。同時，本身對電網的電能質量基本不形成影響和危害。如照明設備、加熱器、通風 機、一般家用電器等。( 2 )敏感負荷( Sensitive Load ) 敏感負荷對電能質量有一定的要求，電能質量不好可能對此類負荷會造成一定的影響和危害。同 時，本身對電網的電能質量也可能造成一定的影響和污染。因此，需要采取一定的措施和對策。如電動機控制器、UPS電源、變速調速裝置等。( 3 )負荷( Critical Load ) 嚴格符合對電能質量的要求非常高，電能質量出現問

27、題對秧嚴格負荷會造成嚴重的后果，可能損 壞設備，影響生產。同時，對電網的電能質量也會造成一定的影響和危害。因此，對嚴格負荷必 須確保電能質量符合應用要求。如集成電路芯片制造流水線、微電子產品的智能化流水線、銀行 及證券交易中心的計算機系統等，均屬于嚴格用電負荷。(審稿到此) 什么是定制電力？ 定制電力也被稱為定質電力，它是針對信息電力時代產生的復雜的電能質量需求問題，應用現代 電力電子技術和控制技術來實現電能質量的控制和改善，為電力用戶提供電能質量特定需求的電 力供應技術。實現定制電力的前提是電力電子技術發展的水平，尤其是晶閘管器件的先進性、穩定性和可靠性， 以及經濟實用性水平。 現代社會的發

28、展對提高供電可靠性、改善電能質量提出了越來越高的要求。 在現代企業中，由于變頻調速驅動器、基于微電子技術控制的自動化生產線、半導體芯片制造、 精密儀器儀表、可編程控制器、計算機信息系統等日益廣泛的應用，對電能質量的控制提出了越 來越嚴格的要求。這些設備對電源的波動和各種干擾十分敏感，任何供電質量問題的影響和惡化 都有可能引起產品質量的下降、儀器設備的損壞，甚至早晨企業重大的經濟損失。因此，根據現 代社會發展的實際需求和一些企業的客觀需要，便產生了以電力電子技術和現代控制技術為基礎 的定制電力技術 (Custom Power Technology) 。實現定制電力的基礎和條件是什么？1實現定制電

29、力的基礎 定制電力是現代電力電子技術及相關的檢測和控制技術在配電領域的應用，其運行的可靠性、不 斷降低的成本和均衡其應用帶來的效益是實現定制電力的基礎。為提高配電系統無功 調節的質量，目前已開發并投入應用的系統設備主要有：(1) 用于配電系統的靜止無功發生器(D-STATCOM。它由儲能電路、GTO或 IGBT變換電路和變 壓器組成。它的功能是快速調節電壓，發生和吸收電網的無功功率，同時可以抑制電壓閃變。這 是定制電力的關鍵設備之一。(2) 靜止無功發生器和固態開關配合系統。可在電網發生故障的暫態過程中保持電壓恒定。(3) 動態電壓恢復器(Dynamic Voltage Restorer, 簡

30、稱DVR。它由支流儲能電路、變換器和串聯在供電線路中的變壓器構成。變換器根據檢測到的線路電壓波形情況產生補償電壓，使合成 的電壓動態保持恒定。無論是短時的電壓低落或過電壓，通過DVR均可以使負載上的電壓保持動態恒定。2實現定制電力的條件實現定制電力的條件必須要由供用雙方共同努力。因為它不僅僅是供電企業單方面的責任，這是 基于現代電能質量的許多問題大部分并不是電力系統電源本身產生的。其一，現代非線性用電設備負荷的大量增加和復雜化不可避免地對公用電網造成污染，降低了電 力系統的電能質量，影響和干擾了其他電力用戶的設備運行和正常生產。其二，不可抗拒的因素（如雷擊等）導致供電中斷。這種“責、權、利”的

31、問題若都由供電企業 承擔，既沒有法律依據，也會給供電企業帶來極大的負擔。因此，對電能質量有特定需求的電力用戶，要么由供用電雙方共同承擔提高電能質量的設施建設 費用，要么實行優質優價的電價機制，才能從根本上解決實際問題。當前，一些重要的電力用戶 為保證優質的不間斷供電，往往自己采取措施，如安裝不間斷電源（UPS等，但這并不是經濟合理的解決方法。根本的出路在于供電企業、用電企業和電力設備制造商能共同協調，齊心協力解 決電能質量問題。（1）供電企業應根據用戶的需要，保證可靠和優質的電能供應，在系統關鍵的配節點采取有效的 技術手段和必要措施來提高供電質量，同時加強電能質量的監督和管理，確保優質供電。（

32、2）用電企業能根據自身的實際需求，加強電能質量的檢測和控制，對公用電網電能質量造成污 染的電力用戶，依據誰污染誰治理的原則，積極采取治理措施。（3）電力設備制造商要提高設備質量，提高技術水平，分析設備產生電能質量污染的原因、研究 污染機理和提出解決對策。三方面共同建立強烈的電能質量意識、各自的責任意識，才能有效地提高電能質量水平。什么是電壓容限曲線？美國計算機和商用設備制造協會（CBEMA于20世紀80年代為大型計算機對電能質量的要求，提 出了電壓容限曲線及相關的 4 種典型的電壓擾動，以防止電壓擾動造成計算機及其控制裝置的誤 動和損壞。 這四種電壓擾動分別為電壓下跌、 電壓上升、 尖峰脈沖和

33、斷電。 電壓電容曲線已為 IEEE 采納并已為美國的電能質量標準。CBEMA電壓容限曲線如圖1-5所示。圖1 - 5的CBEM/電壓容限曲線的基本概念是：包絡線內陰影部分的電壓為合格電壓，包絡線外的為不合格電壓，在包絡線下面的電壓會使負荷失電，而在包絡線上面的電壓會造成其他設備發生 絕緣問題、過電壓脫扣或過勵磁等。什么 ITIC 曲線？CBEM/改稱美國信息技術工業協會后，其所屬的第三技術委員會針對大型計算機對電能質量的要 求，提出了電壓容限曲線及相關的四種典型的電壓擾動，以防止電壓擾動損壞計算機及其控制系 統，并驚醒了修訂，又被稱為 ITIC曲線，該曲線已IEEE采納，同時作為IEEE ST

34、D446-1980的組 成部分。ITIC電壓容限曲線適用于所有類型設備的電壓容限的幅值和持續時間，與CBEMA曲線相比，具有以下優點：（1 ）將光滑的曲線改為折線，增設了幾個轉折點，使電壓幅值與時間變化的量化指示更加明確。（2）穩態電壓容限從原有的 106%和 87%改為 110%和 90%，使電壓的上下偏差值相等。（3） ITIC電壓容限曲線下包絡線的起始時間從8.33ms改為20ms （超過60Hz系統的一個周波），表明了計算機元器件的斷電耐受能力有了提高，這就為降低設備造價提供了可能性。如可少用價 格昂貴的可關斷晶閘管（GTO，而多用價格相對較低的晶閘管整流器元件（SCR。（4） ITI

35、C電壓容限曲線的時間坐標橫坐標既標明秒（s、ms卩s）的單位，又標明 60Hz系統的 周波單位。因此，在實際應用中更具有普遍意義。什么是電磁兼容？電磁兼容（EMC是指設備或系統正常運行且不任何其他事物不能承受的電磁騷擾的能力。國際電 工委員會標準 IEC 對電磁兼容的定義是：系統或設備在所處的電磁環境中能正常工作，同時不對 其它系統和設備造成干擾。各種運行的電力設備之間以電磁傳導、電磁感應和電磁輻射三種方式彼此關聯并相互影響，在一 定的條件下會對運行的設備和人員造成干擾、影響和危害。 20世紀 80 年代興起的電磁兼容 EMC 學科以研究和解決這一問題為宗旨，主要是研究和解決干擾的產生、傳播、

36、接收、抑制機理及其 相應的測量和計量技術，并在此基礎上根據技術經濟最合理的原則，對產生的干擾水平、抗干擾 水平和抑制措施做出明確的規定，使處于一電磁環境的設備都是兼容的，同時又不向該環境中的 任何實體引入不能允許的電磁擾動。電磁兼容是一門迅速發展的交叉學科，涉及電子、計算機、通信、航空航天、鐵路交通、電力、 軍事以至人民生活各個方面。在當今信息社會，隨著電子技術、計算機技術的發展，一個系統中 采用的電氣及電子設備數量大大增加，而且電子設備的頻帶日益加寬，功率逐漸增大，靈敏度提 高，聯接各種設備的電纜網絡也越來越復雜，因此，研究電磁兼容的問題已引起各國相關專家的 高度關注，并日顯重要。電力系統電

37、磁兼容研究的主要內容包括哪些方面？ 在電力系統中，當電網容量增大、輸電電壓增高的同時，以計算機和微處理為基礎的繼電保護、 電網控制、通信設備等得到了廣泛的應用。因此，電力系統電磁兼容問題也變得十分突出。主要 體現在以下幾個方面：（1 ）變電站綜合自動化設備是集繼電保護、通信、SCADA功能于一體，一般安裝在變電站高壓設備的附近，該設備能正常工作的先決條件就是它能夠承受變電站中在正常操作或事故情況下產生 的極強的電磁干擾。（2）現代高壓開關等一次設備，常與電子控制和保護設備集成于一體，對這種強電與弱電設備組 合的裝置不久需要進行高電壓、大電流的試驗，同時還要通過電磁兼容的試驗。（3）GIS 組合

38、電器中隔離開關操作時，可以產生頻率高達數兆赫的快速暫態電壓。這種快速暫態 過電壓不僅會危及變壓器等設備的絕緣，而且會通過接地網向外傳播，干擾變電站繼電保護、控 制設備的正常工作。（4） 電磁場對人體生態的影響程度及危害，已成為全世界的電力工作者和社會民眾都在關注的熱 點。隨著電力發展水平的提高、人類自我保護意識的加強，電磁兼容技術的重要性已日益顯現。目前， 電力系統研究電磁兼容方面，主要圍繞著電磁兼容技術和電磁場的生態影響兩大主題。電磁兼容技術包括哪些內容？（1 ）電磁環境評價。 即通過實測或數字仿真等手段， 對設備在運行時可能受到的電磁干擾水平 （幅 值、頻率、波形等）進行估計。例如，利用可

39、移動的電磁兼容測試車對高壓輸電線路或變電站產 生的各種干擾進行實測，或通過電磁暫態計算程序對可能產生的瞬變電磁場進行數字仿真。電磁 環境評價是電磁兼容技術的重要組成部分，是抗干擾設計的基礎。（2）電磁干擾耦合路徑。要認識清楚干擾源產生的電磁騷擾及通過何種路徑到達被干擾的對象。 一般來說，干擾可分為傳導型干擾和輻射型干擾 2 大類。傳導干擾是指電磁騷擾通過電源線路、 接地線和信號線傳播到達對象所造成的干擾，例如，通過電源線傳入的雷電沖擊源產生的干擾； 輻射干擾是指通過電磁源空間傳播到達敏感設備的干擾，例如，輸電線路電暈產生的無線電干擾 或電視干擾均屬于輻射型的干擾。研究干擾的耦合途徑，對制定抗干

40、擾的措施，消除或抑制干擾 有重要的意義。（3）電磁抗擾性評價。 研究電力系統中各種敏感的設備儀表如繼電保護、 自動裝置、 計算機系統、 電能計量儀表等耐受電磁干擾的能力。一般是采用試驗來模擬運行中可能出現的干擾并在設備盡 可能接近工作條件下，試驗被試設備是否會產生誤動或永久性損壞。設備的抗擾性決定于該設備 的工作原理、電子線路布置、工作信號電平，以及所采取的抗干擾措施。隨著電力系統中各種自 動化系統和通信系統的廣泛應用，以及強電設備與弱電設備集成為一體的趨向，如何評價這些設 備耐受干擾的能力、研究實用和有效的試驗方法、制定相應的評價標準，將成為電力系統電磁兼 容技術的重要課題。（4）抗干擾措施

41、。 電磁干擾產生的騷擾、 耦合和影響， 作為敏感設備是不可能完全避免的。 因此， 往往比較經濟合理的解決辦法是在敏感設備上采取抗干擾措施。例如，電力調度大樓遭受雷擊是 不可避免的。但通往系統和調度自動化系統的安全運行可通過正確的接地、屏蔽、隔離措施加以 保證。研究有效經濟和適用的抗干擾措施也是未來電磁兼容領域的重要任務。（5）電能質量。國際大電網會議 36 學術委員會（電力系統電磁兼容）把電能質量控制也列入電 磁兼容的范疇，研究頻率變化、諧波、電壓閃變、電壓驟變等對用戶設備性能的影響。電磁兼容控制技術有哪些特點？ 電磁兼容控制技術是電磁兼容科學中最活躍的研究課題，與單純的抗干擾方法在控制電磁干

42、擾策 略思想上存在本質的差別。單純的抗干擾方法是處于被動的設法抑制干擾的傳播和影響，是根據 經驗的局部應用，采取的解決問題的方法也是單純的對抗式措施。而電磁兼容控制技術必須權衡 利弊，研究出最合理的措施來滿足電磁兼容的要求。（1）在控制干擾的策略上。電磁兼容控制技術是一項綜合性治理的系統工程，采取主動預防、整 體規劃和“對抗”與“疏導”相結合的方針，所以應在設備和系統設計、研制、生產、應用與維 護的各個階段都能充分予以考慮和實施才能有效。（2）在控制干擾的方法上。除采用抑制干擾傳播的技術，如屏蔽、接地、搭接、合理布線等方法 以外，還可采用回避和疏導的技術，如空間方位分離、頻率劃分、回避、濾波、

43、吸收和旁路等方 法。（3）在控制干擾的時機上。 應由在設備研制后期暴露出不兼容問題才采取挽救修補措施的被動控 制方法，轉變為在設備設計的初始階段就開始預測分析和設計，預先檢驗計算，全面規劃實施內 容，做到防患于未然，并同時開展電磁兼容性的設計與可靠性設計、維護維修性設計及產品的基 本功能結構設計。什么是供電可靠性和供電可靠率？ 供電可靠性和供電可靠率是供電質量的重要指標，也是提高電能質量的重要內容。供電可靠性是 由用戶平均停電頻率（ CAIFI ，次/ 年）和用戶平均停電累計時間（ CAIDI ，min/ 年）以及全部用戶 平均供電時間占全年時間的百分數來表示，供電可靠率是以用戶年平均停電時間

44、和全年累計小時 數來表示，即（1）用戶平均停電頻率（ CAIFI ）=用戶停電總次數 / 停電用戶總數（2）用戶平均停電累計時間（ CAIDI ）=用戶停電累計時間總和 / 停電用戶總數（3）供電可靠率=1 用戶年平均停電時間/全年小時數（8760） X100% 提高供電可靠性可減少停電造成的社會經濟損失。同時， 它意味著將要增加建設投資和運行費用。 因此，要從這兩個方面綜合考慮經濟合理的供電可靠性指標。美國和加拿大的供電可靠性指標一般為：用戶平均年停電 0.10.5 次（即為 210年停電一次）， 全年累計停電時間為 0120min,即供電可靠率為99.98%以上。新加坡電網公司依據其強大的

45、電網 結構和嚴格的電力管理， 目前供電可靠率已達到了 99.999%。經濟發展水平不同的國家，供電可靠性指標會有所不同。我國近幾年已投入巨資加強了城鄉電網的建設和改造,供電可靠性已得到明顯的改善和提高 提高供電可靠性的意義是什么？ 提高供電可靠性是提高電能質量的重要前提。電力系統從發電廠、變電站、輸配電線路到電力用 戶，有成千上萬的設備及其控制和保護裝置，它們分布在各種不同的環境和地區，都可能發生不 同類型的故障或事故，影響電力系統正常運行和用戶的正常供電。各種故障和事故造成的用戶停電，都使得供電可靠性下降，給電力用戶造成不同程度的損失。輕 則造成用戶生產的產量下降，質量降低，嚴重時甚至造成設

46、備損壞，例如，高爐停電超過30min，鐵水就要凝固，造成爐體報廢，引起重大損失。突然發生的停電更會威脅人身安全，例如，煤礦 礦井突然停電時，使風機停轉，井下風量不足，空氣中瓦斯氣體含量過高，引起窒息的人身事故。 因此，停電會給社會造成經濟損失，同時也會給人們日益提升的生活需求帶來極大的不便。在當今全球社會經濟高速發展的形勢下，提高供電可靠性已成為全社會眾多方面客觀而迫切的要 求，具有十分重要的現實意義。提高供電可靠性有哪些有效的措施？ 供電可靠性與系統可靠性、電網結構與變電站主接線可靠性、繼電保護與安全自動裝置配置、電 力系統備用容量與運行方式等密切相關。因此，從電力系統規劃直到電力系統運行都

47、要重視提高 供電可靠性。提高供電可靠性的措施是多方面的，與供電系統直接相關的技術措施主要有以下幾 點：八、（1）合理配置繼電保護裝置，包括高低壓用電設備的熔絲保護及保護整定值的配合。當電氣設備 發生事故時，用保護裝置迅速切斷故障，使事故影響限制在最小的范圍。（2）提高安全自動裝置的功能。例如，在變電站裝設低頻率自動減負荷裝置，當系統頻率降低到 一定數值時，自動斷開某些配電線路的斷路器，切除部分不重要負荷，使電力系統出力與用電負 荷平衡，頻率迅速恢復正常，以確保重要用戶的連續供電。提高供電可靠性的自動裝置還有高壓 線路的自動重合閘、自動解列裝置、按功率或電壓穩定極限的自動切負荷裝置等。（3）提高

48、供電設備的技術性能和可靠性。首先要選用先進可靠的供電設備，其次要做好供電設備 的維護工作，運行中要防止各種可能的誤操作。對于電氣設備維修，我國長期實行“定期計劃維 修”制度，其主要特點是將時間周期作為設備維修的基礎，只要到了計劃維修的時間周期，在無 特殊情況的條件下就必須進行設備大修或小修。這種維修制度對保證電力系統安全運行，提高供 電可靠性起到了“預防為主”的積極作用。隨著電氣檢測技術的進步，以及在線診斷和計算機數 據信息處理的發展，目前正在研究和推廣“狀態維修”制度。它的主要特點是利用各種測試手段 （包括常規和在線監測）、數理統計和在線診斷等技術，對運行中的電力設備的實際狀態、變化 趨勢和

49、規律進行科學的預測和評估，做出是否需要進行檢修的決定。它與“定期計劃維修”的主 要區別，是以實際運行狀態取代固定的維修周期。在科學管理的基礎上，目前“狀態維修”是對 定期計劃維修制度有效的補充和完善，它不但可提高供電可靠性，而且具有顯著的經濟效益。（4）大力采取先進、實用的技術手段和方法來提高供電可靠性。例如：應用計算機網絡技術對電 力運行設備動態管理工作；在輸電系統帶電作業的基礎上開展配電系統帶電作業工作；應用紅外 測溫技術開展對運行電力設備進行檢測和診斷工作；應用在線檢測技術加強電力設備運行可靠性 的監測、維護和管理工作，等等。（ 5 ）提高送電線路和變電站主接線的可靠性。 向城市和工業區

50、供電的變電站進線應采用雙回路電 源供電，重要的用戶變電站也應采用雙回線、雙電源供電。雙回線供電與單回線供電相比，可靠 性要高得多。同時，加強改善和強化中壓配網結構。首先要建設和完善配電系統環網結構，實現 “手拉手”的供電方式，達到故障隔離和快速恢復供電的目的。加強配電自動化建設，配電自動 化更要求配電網絡結構的合理合具有環網供電能力，要求各環網開關、負荷開關和街道配電站內 開關的操作機構必須具有遠方操作功能，環網開關柜內還必須具備可靠的開關操作電源、蓄電池和饋線終端單元FTU通信設備等應用的工作電源。高壓電源變壓器、蓄電池和饋線遠方終端FTU等設備要穩定、可靠。通信系統不僅要穩定、可靠，而且能

51、不受外界環境的影響和干擾。（6）提高供配電系統的管理水平。配電系統計算機監控和信息管理系統不僅能提高供電可靠性， 而且具有顯著的經濟效益和社會效益。過去十幾年，我國對供電過程的計算機監控和信息管理有 了很大發展。供配電系統是一個龐大的系統，可分為不同的工作領域。配電系統各個不同的領域 正在蓬勃發展不同程度和要求的自動化、智能化以及綜合化的控制與管理體系。目前正在研究和 實施的配電管理系統（DMS，就是在輸電系統的能量管理系統（ EMS基礎上發展起來的綜合自 動化系統。它是一個以電力系統中的配電系統，直至用戶為控制與管理對象，具備數據采集與監 視（SCADA、負荷控制與管理、自動繪制地圖與設備管

52、理、工作順序管理和網絡分析等功能的計 算機控制系統。電能質量控制技術的發展趨勢是什么？ 近年來，電能質量控制技術的反展非常迅速，主要體現在以下幾個方面。1. 電能質量控制的基礎理論研究方面（1）統一的畸變波形下電能質量含義的研究。（2）電能質量的界定方法與評價體系的研究。（ 3）各功率分成的定義及屋里意義的研究。 目前，為適應不同的需要，提出了許多功率成分的定義方法，在其數學表達式、物理意義及實際 應用方面各有所長，目前尚處于研究階段，離理論與實際統一并易于接受的表達式還有一定的距 離。2. 電能質量的檢測及應用儀器和設備方面（ 1）研究不同干擾條件下電能質量的科學測量方法及相應的監測儀和設備

53、。（2） 針對各種電能質量指標均應有合理的計算分析方法，特別是針對不同干擾源的預測計算方法 及其誤差的估算等。（3）建立電能質量指標計算分析程序和數據庫，及建立電能質量控制裝置的系統仿真模型。3. 采用數字化控制技術方面（1）可實現程序控制，改變控制方法或計算方法不必改變控制電路。（ 2）可提高系統穩定性、可靠性和靈活性，同時系統一般可不受溫度影響。（ 3）數字化控制裝置的重復性好、調試方便、便于批量生產。（4）易于實現并聯運行和智能化控制，同時隨著告訴數字信號處理器（DSP為基礎的實時信號處理技術的迅速發展及 DSP性能的不斷改善，用 DSP進行實時信號處理已成為當今和未來數字技 術發展的熱

54、點。4. 柔性交流輸電技術與柔性交流配電技術的發展與融合方面基于電力電子技術的柔性交流輸電技術 （FACTS 與直接服務于用戶的柔性交流配電技術（DFACTS相融合，不僅能加強交流輸電系統的可控性和增大其電力傳輸能力，而且能加強供電的可靠性和提高電能質量。FACTS與 DFACTS勺共同基礎都是電力電子技術，各自的控制器結構和功能也相同，其差別僅在于電氣值的不同。兩者的融合可實現整個電力系統的優化，也是一種電力發展的必然 趨勢。5. 非電力電子技術電能質量控制器的發展方面采用非電力電子技術手段提高電能質量，包括應用新的拓撲改進電路結構，采用新的材料開發新 器件等（這一領域的發展也非常迅速 。如

55、利用合成材料制造絕緣子、避雷器的部件，利用高分 子聚合物或復合材料制成一些性能優良的新型控制器， 其中制成的聚合物型故障電流限制器 （PCL 可顯著改善電網和供電系統的控制能力，當PCL受到過負荷或故障電流時，其電阻將會突然增大100多萬倍，使電路立即斷開。事故消除后，PCL又因冷卻而恢復到導體狀態。因此，相比目前常規斷路器而言，其性能更好，且可反復使用。圍繞現代電能質量的管理要做哪些工作？（1 ）提高電能質量要掌握電網狀況。要通過對電網的調查、 分析、 監測和評估， 摸清系統的狀況、污染的嚴重程度、污染源的位置及污染的特性。同時，要逐步建立和健全電能質量在線監測網絡， 實施定期檢測和長期監測

56、相結合的方式，并根據實際監測的結構繪制出電能質量污染分布圖。以 對電網的電能質量狀況有一個清晰的了解。（2）提高電能質量要積極加強管理。積極加強電能質量的管理工作，制定針對性的管理制度和相 關條例。根據電網電能質量遭受污染的情況，區分污染類型、強弱程度，根據輕重緩急和預防為 主的原則制定整治計劃。同時，采取必要的措施和手段，力求做到新的污染不再生產，對已存在 的電能質量污染分布情況及污染源做到心中有底，并積極組織力量，做到有計劃、有步驟地重點 突破和綜合治理。（3） 提高電能質量需要供用雙方共同努力。供電部門有責任向用戶宣傳維護電網電能質量地重要 性，宣傳電能質量受到用電設備污染后對公用電網和用戶自身用電造成地影響和危害，宣傳貫徹 “誰污染，誰治理”的原則和引導、協助電力用戶制定和落實電能質量污染的治理方案、技術措 施等。在確保電能質量提高的前提下，加強非線性負荷對公用電網污染的預防措施和治理，關注 并積極配合敏感負荷與嚴格負荷的電力用戶提出的電能質量指標的需求，并積極采取措施滿足電 力用戶電能質量的需要。電能質量影響因素及其危害性影響與危害電能質量的因素主要包括哪些方面？ 電能質量直接關系到電力系統的供電安全和供電質量，從技術上講，影響電能質量的因素主要包