温馨提示：祥和节能集团首席科学家兼国家节能减碳产业创新联盟理事长、四川大学锦城学院特聘教授、节能减碳高级专家伍泽涌先生，率领祥和节能集团总工办、产品研发部、技术保障处及安装工程部的专业技术人员，按照科学、实用、通俗的原则，在国家节能减碳产业创新联盟官网及其公众号、祥和节能集团官网及其公众号、国家节能减碳产业创新联盟10大微信圈，自2019年8月9日起同时开讲，每天1讲（周六、周日、节假日除外）。敬请关注和浏览。

 

 

第七十四讲 动态电能质量的概念

 

①动态电能质量问题的提出与定义

 

读者朋友们已经清楚了电能质量是众多单一类型的电力系统干扰问题的总称，电能质量问题在国际国内都是人们十分关注而亟待有效解决的问题。美国电子与电气工程师协会（IEEE）的电力系统分会，25个工作组中就有9个是研究电能质量标准的。我国对电能质量的研究和重视程度与国外相比，还有较大的差距。

 

鉴于集成电路芯片制造、微电子控制生产线，以及通信、金融、三甲医院、高级美容院、科研院所检测检验试验等，对短时电压波动，尤其是持续时间在微秒级、纳秒级的电压上升、脉冲、电压下降、供电中断等，都可能造成重大危害甚至严重后果，美国电子与电气工程师协会（IEEE），还将电能系统中典型的暂态现象进行了特征分类，列出了暂态和瞬态扰动现象，并根据扰动的频谐特征、持续时间、幅质变化等，再进一步细分为瞬时、短时和长时三种，然后又细分为18个子类。

 

祥和中央节能保护装置

 

所谓动态电能质量是按电能质量问题的产生与持续时间长短分类中的一种（另一种是稳态电能质量），它是指以暂态持续时间为特征，包括脉冲暂态和振荡暂态两大类，其表现包括：

 

a.电压骤升与电压骤降，且持续时间为0.5周期至1分钟，其有效值分别为标准值的电压骤升110%-180%，电压骤降为10%-90%。

 

b.电压瞬变，又称瞬时脉冲，是指在一定时间间隔内，两个连续稳态之间的一种极短时间内发生的现象或变量变化。

 

c.电压闪变，又称瞬时脉冲，是指在一定时间间隔内，两个连续 稳态之间的一种极短时间内发生的现象或变量变化，是灯光照度不稳定造成的视觉感受，是大眼对灯闪的一种主观感觉。其危害有四：一是照明灯光闪烁，引起人的视觉不适和疲劳，影响工效；二是电动机转速不均匀，影响产品质量；三是使计算机、自动控制设备、电子仪器等工作不正常；四是电视机画面亮度变化，垂直或水平幅度摇动。

 

读者朋友们要注意的是，动态电能质量问题的定义中，其特征主要表现在持续的时间与跌落的幅值上，目前对持续的时间为多长，升降的幅值多大还没有明确的范围规定。

 

祥和集团总部

 

②动态电能质量问题产生的主要原因

 

综合国内外有关专家和机构的研究，较为一致的观点是供电系统尤其是用户配电系统中非线性冲击性负荷的大量接入，并且产生的瞬流、浪涌、谐波等电能污染相互叠加所致。具体原因至少包括下列五种情况：

 

一是系统开关的停止和开启的正常操作；

 

二是冲击性设备的正常运行过程；

 

三是节能储能性的电气设备的正常操作；

 

四是线路或闪终出现对地放电现象；

 

五是系统本身出现短路故障。

 

本实用指南执笔者在主持研制祥和中央节能保护装置的过程中，从曾经在中国航空工业企业工作的经验，从飞机空难事故率中获得启示。就飞机的危险系数而言，飞机的安全性排在汽车、江河轮渡、火车、航海客轮四大交通工具之后，享有最安全交通工具的美誉，但因空难事故的严重后果，而令人们不得不畏惧甚至恐惧。据有关机构公布的数据，在一次飞行中，虽然起飞和降落的时间，仅占总飞行时间的6%，约10分钟左右，但事故发生率占总事故率的90%。其中，飞机降落事故率占到50%左右，起飞占到近40%左右，而长时间巡航飞行（平飞）期间仅10%左右。故人们把飞机降落与起飞的这10分钟，称之为“黑色10分钟”。

 

祥和节能集团根据空难事故率的这个分布规律中，包括各种非线性设备、冲击性设备在使用过程中各种运行中，是否也存在类似飞机空难事故的规律呢？祥和节能集团在调研中发现，用户的各种设备在停止、开启、运行这三个环节中存在着相似的规律，在设备停止时，会产生电压凸起的陡升的冲击现象，而在开启时则会产生电压凹陷的徒降现象，而设备在正常运行过程中，除冲击性设备外，其它设备在运行过程中的冲击现象远没有这两种情况严重。不过，读者朋友们清楚电压凹陷占70%-80%在用户配电系统，而在输电事故中，电压凹陷问题所占比例更高，达到96%。电压凹陷正是石化、造纸、化工、制药、纺织等自动流水线及严格负荷、敏感负荷的严重威胁，不仅造成数十亿的直接经济损失，而且影响正常生产，损坏设备、仪器、仪表等。

 

据美国电科院（ERR1）的数据，92%以上的电能质量问题为电压凹陷和电压凸起，其它电能质量事故仅为总事情的8%。祥和节能集团根据用户设备运行的这个规律，就在祥和中央节能保护装置中特别加强了抗冲击能力，并根据用户配电系统中是否有冲击设备，并根据祥和节能集团工程师对用户现场检测数据，在多大功率的冲击设备中，运行过程中有多少相同或相似的设备在运行等情况，采用个性化定制方式，研制出抗冲击与非冲击型系列产品，从而很好地解决了用户的设备、仪表、仪器、线路和开关的保护难题，受到用户们的高度赞誉。

 

祥和系列节能监测设备

 

③动态电能质量的主要危害

 

由于动态电能质量问题的研究和处理，在目前还是国际国内所面临的热门话题，尚有许多应用实践中的课题等待专家、学者和有关机构去攻克。因此，动态电能质量问题的危害有哪些、危害有多大，执笔者还不能完全概括。这里整理归纳如下：

 

第一，当电压＞80%时，电压跌落现象出现的次数，是供电中断现象的10倍。

 

第二，当电压＜90%时，用户的作业（生产）会被中断，同时严重影响到信息产业的正常运行。

 

第三，据调查统计，电压跌落现象发生时，80%的服务器会处于瘫痪状态。

 

祥和监测机器人

 

 

 

祥和节能集团（成都祥和云端节能设备集团有限公司），是成立于1992年的成都高新区的国家级高新技术企业，是国家节能减碳产业创新联盟与四川省节能减碳产业创新联盟的依托单位和理事长单位，荣获中国节能节电行业标杆企业称号，是工信部、商务部、国家机关事务管理局“三部局”推荐的祥和中央节能保护装置的发明者，是集用能安全与能效监测一体的祥和监测机器人的研发单位，在北京、上海、重庆、广州、青岛、合肥、西安等地拥有40多家子公司或合资公司，以“让用电更安全更省钱”为宗旨，以“致力于成为解决新时代用电问题的领先者”为愿景。专家答疑电话：13908004376 伍先生。

 

 

 

 

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