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建筑電能質(zhì)量監(jiān)測分析

文檔作者：劉盈李敏文檔來源：安全管理網(wǎng)1.上海浦東發(fā)展銀行股份有限公司 2.施耐德電氣(中國)有限公司上海分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月21日
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MAE現(xiàn)代建筑電氣
 VoL3 (Serial No3n) 1012
·電氣安全
建筑電能質(zhì)量監(jiān)測分析
劉盈,李敏
(1.上海浦東發(fā)展銀行股份有限公司,上海200001
2.施耐德電氣(中國)有限公司上海分公司,上海200062
摘要:根據(jù)電能質(zhì)量監(jiān)測工程的技術(shù)要求,通過對目前市場上各廠家電能質(zhì)量
設(shè)備的對比,選用施耐德電氣公司所生產(chǎn)的ON7650電能質(zhì)量監(jiān)測裝置對電網(wǎng)的
電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測。以上海市某幢智能建筑的試點(diǎn)項目電能質(zhì)量的監(jiān)測分析為
例,詳細(xì)說明了進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測的方法和環(huán)節(jié)。
劉盈(1964),男,
工程師,研究方向為
建筑機(jī)電管理。
關(guān)鍵詞:電能質(zhì)量;電網(wǎng);非線性負(fù)荷
中圖分類號:TU852文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號:1674-8417(2012)07-0048-0
所示。電壓偏差監(jiān)測曲線如圖1所示。
0引言
表1某線(35kV)電壓偏差
%
隨著基于電力電子裝置的非線性負(fù)荷在建
筑中的大規(guī)模應(yīng)用,建筑中的電能質(zhì)量問題變得
名稱
最大值最小值平均值
日益突出。建筑中大量的電氣設(shè)備在使用和運(yùn)
A相電壓偏差6.151.403.7
行中,除了本身消耗電能以外,也給電網(wǎng)帶來了
日益嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題。同時,由于供電網(wǎng)絡(luò)
B相電壓偏差5.961.283.61
本身也可能存在電能質(zhì)量的問題,在使用電能的
C相電壓偏差5.871.263.51
同時,帶來了不安全、不可靠、不節(jié)能和不環(huán)保的
困境。電能質(zhì)量的監(jiān)測是了解電能質(zhì)量現(xiàn)狀,以
2電壓三相不平衡監(jiān)測數(shù)據(jù)
進(jìn)行相應(yīng)治理和改正的首要工作。
變電站三相電壓不平衡監(jiān)測結(jié)果如表2所
下面以上海市某幢智能建筑的試點(diǎn)項目電
示,監(jiān)測曲線如圖2所示。
能質(zhì)量的監(jiān)測分析為例,詳細(xì)說明進(jìn)行電能質(zhì)量
監(jiān)測的方法和環(huán)節(jié)。據(jù)電能質(zhì)量監(jiān)測工程的技
表2變電站三相電壓不平衡監(jiān)測結(jié)果%
術(shù)要求,通過對目前市場上各廠家電能質(zhì)量設(shè)備
名稱最大值最小值95%概率大值
的對比,選用施耐德電氣公司所生產(chǎn)的電能質(zhì)量
監(jiān)測裝置—1N7650對電網(wǎng)的電能質(zhì)量進(jìn)行35kV線10.460.02
0.35
監(jiān)測。
35kV線21.51
0.02
0.44
10kV線10.120.02
0.13
1供電電壓偏差監(jiān)測數(shù)據(jù)
10kV線20.220.02
0.13
某110kV變電站供電偏差監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1
李敏(1965),男,工程師,從事建筑電氣設(shè)計。
48
現(xiàn)代建筑電氣MAE
·電氣安全
Nu73321
70
6.00
600%
5.00%
500
0
4.00
400
4.00%
4.00
3.00%
3.00%
200%
2.00
2.00%
100%
1.00
1.00%
(a)某線A相電壓偏差
(b)某線B相電壓偏差
(c)某線C相電壓偏差
圖1監(jiān)測曲線
0.50%
1.60
0.45%
140%
0.40%
0.35%
120%
0.30
100%
0.25%
0.80%
020
0.60%
0.15
0.40%
0
0.05%
020
(a)35kV線1三相電壓不平衡
(b)35kV線2三相電壓不平衡
0.35%
0.30
020%
0.25%
0.20
0.15%
0.15%
010%
010
005%
0.05%
相壓不
(c)10kV線三相電壓不平衡
(d)10kV線2蘭相電壓不平衡
圖2監(jiān)測曲線
3.235kV變電站諧波電流、諧波電壓監(jiān)測
3諧波監(jiān)測數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)
3.1諧波電壓畸變率監(jiān)測數(shù)據(jù)
35kV變電站諧波電流、諧波電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)
諧波電壓畸變率監(jiān)測數(shù)據(jù)如表3所示。
如表4、表5所示。
49
MAE現(xiàn)代建筑電氣
N732
·電氣安全
表3諧波電壓畸變率監(jiān)測數(shù)據(jù)
%
 THDU
 THD.
線路名稱
最大值最小值95%概率大值最大值最小值9596概率大值最大值最小值95%概率大值
線11.2940.5201.1101.3620.6871.1791.3760.6191.197
線21.2970.5971.1181.3620.6871.17913760.6191.197
線31.3120.5661.1341.4350.7071.2571.4020.6291.213
線41.3040.5691.126
1.4400.759
1.254
1.4040.6421.219
線50.6470.3040.5720.720.3280.7170.7140.3310.604
線60.6250.2810.5510.7690.3160.7050.6960.3040.589
線72.2671.7251.980
2.3301.5312.0342.2681.616
1.916
線81.4870.5571.0351.5340.6601.0991.6130.6341.139
線92.3650.8812.051
2.5820.988
2.247
2.5390.913
2.189
線102.1790.7811.9512.310.8852.1062.2220.7812.02
線111.6590.688
1.409
1.8170.751
1.527
1.7710.730
1.487
線121.8120.7061.45319080.6631.5171.8490.6721.464
線131.5290.7741.2951.6940.8471.4391.6340.8411.38
線141.4610.6691.2281.790.7131.3201.5960.735
1.344
線151.3800.5150.95914910.6181.0601.5590.6001.083
表4變電站某線諧波電流監(jiān)測數(shù)據(jù)
A
A相
B相
C相
諧波
最大值最小值95%概率大值最大值最小值95%概率大值最大值最小值95%概率大值
23
0.5490.0170.278
0.5210.017
0.212
0.6140.0170.339
0.8680.0390.604
1.2220.017
0.841
0.6700.017
0.347
0.5590
0.096
0.574
0
0.140
0.531
0
0.138
52.0450.1901.44018580.1791.347
2.1260.0431.463
0.1230
0.0460.1520
0.052
0.1340
0.061
6789
71.0860.234
0.8830.9990.1780.7671.1240.233
0.896
0.0960
0.053
0.076
0.0430.096
0.053
0.1330
0.066
0.182
000
0.111
0.174
0.1
08
100.1510
0.0
30
0.086
0.0
35
0.070
0.025
110.31100.1730.3210
0.187
0.329
0.177
120.1490
0.0180.0930
0.017
0.066
000000
0.018
130.32000.2100.27100.1720.281
0.157
50
現(xiàn)代建筑電氣MAE
·電氣安全
. Vel3 (Serial) 2012
表5變電站某線諧波電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)
A相
B相
C相
諧波
最大值最小值95%概率大值最大值最小值95%概率大值最大值最小值95%概率大值
0.4
2345
0.2
00
0.21
0.11
0
0.09
0
0
0.4
000
0.39
0.3
000
0.23
1.410.15
1.05
0.2
0
0.30
0
0.110
0
1.490.3
1.13
1.650.28
1.21
60.560.17
0.45
0.140
0
0.19
0
0
0.570.16
0.43
0.570.16
0.45
890123
11
07
00000
0.05
0.05
0
0.07
0
0
0.13
0.0
00000
0.110
0.05
00000
0.100
0.05
0
0.0
0
0
0.28
0.14
0.28
0.390.08
0.29
0.1
0
0.090
6
0.290
0
0.350.08
0.26
0.390.08
0.26
4電壓暫降(驟降)監(jiān)測數(shù)據(jù)
量與判斷閾值為參考電壓的百分?jǐn)?shù),參考電壓為
額定電壓。對于中高壓系統(tǒng),可選擇滾動參考電
我國已經(jīng)開展了電壓暫降的研究,但是到目
壓,算式如下:
前為止沒有對電壓暫降制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。國際U(n)=0.9967×U-1)+0.0033×Uo
上對電壓暫降起步相對較早,美國電科院的研究式中:Un)滾動參考電壓的當(dāng)前值;
表明,很多計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備、半導(dǎo)體和電
U(n-1)—前一個值;
子制造業(yè)設(shè)備、生物技術(shù)和藥物實(shí)驗室以及金融
U()最近的10個周期方均根值。
數(shù)據(jù)處理中心等對動態(tài)電壓質(zhì)量擾動非常敏感4.2電壓暫降事件統(tǒng)計及分析
的設(shè)備,受電壓暫降和短時間中斷的影響,不能
通過對電壓暫降數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的統(tǒng)計分析,
正常工作,給用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
測試時間段內(nèi)共發(fā)生了5次電壓暫降事件,統(tǒng)計
4.1電壓暫降的監(jiān)測方法
的5次電壓暫降事件如表6所示。
對電壓暫降的監(jiān)測,需記錄電壓事件發(fā)生時
表6電壓暫降事件統(tǒng)計表
刻、持續(xù)時間及幅度。
監(jiān)測方法采用半波刷新電壓方均根值有效
事件序列發(fā)生時間最長持續(xù)最嚴(yán)重暫
時間/s降程度/(%
值法檢測電壓事件。一個周波的時間由參考通
電壓暫降
道的頻率測量結(jié)果決定。
事件12010-01-2423:56:510.050
11.2
對于多相系統(tǒng),電壓暫降事件開始于一個或
電壓暫降
多個通道電壓低于閾值時,全部被測通道高于閾
事件22010-01-250:33:250.05911.2
值并加上遲滯電壓時,暫降事件結(jié)束。電壓暫升
電壓暫降
事件開始于一個或多個通道電壓高于閾值時,全
事件32010-01-256:32:280.05911.3
部被測通道低于閾值并減去遲滯電壓時,暫升事
電壓暫降
件結(jié)束。暫降(暫升)深度為暫降(暫升)過程中
事件42010-03-255:03:360.07026.5
所有通道上的最大值。
電壓暫降
事件52010-03-255:03:370.070
29.8
電壓暫降、暫升和電壓中斷等電壓事件的測
51·
MAE現(xiàn)代建筑電氣
 VoL3 (Serial No31) 2013
·電氣安全
每次電壓暫降事件均造成某變電站監(jiān)測的降事件發(fā)生源的母線,受電壓暫降的影響越大,
部分母線發(fā)生不同程度電壓暫降現(xiàn)象,如圖3其表現(xiàn)為電壓暫降幅值越大,持續(xù)事件越長。利
所示。
用ION7650表的波形記錄功能,通過設(shè)定暫降記
錄觸發(fā)的閾值,當(dāng)暫降發(fā)生時,能夠?qū)航凳录?
16
發(fā)生前后進(jìn)行高精度的錄波,記錄現(xiàn)場的三相實(shí)
時電壓曲線,便于事故后分析。
對于電壓暫降事件4和電壓暫降事件5,兩
個電壓暫降事件發(fā)生時間相距較短。圖4所示
為某線路記錄的電壓暫降事件4和電壓暫降事
事件事件2事件3事件4事件5
件5的實(shí)時錄波波形,可以看出,ION7650表同
時記錄了兩個電壓暫降事件。經(jīng)計算兩個事件
圖3監(jiān)測點(diǎn)的電壓暫降事件統(tǒng)計圖
的事件差約為0.6s,而且暫降的深度和持續(xù)時
4.3電壓暫降波形曲線分析
間相當(dāng),因此可以大致分析出這是由于單相接
評價電壓暫降的嚴(yán)重程度的指標(biāo)主要是電地短路故障及重合閘導(dǎo)致了兩次連續(xù)的電壓暫
壓暫降幅值和持續(xù)時間。一般來說,靠近電壓暫降事件
圖4某線路記錄的兩次電壓暫降的實(shí)時錄波波形
4.4電壓暫降(ITIC)曲線分析
備一般運(yùn)行性能均能正常發(fā)揮。
 CBEMA曲線是由美國計算機(jī)和商用設(shè)備制
(2)設(shè)備無損壞區(qū):包括電壓下跌及中斷。
造協(xié)會(Computer and Business Equipment Manu-該區(qū)間內(nèi)電壓擾動事件可能導(dǎo)致設(shè)備失去電源
 facture Association, CBEMA)提出的一組按照電
而停機(jī)。
壓擾動的大小和持續(xù)事件來表示計算機(jī)的承受
(3)禁止區(qū)(設(shè)備損壞區(qū)):包括任何電壓
能力的曲線。TIC曲線是在 CBEMA曲線的基礎(chǔ)
浪涌或上升事件,一旦到達(dá)該區(qū)域,TE設(shè)備將被
上發(fā)展起來的,是 CBEMA曲線的改進(jìn)版本,是在
大量試驗數(shù)據(jù)的支持下,根據(jù)計算機(jī)等信息工業(yè)
損壞。
設(shè)備對暫態(tài)電能質(zhì)量(主要是電壓跌落、上升、短
圖5~圖9分別統(tǒng)計繪制了5個電壓暫降事
時中斷)的抗擾度水平形成的。該曲線是目前評
件的ITIC曲線,可以看出5次事件均發(fā)生在容忍
估暫態(tài)電能質(zhì)量事件影響的一個重要依據(jù),被
區(qū)間內(nèi),其中事件1、事件2、事件3的容忍裕度稍
IEEE引用為美國標(biāo)準(zhǔn)(IEEE446)。
大一些,事件4和事件5的ITC統(tǒng)計曲線中均有
曲線包括了7類典型事件,劃分為3個電壓暫降發(fā)生在容忍區(qū)和設(shè)備損壞區(qū)的臨界區(qū)
電壓區(qū)域,分別為:
間,可能會導(dǎo)致接入該供電點(diǎn)的設(shè)備失去電源而
(1)容忍區(qū):在7類事件包圍的區(qū)域內(nèi),設(shè)停機(jī)。
52
現(xiàn)代建筑電氣MAE
·電氣安全
32012
500
500
400
禁止區(qū)
400
禁止區(qū)
300
200
200
10忍區(qū)
100容忍區(qū)
設(shè)備無損壞區(qū)
設(shè)備無損壞區(qū)
00000.001110
0.00010.0010.010.1
1010
持續(xù)時間
續(xù)時間s
圖5電壓暫降事件1的ITIC統(tǒng)計曲線
圖9電壓暫降事件5的ITIC統(tǒng)計曲線
500
5結(jié)語
400
禁止區(qū)
隨著能源系統(tǒng)的快速發(fā)展,用電負(fù)荷持續(xù)增
300
200
長,各種新型負(fù)載不斷出現(xiàn),所帶來的電能質(zhì)量
100容忍區(qū)
設(shè)備無損壞區(qū)
問題日趨嚴(yán)重,使電力公司和用戶更加需要有效
0.00010
1持續(xù)時
的、高級的電能質(zhì)量監(jiān)測工具和方法,來達(dá)到對
持續(xù)時間
電能質(zhì)量的深層次分析,實(shí)現(xiàn)輸配電系統(tǒng)的可
圖6電壓暫降事件2的TIC統(tǒng)計曲線
靠、高效、低耗的運(yùn)行。
500
40
禁止區(qū)
300
200
參考文獻(xiàn)
100容忍區(qū)
設(shè)備無損壞區(qū)
000010
10.0010.01
0.1
10
[1]GB/t1252008電能質(zhì)量供電電壓允許偏差[S]
特續(xù)時間
2]c6103203電能質(zhì)量測量技術(shù)[s].
圖7電壓暫降事件3的ITIC統(tǒng)計曲線
[3]EE1159-1995電能質(zhì)量監(jiān)測[S]
4]iEE1101999電力電子設(shè)備的供電和接地[S]
500
5]e470019-000半導(dǎo)體設(shè)備電壓暫
400
禁止區(qū)
降抗擾力規(guī)范[S]
300
[6] SEMI F42-06001992000半導(dǎo)體設(shè)備電壓暫
200
100忍區(qū)
降抗擾力測試方法[S]
設(shè)備無損壞區(qū)
7]GB/153-2008電能質(zhì)量三相電壓不平衡[S]
.000.0010.01
10
待續(xù)時間
[8]施耐德電氣(中國)有限公司電氣裝置應(yīng)用(設(shè)
計)指南[G].2011
圖8電壓暫降事件4的TIC統(tǒng)計曲線
收稿日期:2012-05-22
 Analysis of Power Quality Monitoring in Buildings
 LIU Ying', LI Min2
 (1. Shanghai Pudong Development Bank, Shanghai 200001, China;
 2. Shanghai Branch, Schneider Electric(ChinaCo. Ltd. Shanghai 200062, China)
 Abstract: According to technical requirements of power quality monitoring project, power quality equipment of
 each manufacturer on the m
 on the market at present were compared, and Schneider Electrie company's' power quality monitoring
 device ION7650 was used to monitor power quality. Taking the intelligent building pilot project in Shanghai for exampl
 the electric power quality monitoring method and link were elaborated in detail
 Key words: power quality; power grid; nonlinear load
53

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05-01