电能质量分析仪国际电力电子工程师协会IEEE对电能质量的定义是：“合格电能质量的概念指给敏感设备提供的电力和设置的接地系统是均适合于该设备正常工作的”，并已正式采用了“ Power quality’’(电能质量)这一术语。这提醒我们，在许多情况下，接地系统对电能质量的确存在很大的影响，而过去并没有引起足够的重视。但这个定义的缺点是不够直接和简明。

    电能质量分析仪国际电工委员会IEC没有采用“Power quality’’这一术语，而是提出使用“EMC’’(电磁兼容 )的概念，它对电磁兼容的定义是：“系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不对其它系统和设备造成干扰”。指出和强调设备与设备之间、电源与设备之间的相互作用和影响，并确定了谐波电压的兼容性水平。电能质量分析仪EMC采用“排放”反映电流质量问题，表示设备产生的电磁污染；采用“抗扰”反映电压质量问题，表示设备免除电磁污染的能力。 IEC以此为基础制定了一系列相关的电磁兼容性技术报告和文件。由于电磁兼容的技术术语与电能质量术语有很大的重叠性，包括了许多同义词，同时 EMC提出的计算电气化铁路牵引站注入电网谐波电流允许值的原则和方法，在现场应用中与电网运行的实际情况并不完全吻合，因而也受到一些非议。

    电能质量分析仪时至今日，对电能质量的范畴、定义、供用电双方的认识，以及电能质量下降的起因等诸多问题仍存在不同的认识和理解，对使用的相关名词和术语未能达成统一，对生产中出现的电能质量问题也常各持己见、互相推诿，以致发生分歧与争论。这就要求我们继续深入探索未被认识的问题，进一步对电能质量加以细化和分类，制定和形成科学、合理，符合我国国情，符合电力发展客观规律，符合电力生产运营实际的、可操作的电能质量考核标准和综合性的评价与管理体系。

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一 电能质量分析仪 指标检测能力

    电能质量分析仪检测标准一般涉及：谐波电压、谐波电流、电压偏差、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、三相电压序分量、三相电流序分量、频率偏差、基波有功、基波无功与功率因数、谐波无功、短时间电压闪变、长时间电压闪变、间谐波、电压变动、电压骤升、电压骤降、短时间供电中断等。

    另外，含时间触发功能的装置，一般应包含触发记录的有效指数和触发记录的波形数据。

    电能质量分析仪应该检测或分析上述全部指标并记录触发的事件；同时能实时显示检测信号的波形及矢量图，但不用保存。
电能质量在线检测设备，一般应能检测或分析：谐波电压、谐波电流、电压偏差、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、三相电压序分量、三相电流序分量、频率偏差、基波有功、基波无功与功率因数、谐波无功、短时间电压闪变、长时间电压闪变、间谐波、电压变动、电压骤升、电压骤降、短时间供电中断等。

    上述检测标准中，谐波无功、谐波无功（含量值及方向）是谐波损耗评价的重要依据。

    交流电弧炉的负载特性中，间谐波表示较为明显，为正确分析此类负载特性中的间谐波，用于检测的分析仪或在线检测装置最好能具备间谐波的检测功能。

二 电能质量分析仪 信号输入

   电能质量分析仪在线检测装置的信号输入应是多组三相通道，即一台装置同时检测多段母线电压和多条线路电流。目前，单台装置能实现一个变电所内全部母线电压和主要进出线电流的电能质量在线检测，性价比很高。

    电能质量在线检测装置的信号输入端子，应固定式连接，用螺钉压紧。电流信号一般采用回路串联法，当然，如电流通道数量较少，也可采用电流钳输入，前提是：电流钳的体积小巧，回路上有钳入的位置且能固定。

部分分析仪的信号输入还有如下特点：

1)为检测中性上的电压，电流信号，分析仪的电压，电流通道由ABCN四组构成，检测结果对电能质量指标的深度分析及补偿整改措施的提出有重要帮助作用。建议电能质量分析仪应具备N相信号检测功能。
2)部分分析仪的信号输入有多组三项通道构成，即能同时检测多段母线电压、很多条线路电流。建议不采用这样的信号输入方式，分析仪的作用是进行电能质量标准的精细化分析与计算。
电能质量分析仪的信号输入，电压信号采用直接输入，电流信号采用电流钳。因是临时检测用，要求该仪器的通用性强。
3)对于波形记录仪的信号输入，一般均配置独立的外置隔离放大器作为信号输入的前置部分。
4)谐波分析仪的信号输入电压信号应直接接入，电流信号采用电流钳。因是临时检测用，要求该仪器通用性强。
5)通道间相互隔离，避免通道间影响。
6)各回路信号输入阻抗应满足接入回路的负载要求。10倍额定电流输入时，承受时间不小于5秒。
7)信号回路在额定输入电压电流参数下，回路消耗的视在功率应不大于0.5VA/回路。

三 电能质量分析仪 指标检测精度

1)指标检测精度确定依据的标准。电能质量指标检测精度主要依据电能质量的国家标准， IEC电磁兼容标准及相应电力行业标准。
2)基波指标检测精度。基波电压、基波电流误差不大于0.2%，基波有功功率、基波无功功率误差不大于0.5%。
3)谐波有功功率、无功功率不大于1%。
4)其他测试指标精度：
a)三相不平衡测量绝对误差：电压不平衡不大于0.5%，电流不平衡度不大于1%。
b)频率测量绝对误差不大于0.01Hz。
c)波形记录准确度正负0.5%。
d)间谐波测量精度要求同谐波。
e)电压、电流各序分量测量误差不大于5%。
f)电压闪变最大测量值误差：短时间闪变不大于正负5%，长时间电压闪变不大于正负 5%。

四 电能质量分析仪 通信接口

    电能质量检测设备，应根据实际应用环境的通信要求，至少具备一种标准通信接口，实现检测数据的实时传输，定时或不定时提取记录。

1)手持示波器一般应具备RS485/232接口。
2)波形记录仪一般集采集、分析、记录、存储一体，独立性强，与外部的通信主要是波形、数据进行
3)电能质量分析仪，电能质量在线检测装置，一般具备RS485/232，以太网或USB接口，随着公用网通信的接口一定程度上的使用，按使用需要也配备了MODEM或GPRS，CDMA 等无线网络接口。

五 电能质量分析仪 统计/分析/显示/储存及人机接口

1 统计显示

电能质量分析仪，电能质量在线监测装置应具有对监测的电能质量指标进行统计分析的功能：
1)历史数据，曲线，棒图的调用及显示。
2)指标在任意时段内的统计。包括最大最小平均值，95%概率值，总检测次数，越限次数，指标合格率等。统计分析后，一般要能生成3个统计报告。
3)电压事件的查询。能查询电压事件的类型，幅值等。
4)记录波形的调取及分析等。波形记录仪一般能记录波形的显示，波形瞬变的查找，任意时间波段的分析，并独立导出分析报告。

2 显示

电能质量分析仪应具备详细的显示功能，一般有两种显示方式：
1） 分析仪本身带显示器，这种结构形式导致分析仪体积庞大，因此显示基于WINDOWS系统操作，这样在现场测试时，分析仪的可靠性及安全性、降低。
2） 外接笔记本时体积小巧、可靠，检测和调用同时展开，也安全。
波形记录器具备详细的显示功能。

3 储存

    电能质量的在监测装置，无论是就地、还是网络，具备储存功能，实现指标的短时间的储存，一般要求具备24H的连续能力，并能在通信网络恢复时，实现数据的断点传输。

    电能质量分析仪应具备必要的大容量数据储存功能，连续检测的记录应至少保存一周。波形记录仪一般都采用告诉硬盘保存记录，随计算机技术的展开，配置的硬盘空间可很大。如检测装置设置自动删除，刷新记录的功能，储存的记录应按顺序存储和删除。为保障有效的存储空间有效的利用，记录分析仪间隔一般与电能质量指标采样分析间隔的时间不等。

1)谐波电压、谐波电流、电压偏差、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、三相电压序分量、三相电流序分量、频率偏差、基波有功、基波无功与功率因数，一般为1秒。
2)短时间电压闪变10MIN，长时间为2H。
3)电压骤升骤降，短时间断电等连续采样。

4 人机接口

    所有电能质量检测设备应有人机接口，实现设备自身参数的初始化设置，内部时钟、电网参数、指标限制、事件波形及事件记录的触发条件等的重新设置、更改、删除功能。

5 电能质量检测设备应具有一定数量的开关接口，以实现外部触发等功能。

六 电能质量分析仪 安全性能

1 设备的电源电压及可以偏差

交流220V：正负20%的相对偏差50HZ正负0.5%，谐波畸变率不大于8%；
直流220V：正负20%的相对偏差电压纹波系数不大于5%；
直流110V：正负20%的相对偏差电压纹波系数不大于5%；

2 电气安全

1)绝缘电阻。各输入端子对外壳，不同相别的电压或电流的同名端子之间的绝缘电阻应不小于2欧姆。
2)工频耐压。各输入端子对外壳，不同相别的电压或电流的同名端子之间，应承受交流 1500V持续时间60S的耐压试验。
3)电磁兼容性要求。

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    电能质量分析仪现在，在越来越多的工程实践中，传统的装置已无法有效地抑制电能质量的下降。例如，传统采用的LC或LCR无源滤波器组的方法来抑制电网波形的畸变，有可能导致滤波器与网络阻抗间并联谐振，还有可能抹除供电网中传播的载波信号。同时，无源滤波器将向电网注入无功电流，在以二极管整流器作为主要用电设备的网络中，电能质量分析仪不必要的产生超前功率因数。若使用有源滤波器，则可有效地避免这些问题。有源滤波器调节灵活，动态特性较之无源滤波器有很大改善。例如，采用串联有源滤波器来改善由于某种原因（如雷击）引起的电压下降，将具有十分优越的经济性和有效性。

    现代电能质量的控制与治理，基于用户电力电子技术，将电力电子、计算机和控制等高新技术运用于中低压配用电系统，形成一系列电能质量补偿控制设备，能够有效地解决谐波影响、电压波动与闪变、三相电压不对称等问题。这就大大的提高了电能质量，满足了现代社会中对电压敏感而严格用户的用电需求。控制和治理电能质量是一项系统工程，包括很多相应的技术措施，主要通过以下五种手段：电能质量分析仪

（1）通过实施电网调度自动化、无功优化、负载控制及许多新型调频、调压装置的开发和应用，实现减少频率和电压的偏差的目标。
（2）通过加强城乡电网的建设和改造工程，实现提高电压质量的目标。
（3）利用技术成熟的无源滤波器、静止无功补偿装置（SVC）等，可实现抑制谐波干扰、降低电压波动和闪变等目标。
（4）利用柔性交流输电技术，可提高系统输电容量和提高暂态稳定性，对线路电压、阻抗和相位进行控制，以及实现控制潮流、阻尼振荡、提高系统稳定性等目标。
（5）利用柔性配电技术，可实现补偿谐波、抑制电压下跌等目标。

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电能质量分析仪传统的技术手段和措施包括：

（1） 利用有载调压变压器调整电压。可保证电压质量，但不能改变系统无功需求平衡，可能影响变压器运行的可靠性。

（2） 利用并联电容器补偿系统无功功率。可提高系统电压，但不能解决轻载时系统电压偏高的问题。

（3） 利用无源滤波器抑制谐波电流。这是通过LC或LCR无源滤波器组来吸收电网中的谐波电流，但这种装置只能抑制固定频率的谐波，还会有可能引起系统谐振。

（4） 利用备用发电机组合机械式双电源切换装置（大于2s），对重要用户实现连续供电。电能质量分析仪

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