电能量采集及电能质量测量分析

电能量采集和电能质量测量与分析是电工仪器仪表的一个重要构成部分,也是电力工业中发电、输电、配电环节电能交易计量和贸易结算的基础,同时还是电力需求侧管理的基本数据来源。目前电能量计量技术发展很快,技术水平主要表现在高准确度(0.1级)、高稳定性、高可靠性、长寿命(10 年-30 年)、宽量程(5A-120A)、低功耗。通过不断采用新技术和新器件,电能表的种类也日益增加,从电磁感应式电能表逐渐发展到电子式电能表,一直到采用 DSP 数字信号处理的多功能电能表。针对一些窃电现象,在电能表设计上考虑了各种反窃电措施和方法,最大限度地降低因技术手段进行窃电而造成的损失。

电能质量测量与分析是解决电力系统中各种谐波污染,提高供电电能质量的重要基础,其核心是谐波测量。电力系统中各种扰动引起的电能质量问题分为稳态和暂态两大类:稳态电能质量问题以波形畸变为特征,主要包括谐波、间谐波、波形下陷及噪声等;暂态电能质量问题则以频谱和持续时间为特征,包括脉冲暂态和振荡暂态,表现为瞬时电压上升或下降,出现瞬时谐波、振荡。

目前国内外电能质量测量技术主要有 FFT 算法、基于 MALLAT 算法、小波包变换、连续小波变换、复小波变换、自适应小波和基于神经网络测量方法等。应用小波变换等快速、准确的测量方法和可靠的测量仪器对电能质量进行长期的监测,对检测出的扰动数据进行分类和分析,应用模糊-神经网络方法确定有效信息的传输、存储,找到影响电能质量的原因,采取相应的解决办法,消除谐波污染并提高功率因数。

影响电能质量的主要因素是各种非线性用电设备、变压器和各类铁心电抗器,可分为以下几类:

1.电力电子装置,特别是变频器,这是最严重的谐波源,一般用于电动机的变频调速,如电力机车、水泵、风机、中央空调、锅炉等,这些装置在整流、逆变、调压及变频可程中产生大量的谐波;

2.电弧炉,如炼钢用的交流电弧炉;

3.家用电器,如日光灯、电视机、空调、电冰箱等;4.有开关电源的设备,如计算机等。必须对这些设备进行电磁兼容性设计和检测,以符合国家标准的要求,减少和消除对电网的污染。

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