楼宇供电调研报告
随着经济快速发展，科技不断进步，如今，楼宇供电技术也发生了翻天覆地的变化，然而在供电系统中存在着许多供电质量的问题，为此进行了调研，随着城市楼宇建设的现代化，智能化，楼内的非线性负荷计算机空调等比重讯速增大，供电质量日趋严重，由于对生活质量和工作效率的高要求，现在人们比以往任何时候都更加关注电能质量问题 本文将扼要介绍电能质量的概念和电能质量有关标准着重讨论楼宇供电系统中存在的电能质量问题及其危害性。
电能质量的概念及国家标准：电能质量 Power Quality 是指公用电网供到用户受电端的交流电能质量 衡量电能质量的主要指标有：
1)供电频率允许偏差。
2)供电电压允许偏差。
3)供电电压允许波动和闪变。
4)供电三相电压允许不平衡度。
5)电网谐波允许指标。
按照国家电能质量标准和电网电能质量技术监督管理规定，各项电能质量指标及运行合格率如下图 所示：
城市楼宇中的电能质量问题：
1.现代电力电子设备对电能质量要求越来越高，同时又严重地污染电网使电能质量下降上面已经提到，电能质量是通过电压和频率的指标来衡量的，大多数电力设备一直能在电压和频率相当大的变化范围内成功地运行，但是，近十年来 一大批对电能质量敏感的电子设备应答机，现金付款记录机，电子钟医疗设备计算机，程控机器人和自动装置保安及电信设备等，已进入电力系统，上述设备大都带有以微处理器为基本元件的控制装置对电源的扰动极其敏感例如谐波电压和负序电流会使自动装置误动作，造成停电事故谐波电压过高，会使精密仪器无法工作
某研究单位进口的一台大型精密分析仪器由于谐
波干扰而无法正常工作，谐波干扰使通讯系统失灵，谐波干扰使计算机主板、硬盘、光驱等附件故障率升高，寿命减短，三相不平衡电压超过3%使三相电机发热，寿命减少一半，三相负荷不平衡和零序谐波电流使中性线电流过大，造成供电压器过热和输出容量降低商用大楼或住宅高楼配电中，现代电力电子设备、可调速马达、开关电源、冰箱、计算机、干衣机、微波炉、彩色电视机、激光打印机、电子式和铁磁式镇流器、空调、在线 UPS系统及为提高功率因数以减小损耗而装设的并联电容器等，为非线性负荷，所产生的谐波电流注入系统使电压波形严重畸变，微机开关电源电流谐波总畸变率达到 100% 以上，彩色电视机产生的 3 次谐波电流占基波电流的 81%，空调产生的谐波电流为基波电流的 17%左右，某实验大楼变压器高压侧 10KV电压总谐波畸变率为1.5畸变率高达10%流的54%流仅占 25%左右符合国标限值，然而低压侧 380v 在上班时间，电压总谐波，某期货大厦谐波电流占基波电致使许多大型精密仪器无法工作中性线电流与负荷电流几乎相等，75%其中由于三相负荷不平衡产生的零序中性电城市楼宇中大量的电的中性线电流是 3 次和 9 次谐波电流 由此可见力电子设备不仅对供电质量要求高 同时也产生大量的谐波电流注入电网 使电网电能质量
2.城市楼宇电能质量问题中最严重的是谐波干扰问题
上面已经提到城市楼宇中的现代电力电子设备在运行中产生大量的谐波电流注入电这样将产生两个严重后果
1. 非线形负荷产生的谐波电流注入电网，使供电变压器低压侧谐波
电压升高，低压侧负荷由于相互干扰而无法工作，另一方面谐波电压又通过供电变压器传递到高压侧干扰其它用户。
2. 在三相回路中 3 的倍数次谐波电流是零序电流，零序电流在中性线中是相互叠加的，高水平的 3 次零序电流是开关电源产生的， 开电源在现代办公设备和照明系统中广泛应用，使供电系统中的中性线电流很大实测数据表明中性线电流有时甚至超过相电流大的中性线电流能引起负载导线过载，变压器过载和电压畸变 3 次谐波电流过大引起火灾而造成惨重损失的例子已不少见三相供电系统中共模干扰的形式之一是中性点和地之间的电压差，当中性线上有较大的谐波电流时，中性导线的阻抗在谐波下能产生大的中性线电压降，此中性线电压降以共模干扰形式在计算机和各种测试系统中出现，干扰其正常工作，计算机厂商的规范中要求中性线对地电压不大于 0.5-3Vrms 因此在中性线线电流大的电网，由于中性线电压形成的共模干扰会使计算机和精密测试仪器工作不可靠 故障率高。
楼宇电能质量实测数据举例：某商务楼交易大厅电能质量测试
1. 供电参数：相电压220V，供电设备总容量 St = 2MVA，供电点最小短路容量 Sk1 = 20MVA，协议供电容量 Si = 100KVA
主要结论：电网系统频率偏差，电压偏差，三相电压不平衡度均在国标限值以内中性线电流占相电流的比例 K =IN= 67.0%，IAI N9 = 21.1A中性线电流中以零序谐波电流为主 其中 I N3 = 45.7 A，I N 3 + I N 9 = 50.3 A22中性线零序 3 次， 9 次谐波电流占中性线电流的例 η =50.3%、89%、56.66%中性线 3 次谐波电流占中性线电流的比例 P=45.7 、81.0%、56.6造成中性线电流可见该用户电能质量的主要问题是 3 次谐波电流太大，比较表 数据3 、5、7 、9 、11 次谐波均超过限值，供电部门应责令用户采取措施将谐波电流减小到国标限值以下，电压谐波总畸变率及奇次谐波电压含有率虽然在国标限值以内，但已很接近国标限值THDu=4.2% 限值为 5.0% HRU5=2.9% 限值为 4.0% ，如果楼内有多个用户谐波电流超标大量谐波电流注入电网，公共供电点上的负载再增大一些，电压谐波指标可能会超过国标限值，使楼内所有用户电能质量变差，该用户向量功率因数为 0.96
，
而真功率因数仅为 0.85 ，这是因为谐功率主要是无功要提高用电的功率因数，必须减小用户注入电网的谐波电流。
由此可见，现代楼宇供电系统中的质量问题是显而易见的，如何改善供电质量是一个迫在眉睫的问题，如何减少现代用电设备，电子器件等设备的使用对供电质量的影响，是以后楼宇供电技术发展的主要方向和主要解决的问题。
楼宇供电调研报告
随着经济快速发展，科技不断进步，如今，楼宇供电技术也发生了翻天覆地的变化，然而在供电系统中存在着许多供电质量的问题，为此进行了调研，随着城市楼宇建设的现代化，智能化，楼内的非线性负荷计算机空调等比重讯速增大，供电质量日趋严重，由于对生活质量和工作效率的高要求，现在人们比以往任何时候都更加关注电能质量问题 本文将扼要介绍电能质量的概念和电能质量有关标准着重讨论楼宇供电系统中存在的电能质量问题及其危害性。
电能质量的概念及国家标准：电能质量 Power Quality 是指公用电网供到用户受电端的交流电能质量 衡量电能质量的主要指标有：
1)供电频率允许偏差。
2)供电电压允许偏差。
3)供电电压允许波动和闪变。
4)供电三相电压允许不平衡度。
5)电网谐波允许指标。
按照国家电能质量标准和电网电能质量技术监督管理规定，各项电能质量指标及运行合格率如下图 所示：
城市楼宇中的电能质量问题：
1.现代电力电子设备对电能质量要求越来越高，同时又严重地污染电网使电能质量下降上面已经提到，电能质量是通过电压和频率的指标来衡量的，大多数电力设备一直能在电压和频率相当大的变化范围内成功地运行，但是，近十年来 一大批对电能质量敏感的电子设备应答机，现金付款记录机，电子钟医疗设备计算机，程控机器人和自动装置保安及电信设备等，已进入电力系统，上述设备大都带有以微处理器为基本元件的控制装置对电源的扰动极其敏感例如谐波电压和负序电流会使自动装置误动作，造成停电事故谐波电压过高，会使精密仪器无法工作
某研究单位进口的一台大型精密分析仪器由于谐
波干扰而无法正常工作，谐波干扰使通讯系统失灵，谐波干扰使计算机主板、硬盘、光驱等附件故障率升高，寿命减短，三相不平衡电压超过3%使三相电机发热，寿命减少一半，三相负荷不平衡和零序谐波电流使中性线电流过大，造成供电压器过热和输出容量降低商用大楼或住宅高楼配电中，现代电力电子设备、可调速马达、开关电源、冰箱、计算机、干衣机、微波炉、彩色电视机、激光打印机、电子式和铁磁式镇流器、空调、在线 UPS系统及为提高功率因数以减小损耗而装设的并联电容器等，为非线性负荷，所产生的谐波电流注入系统使电压波形严重畸变，微机开关电源电流谐波总畸变率达到 100% 以上，彩色电视机产生的 3 次谐波电流占基波电流的 81%，空调产生的谐波电流为基波电流的 17%左右，某实验大楼变压器高压侧 10KV电压总谐波畸变率为1.5畸变率高达10%流的54%流仅占 25%左右符合国标限值，然而低压侧 380v 在上班时间，电压总谐波，某期货大厦谐波电流占基波电致使许多大型精密仪器无法工作中性线电流与负荷电流几乎相等，75%其中由于三相负荷不平衡产生的零序中性电城市楼宇中大量的电的中性线电流是 3 次和 9 次谐波电流 由此可见力电子设备不仅对供电质量要求高 同时也产生大量的谐波电流注入电网 使电网电能质量
2.城市楼宇电能质量问题中最严重的是谐波干扰问题
上面已经提到城市楼宇中的现代电力电子设备在运行中产生大量的谐波电流注入电这样将产生两个严重后果
1. 非线形负荷产生的谐波电流注入电网，使供电变压器低压侧谐波
电压升高，低压侧负荷由于相互干扰而无法工作，另一方面谐波电压又通过供电变压器传递到高压侧干扰其它用户。
2. 在三相回路中 3 的倍数次谐波电流是零序电流，零序电流在中性线中是相互叠加的，高水平的 3 次零序电流是开关电源产生的， 开电源在现代办公设备和照明系统中广泛应用，使供电系统中的中性线电流很大实测数据表明中性线电流有时甚至超过相电流大的中性线电流能引起负载导线过载，变压器过载和电压畸变 3 次谐波电流过大引起火灾而造成惨重损失的例子已不少见三相供电系统中共模干扰的形式之一是中性点和地之间的电压差，当中性线上有较大的谐波电流时，中性导线的阻抗在谐波下能产生大的中性线电压降，此中性线电压降以共模干扰形式在计算机和各种测试系统中出现，干扰其正常工作，计算机厂商的规范中要求中性线对地电压不大于 0.5-3Vrms 因此在中性线线电流大的电网，由于中性线电压形成的共模干扰会使计算机和精密测试仪器工作不可靠 故障率高。
楼宇电能质量实测数据举例：某商务楼交易大厅电能质量测试
1. 供电参数：相电压220V，供电设备总容量 St = 2MVA，供电点最小短路容量 Sk1 = 20MVA，协议供电容量 Si = 100KVA
主要结论：电网系统频率偏差，电压偏差，三相电压不平衡度均在国标限值以内中性线电流占相电流的比例 K =IN= 67.0%，IAI N9 = 21.1A中性线电流中以零序谐波电流为主 其中 I N3 = 45.7 A，I N 3 + I N 9 = 50.3 A22中性线零序 3 次， 9 次谐波电流占中性线电流的例 η =50.3%、89%、56.66%中性线 3 次谐波电流占中性线电流的比例 P=45.7 、81.0%、56.6造成中性线电流可见该用户电能质量的主要问题是 3 次谐波电流太大，比较表 数据3 、5、7 、9 、11 次谐波均超过限值，供电部门应责令用户采取措施将谐波电流减小到国标限值以下，电压谐波总畸变率及奇次谐波电压含有率虽然在国标限值以内，但已很接近国标限值THDu=4.2% 限值为 5.0% HRU5=2.9% 限值为 4.0% ，如果楼内有多个用户谐波电流超标大量谐波电流注入电网，公共供电点上的负载再增大一些，电压谐波指标可能会超过国标限值，使楼内所有用户电能质量变差，该用户向量功率因数为 0.96
，
而真功率因数仅为 0.85 ，这是因为谐功率主要是无功要提高用电的功率因数，必须减小用户注入电网的谐波电流。
由此可见，现代楼宇供电系统中的质量问题是显而易见的，如何改善供电质量是一个迫在眉睫的问题，如何减少现代用电设备，电子器件等设备的使用对供电质量的影响，是以后楼宇供电技术发展的主要方向和主要解决的问题。