智慧電網中的電力質量稽核 (PQA)

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在智慧電網技術中，電力質量稽核是指評估電氣系統技術方面、效率、可靠性和安全性的過程。

電力質量稽核是確保電網裝置和系統最佳化執行的重要服務之一。在本章中，我們將討論智慧電網背景下的電力質量稽核。

什麼是電力質量稽核？

電力質量稽核是由電氣支援組織提供的一項服務，用於評估組織中電氣系統的效率、可靠性和安全性。它提供有關電氣系統中電力質量問題的相關資訊。

電力質量稽核有助於在電力質量問題實際影響系統性能和執行之前，提前解決諸如可靠性和穩定性等問題。

電力質量稽核清單

詳細的電力質量稽核清單包括所有確保電氣系統可靠、高效和安全執行的測試和檢查。下面解釋主要的電力質量稽核檢查和測試：

現場走查

這是對電氣系統進行的目視檢查，以識別電力質量問題的關鍵來源。在此檢查期間，將執行以下檢查：

• 裝置狀況
• 接地系統
• 接線連線
• 周圍環境
• 附近的電磁干擾源等。

負荷研究

對電氣系統進行此檢查是為了分析負荷曲線並瞭解功耗模式。此電力質量稽核活動涉及測量和記錄以下電氣引數：

• 系統電壓
• 負載電流
• 功率因數
• 諧波失真等。

間諧波

間諧波不過是基頻的非整數倍。此電力質量檢查的主要目的是識別間諧波的存在及其對系統的影響。此電力質量稽核涉及以下活動：

• 檢測電氣系統中的間諧波
• 分析間諧波以瞭解其對敏感電氣裝置的影響。

電壓和電流諧波

此電力質量檢查用於測量和評估電氣系統中電壓和電流的總諧波失真。在此稽核中，計算總諧波失真以確定其是否超過指定限值。此電力質量稽核有助於防止系統電力裝置過熱。

接地電阻測試（在主變壓器處）

此測試用於檢查接地系統的穩健性和有效性。為了執行此測試，使用接地電阻測試儀（兆歐表）測量接地電阻並驗證其值是否在指定限值內。

無功功率分析

在電力質量稽核期間執行此測試以確定系統中的無功功率流動。無功功率分析對於維持功率因數和減少能量損耗和成本非常重要。此稽核涉及以下活動：

• 計算無功功率流動，包括感性和容性分量。
• 推薦無功功率補償和功率因數改善的糾正措施。

功率引數

此活動涉及分析重要的功率引數，以確保電氣系統高效、可靠和穩定地執行。在此電力質量稽核中，測量和分析以下引數以評估系統的健康狀況和效能：

• 電壓和電流水平
• 功率因數
• 有功和無功功率
• 視在功率

線路擾動（瞬態、電壓跌落、電壓升高在主變壓器處）

此電力質量稽核用於識別和減少電氣系統中的電壓瞬態、電壓跌落和電壓升高。這對於防止裝置損壞非常重要。在此稽核下，執行以下活動：

• 使用電力質量分析儀監控和記錄主變壓器處的瞬態事件。
• 提供實施保護方案的建議。

備用電源評估

備用電源評估用於評估備用或備份電源系統（如柴油發電機、UPS等）的可靠性和效能。在此電力質量稽核中，對備份電源系統進行測試以驗證其在主電源中斷期間提供不間斷電源的能力。

負荷分配

負荷分配分析是在電力質量稽核期間執行的另一項重要檢查。它主要用於確定電氣負荷在系統不同相位和迴路中的分配。

此電力質量稽核涉及的主要活動包括確定迴路的負荷分配模式，並在需要時平衡負荷。

熱成像

此測試用於識別電氣系統中連線故障或絕緣擊穿的點。在此測試中，使用熱成像相機拍攝電氣元件的紅外影像。這些影像突出顯示系統中由於不需要的電流流動而出現異常溫度升高的區域。

問題調查

問題調查的主要目的是分析在稽核過程中發現或利益相關者報告的電氣系統中的電力質量問題。在此檢查下，診斷電力質量問題（如裝置故障、電壓波動、諧波失真等）的根本原因。

PQA報告

編寫此報告是為了向利益相關者提供關於稽核結果、測量和分析的綜合研究。電力質量稽核報告包含對已識別問題的詳細描述、資料分析結果以及糾正措施建議。

PQA中涵蓋的電力質量問題

以下是電力質量稽核中涵蓋的一些主要電力質量問題：

• 電壓跌落和電壓升高
• 尖峰和浪湧
• 頻率變化
• 開關瞬態
• 裝置故障
• 低功率因數
• 諧波共振或失真
• 負荷不平衡
• 電氣線路噪聲
• 變壓器過熱
• 停電
• 電力浪費等。

為什麼電力質量稽核很重要？

在現代電網或智慧電網中進行電力質量稽核很重要的原因如下：

• 確保供電連續性，即電力質量稽核確保網路中的電力定期可用。
• 維護電壓質量，即電力質量稽核對於避免網路中的電壓擾動非常重要。

電力質量稽核階段

電力質量稽核完成以下主要階段：

階段1：預審

在此階段，將執行以下活動：

• 對從公共耦合點到使用者端的每個區塊進行預審。
• 研究電氣佈局和原理圖。
• 確定測量點。
• 研究領域流程和計劃。
• 準備用於測量稽核的線路示意圖。

階段2：現場勘察和測量

電力質量稽核的此階段涉及以下主要活動：

• 檢查面板、儀表、電纜、開關裝置、保護裝置和配電裝置。
• 根據法規進行合規性檢查。
• 識別瓶頸。
• 測量（如快照、趨勢記錄、資料、圖表、事件和警報）。
• 根據標準進行測試和分析。

階段3：分析和解決方案

在此電力質量稽核階段執行的主要活動如下：

• 對資料、快照、趨勢記錄、事件、警報和其他測量結果進行詳細分析。
• 難題資料分析。
• 電力質量和可靠性測量。
• 電力質量異常預測。
• 電力質量問題的成本分析。
• 形成可選解決方案。

階段4：報告和演示

在此階段，將執行以下電力質量稽核活動：

• 準備記錄。
• 編寫關於觀察結果的報告。
• 原因分析。
• 評估和比較。
• 關於法規遵循的報告。
• 建議。

以下流程圖顯示了電力質量稽核的這四個階段。

示例電力質量稽核流程圖

下圖顯示了示例電力質量稽核流程圖和不同的活動。

為什麼需要電力質量稽核？

以下是一些主要原因，使得電力質量稽核成為智慧電網中一項重要的任務：

• 它有助於提高系統功率因數和效率。
• 它在防止電力供應中斷和故障方面發揮著重要作用。

• 它有助於避免過度的能量消耗和能量損失。
• PQA還有助於消除電網中的瞬變、浪湧和諧波。
• PQA防止網路中電壓和頻率的波動。
• 它有助於避免變壓器過熱、意外跳閘和電容器爆裂。
• PQA還能降低kVA需求和能量損失，並有助於降低電費。
• PQA對於電力行業提高產品質量和生產率也至關重要。
• 它提高了電網和裝置的生命週期。
• PQA最大化了工廠的配電容量。

結論

配電質量稽核是智慧電網中一項重要的任務，用於確定電力系統中的配電質量問題。它有助於解決可能干擾電力系統執行並影響其效率、可靠性和安全性的主要問題。

配電質量稽核是避免組織電力網路效能下降的一項重要實踐。在實踐中，配電質量稽核服務通常由政府或私營技術支援組織提供。這些稽核機構檢查和評估組織電力系統的健康狀況和效能，並提供詳細的分析報告和糾正措施建議。