破解各行業(yè)電能質(zhì)量痛點！APView電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置守護(hù)供電穩(wěn)定

一. 電能質(zhì)量監(jiān)測在各行業(yè)的現(xiàn)狀

1.1 風(fēng)力發(fā)電: 諧波(發(fā)電機(jī)匹配電力電子器件)，電壓偏差(風(fēng)力發(fā)電組啟動、切除)小型孤立電網(wǎng)，會有頻率偏差 ；

1.2太陽能發(fā)電:  諧波（逆變器）; 電壓波動、閃變（輸出功率隨機(jī)波動）;直流分量（逆變器）；

1.3 數(shù)據(jù)中心: 諧波(開關(guān)電源、UPS、變頻設(shè)備) ；

1.4 石化行業(yè): 電壓波動敏感“晃電"（石化裝置停車）;電壓暫降（大型電動機(jī)和電動機(jī)群）；

1.5 冶金行業(yè): 諧波（軋機(jī)、大型鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速裝置）;電壓波動（電弧爐）；

1.6 半導(dǎo)體行業(yè):  設(shè)備敏感度高 。

二. 電能質(zhì)量監(jiān)測需求分析

隨著電氣環(huán)境中自動化程度的提高，以電力電子技術(shù)為代表的各種整流、逆變、變頻等非線性負(fù)載比重不斷增大，加之調(diào)控手段不完善及外來干擾等原因，使得電能質(zhì)量下降。基于計算機(jī)、微處理器控制的精密電子儀器在國民經(jīng)濟(jì)企業(yè)中大量使用，對供電質(zhì)量的敏感程度越來越高，對電能質(zhì)量提出了更高的要求，從而使電能質(zhì)量問題及其解決措施逐漸成為研究的熱點。

《電能質(zhì)量管理辦法（暫行）》指出電能質(zhì)量管理應(yīng)當(dāng)遵循“標(biāo)準(zhǔn)指引、預(yù)防為主、綜合治理"的方針，發(fā)電、供電和用電各方應(yīng)在工程項目規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)行的全過程貫徹電能質(zhì)量主動防治的理念，共同維護(hù)電氣安全使用環(huán)境。

要對電網(wǎng)的電能質(zhì)量進(jìn)行改善，首先要對電能質(zhì)量做出精確的檢測和分析，測量電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平，并分析和判斷造成各種電能質(zhì)量問題的原因，為電能質(zhì)量的改善提供依據(jù)。

三. 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置-APView系列

實物安裝照片：

3.1 APView系列-功能特點：

3.2 監(jiān)測功能-穩(wěn)態(tài)監(jiān)測

電壓電流功率電能等測量、電壓偏差、電壓不平衡、電流不平衡、諧波電壓/諧波電流、間諧波電壓/間諧波電流、諧波功率、諧波相角、諧波畸變率、高頻諧波、電壓波動與閃變、快速電壓變化、監(jiān)測數(shù)據(jù)在裝置界面上呈現(xiàn)、可查看實時波形和故障波形。

3.3 監(jiān)測功能-暫態(tài)監(jiān)測

主要監(jiān)測：暫升、暫降、短時中斷、暫降源定位、容忍度曲線分析

短時中斷：電力系統(tǒng)中某點工頻電壓方均根值突然降低至0.1 p.u.以下，并在短暫持續(xù)10ms-1min后恢復(fù)正常的現(xiàn)象。

電壓暫降：電力系統(tǒng)中某點工頻電壓方均根值突然降低至0.1 p.u.~0.9p.u.，并在短暫持續(xù)10ms-1min后恢復(fù)正常的現(xiàn)象。

電壓暫升：電力系統(tǒng)中某點工頻電壓方均根值暫時升高至1.1 p.u~1.8p.u.，并在短暫持續(xù)10ms-1min后恢復(fù)正常的現(xiàn)象。

通過調(diào)用事故發(fā)生以及結(jié)束期間的波形、電參量等數(shù)據(jù)，利用等效阻抗法對阻抗突變位置進(jìn)行判別分析，以確定暫降源位于線路側(cè)或母線側(cè)。

3.3 監(jiān)測功能-瞬態(tài)監(jiān)測

電壓瞬變監(jiān)測、電流瞬變監(jiān)測。可在裝置界面和web端查看故障時刻事件記錄和故障錄波。

瞬態(tài)：是指電壓和或電流在穩(wěn)態(tài)條件下的一次變化，其持續(xù)時間小于數(shù)周期。一般包括兩類現(xiàn)象，即沖擊性瞬態(tài)和振蕩性瞬態(tài)。

3.4 監(jiān)測功能-故障波形

電壓偏差、頻率偏差、電壓暫升、電壓暫降、電壓短時中斷、電壓瞬態(tài)。

COMTRADE 是一種適用于電力系統(tǒng)模型獲得的暫態(tài)波形及事件的數(shù)據(jù)文件格式。

3.5 監(jiān)測功能-統(tǒng)計分析

Q/GDW 10650.8國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，日統(tǒng)計值，符合性評估報告，水平性評估報告。

根據(jù)Q/GDW 10650.8國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求統(tǒng)計電能質(zhì)量日統(tǒng)計值，包括穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)最大值、最小值、平均值、95%概率大值統(tǒng)計，諧波電壓、諧波電流和間諧波統(tǒng)計及暫態(tài)統(tǒng)計，日統(tǒng)計數(shù)據(jù)應(yīng)能存儲5年。日統(tǒng)計值結(jié)果可在裝置的Websever界面查看并可支持下載到保存至本地。

3.6 監(jiān)測功能-記錄存儲

PQDIF數(shù)據(jù)儲存，數(shù)據(jù)導(dǎo)出，事件記錄保存PQDIF格式文件，2小時內(nèi)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)壓縮文件。

存儲芯片容量達(dá)到32G，對監(jiān)測點數(shù)據(jù)實時保存，1min數(shù)據(jù)(保存均值、最大值、最小值、95%概率大值、均方根值)在裝置上最長保存時間為3個月，之后按"先進(jìn)先出"原則更新。

PQDIF數(shù)據(jù)類型滿足DL/T 1608電能質(zhì)量數(shù)據(jù)交換格式規(guī)范中規(guī)定，PQDIF數(shù)據(jù)應(yīng)能存儲90天；裝置記錄的PQDIF數(shù)據(jù)和故障錄波數(shù)據(jù)可通過FTP方式保存至本地。

3.7 監(jiān)測功能-Web Sever

穩(wěn)態(tài)監(jiān)測、暫態(tài)監(jiān)測、瞬態(tài)監(jiān)測、故障錄波、合格率統(tǒng)計等。

四. 電能質(zhì)量在線監(jiān)測應(yīng)用案例

4.1 半導(dǎo)體行業(yè)-上海某半導(dǎo)體·····硅片研發(fā)與制造項目

項目需求：客戶單位主要從事高品質(zhì)半導(dǎo)體硅片的研發(fā)，生產(chǎn)和銷售，從事貨物及技術(shù)的進(jìn)出口業(yè)務(wù)。安裝電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置可以重點監(jiān)測電壓暫升/暫降、電壓閃變、電壓諧波/間諧波、電流諧波/間諧波等。通過監(jiān)測的電參量數(shù)據(jù)，科學(xué)地對配電系統(tǒng)的電壓、電流進(jìn)行分析，更及時、準(zhǔn)確、靈敏地反映出當(dāng)前電能質(zhì)量情況，保證整個廠區(qū)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，降低因電壓質(zhì)量造成的設(shè)備及財產(chǎn)損失。

方案配置：本工程配電工程包括1個開閉所、3個10kV變電所，每個配電系統(tǒng)都采用兩進(jìn)線一母聯(lián)的供電系統(tǒng)，分別在每個變電所的兩段進(jìn)線處安裝一臺電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置APView500，共安裝8臺，用來監(jiān)控各進(jìn)線回路的電能質(zhì)量。為實時監(jiān)視整個供電系統(tǒng)運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集，該項目配置一套AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺，實現(xiàn)了從35kV到0.4kV用電側(cè)的整體監(jiān)控。

4.2 半導(dǎo)體行業(yè)-某電子材料制造項目

半導(dǎo)體制造行業(yè)主要電能質(zhì)量問題有：

1、諧波問題：IC測試臺、PLC控制的機(jī)械手、芯片制造用的晶圓機(jī)或變頻控制的半導(dǎo)體機(jī)臺都會產(chǎn)生大量的諧波，它們不但會造成機(jī)臺設(shè)備自身的壞機(jī)現(xiàn)象，回流進(jìn)電網(wǎng)的諧波電流還會引起其他回路的發(fā)熱、電子開關(guān)誤動作、供電電壓不穩(wěn)，甚至引起生產(chǎn)線停線、半成品的報廢。而且高能設(shè)備如：外延設(shè)備、擴(kuò)散設(shè)備、離子注入設(shè)備的頻繁加卸載，更加重了用電環(huán)境的惡化。

2、電壓暫降及中斷：現(xiàn)代化的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備對電力品質(zhì)問題非常敏感，相對于傳統(tǒng)工業(yè)來說，半導(dǎo)體、LCD制造對電壓暫降非常敏感，持續(xù)16ms的幅值為額定值85%-90%電壓暫降即可能導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)。短時中斷時負(fù)載一般與供電系統(tǒng)基本斷開（幅值低于額定值的10%）。

對于半導(dǎo)體行業(yè)而言，兩者均會造成設(shè)備停機(jī)。但是電壓暫降發(fā)生的幾率遠(yuǎn)高于短時中斷會發(fā)生的幾率。有調(diào)查顯示：在所有配電系統(tǒng)事故中，電壓暫降引起的事故占了70%-80%；而在輸電系統(tǒng)事故中，電壓暫降引起的事故所占的比例超過了90%。

配置方案：在本項目的高壓配電進(jìn)線柜處裝設(shè)一臺電能質(zhì)量監(jiān)測裝置APView500，同時為了保證整個配電系統(tǒng)日常安全穩(wěn)定運(yùn)行，在每面高壓開關(guān)柜裝設(shè)一臺AM5系列微機(jī)保護(hù)裝置和一臺ASD200智能操控裝置。并將所有監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。

4.3 半導(dǎo)體行業(yè)-某半導(dǎo)體制造企業(yè)項目

現(xiàn)場事故分析：自裝設(shè)電能質(zhì)量監(jiān)測裝置后，APView500裝置監(jiān)測到系統(tǒng)多次電壓暫降事故，給現(xiàn)場運(yùn)維人員事故分析提供重要數(shù)據(jù)來源。

4.4 半導(dǎo)體行業(yè)--新疆霍爾果斯某硅業(yè)

現(xiàn)場事故分析：

2024年4月30日10:52:08在其中一路進(jìn)線A相和C相同時發(fā)生了電壓暫降，電壓下降深度達(dá)到了12.92%，電壓暫降持續(xù)時間0.033s。

2024年5月19日13:40:15，三路進(jìn)線同時發(fā)生了一次暫降事故，此次暫降事故電壓下降了1KV，下降了標(biāo)稱電壓的18%,持續(xù)時間0.053s。

根據(jù)現(xiàn)場反饋的故障記錄以及導(dǎo)出的波形，為客戶提供事故分析報告。

4.5 新能源光伏行業(yè)-中衛(wèi)亞馬遜項目

項目概況：光伏發(fā)電系統(tǒng)的不確定性，造成輸出功率的隨機(jī)波動，導(dǎo)致電網(wǎng)頻率偏差、電壓波動與閃變等問題。亞馬遜主要有兩類業(yè)務(wù)：物流、網(wǎng)站，本項目為寧夏中衛(wèi)亞馬遜物流園分布式光伏項目，在低壓并網(wǎng)柜安裝電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置。

方案配置：該項目下單20臺電能質(zhì)量APView500，9臺AM3-I實現(xiàn)防逆流功能以及光伏監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-1000DP。

該項目對電能質(zhì)量監(jiān)測要求高，對現(xiàn)場逆變器、儲能、并網(wǎng)柜都提出需求

4.6 新能源光伏行業(yè)-特斯拉工廠0.4k光伏并網(wǎng)工程

10kV并網(wǎng)系統(tǒng)

光伏發(fā)電項目，使用交直流逆變器，由于逆變器通過半導(dǎo)體功率開關(guān)的開通和關(guān)斷作用，把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，在此環(huán)節(jié)會產(chǎn)生諧波問題。光伏發(fā)電系統(tǒng)的不確定性，造成輸出功率的隨機(jī)波動，導(dǎo)致電網(wǎng)頻率偏差、電壓波動與閃變等問題。

風(fēng)力發(fā)電項目，風(fēng)力發(fā)電機(jī)配備的電力電子設(shè)備，會產(chǎn)生諧波和間諧波問題；還有發(fā)電機(jī)組的啟停會產(chǎn)生沖擊電流導(dǎo)致電壓暫降；小型電網(wǎng)的風(fēng)電發(fā)電的穩(wěn)定性和頻率偏差問題。

0.4kV并網(wǎng)系統(tǒng)圖 0.4kV并網(wǎng)系統(tǒng)圖

現(xiàn)場照片：

4.7 鐵路行業(yè)-鄭州鐵路供電段某電所項目

項目需求：通過加裝電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對鐵路供電段鄭州北駝峰配電所實時電能質(zhì)量監(jiān)測，包括：2-63次諧波、簡諧波、超高次諧波、電壓偏差、電壓波動和閃變、不平衡度；實現(xiàn)暫降源定位、三相不對稱分析等異常信息捕捉與分析，保障供配電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

配置方案：本鐵路配電所10kV供電系統(tǒng)為單母線分段系統(tǒng)，對每路10kV回路配置1臺APView500電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，共計30臺。

電能質(zhì)量現(xiàn)場與分析: 本項目通過在鐵路變電站10kV總進(jìn)線安裝APView500電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，經(jīng)過現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)裝置近期發(fā)生多次電流瞬態(tài)現(xiàn)象，結(jié)合鐵路行業(yè)的負(fù)荷特點，后續(xù)和客戶溝通持續(xù)關(guān)注諧波、波動、不平衡等指標(biāo)。

電能質(zhì)量監(jiān)測裝置-資質(zhì)證書

五. 總 結(jié)

各行業(yè)存在多樣電能質(zhì)量問題，如風(fēng)電、光伏的諧波與電壓波動，數(shù)據(jù)中心、冶金等行業(yè)的諧波問題等。因設(shè)備對供電質(zhì)量要求提高及政策要求，電能質(zhì)量監(jiān)測需求迫切。安科瑞APView系列電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置具備穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)等全維度監(jiān)測功能，支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲與分析，在半導(dǎo)體、新能源、鐵路等行業(yè)案例中，有效助力監(jiān)測與改善電能質(zhì)量，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 。