电力系统

电能质量

变压器作为电力系统的关键设备，电能质量检测是其安全运行的保障，也是提高系统效率、减少运维成本的基础，对供电网络的整体安全与效率意义重大。

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为什么要对变压器做电能质量检测？

01 保障变压器的安全运行

电能质量方面的问题，像谐波、电压波动、负载不平衡等情况，会致使变压器出现过热现象，加速绝缘老化，降低运行效率，甚至引发提前失效。

02 识别谐波污染，防止过载

现代电力系统中大量使用非线性负载（如UPS、电力电子设备、变频器等），这些设备会产生谐波电流，导致变压器铁损和铜损增加，当总谐波畸变率（THD）超过5%时，变压器将面临过载风险。

03 防止电压波动引发设备误动作

电压频繁波动或闪变会对变压器及下游设备的稳定运行造成干扰。

04 控制负载不平衡，避免局部过热

三相负载不平衡会导致中性线电流过大，进而引发变压器局部过热、效率下降甚至损坏。

05 确保接地系统安全，防止N-G电压异常

若接地系统设计不合理，会引发中性点偏移，产生不正常的N-G（中性线-地线）电压，干扰变压器及其保护装置的正常运行。

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如何对变压器进行系统性的

电能质量检测与监控

01 谐波控制与K因子应用

采用K因子变压器：依据负载谐波特性挑选适宜的K值（如K-4、K-13、K-20），提升变压器耐受谐波电流的能力。

调控THD（总谐波畸变率）：建议使THD低于5%，以满足IEEE 519标准。

安装滤波装置：在谐波源周边设置有源或无源滤波器，降低谐波向系统的注入量。

02 电压畸变与波动的抑制

使用稳压设备：如自动电压调节器（AVR）或静止无功补偿器（SVG）。

合理调度负载：避免大功率设备同时启动，减少电压骤降。

监测与报警机制：部署电能质量监测系统，实时捕捉电压异常。

03 负载不平衡的治理

优化负载配置：确保三相电流保持对称状态。

采用负载平衡器：于负载无法手动调整的场景下实现自动均衡。

定期监测与校准：借助电能质量分析仪对不平衡度开展监测并适时调整。

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接地系统的正确设计与维护

01 中性点接地

在SDS（独立衍生系统）中，须按照NEC 250等相关标准对中性点实施正确接地，以避免出现“浮地”状况。

02 控制N-G电压

通过接地稳定中性点电位，降低中性线与地之间的电压。

03 接地电阻合规

确保接地电阻满足标准要求（如≤4Ω）。

04 避免接地混用

信号地与电力地应分离，减少干扰。

05 定期检测

定期采用接地电阻测试仪检测接地系统的完整程度。

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容量选型与畸变因子修正

01 考虑CF（峰值因子）与HDF（畸变因子）

根据负载特性修正容量。

02 参考ANSI/IEEE C57.110标准

使用标准提供的容量修正系数。

03 预留裕度

建议在系统或设备的设计阶段，预留出10%至20%的容量冗余空间。

结语

总之，对变压器进行电能质量检测与监控，通过谐波控制、电压稳定、负载平衡、规范接地及科学选型，是保障其安全高效运行、提升供电网络整体效能的关键。

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内容源自：网络

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