亲爱的电能质量管理员：

电能质量知识课堂来了，帮助您快速入门，一文读懂电能质量。作为新时代的电力和电气设备的守护者，您将了解到电能质量不仅是电力供应稳定与否的关键考核项，更是保障各类电气设备正常运行、延长使用寿命的重要因素。

从这一期开始我们将从基础概念到实际应用，深入浅出地剖析各个电能质量参数，以及它们可能对电网和设备造成的潜在影响。您将掌握初步的诊断技巧，为后续深入工作与学习电能质量管理打下坚实的基础。让我们一起，为构建更加安全、可靠、高效的电力网络环境而努力！如果您对知识课堂有何内容和形式上的建议，欢迎后台留言！

一、电压是什么？电力系统的“血压”和“纯度”

若将电力系统比作人体的血液循环，电压就是推动“血液”(电能)流动的“压力”，由发电厂(心脏)产生电位差，驱动电流流向用电设备(器官)。电压越高，推动电子做功的能力越强。

电压的四大核心参数

01 电压幅值

定义：

电压有效值(RMS值)，由“方均根计算”得出，电压的单位是伏特(V)。通过整周波积分计算得出，即仪器以采集率采集电压瞬时值，然后进行整周波积分(仪器可以根据用户需要设置平均时间)。

分类：

·相电压(Up-n)：单相线路对中性线的电压(如家庭220V)。

·线电压(Up-p)：三相线路间的电压(如工业380V)。

02 电压峰值

分为正峰值、负峰值及峰峰值，标准正弦波峰值为有效值的√2倍(如220V有效值对应311V峰值)。

03 波形因数(CF值)

反映电压波形尖锐程度，标准正弦波为1.414。CF值过高可能导致设备绝缘击穿。

04 交直流分类

交流(AC)：交流电压是上下均匀波动的正弦波，方向周期性变化(中国50Hz，每10ms换向一次)，电网供电以交流为主。

发电机将旋转机械能转化为电能。旋转运动通常是由流动的水(水力发电)、风(风电场)或由天然气、石油、煤炭(热电厂)或核能(核电站)加热后的水蒸汽驱动。

直流(DC)：方向恒定，多用于电池、电子设备(如手机充电器将交流转为直流)。

例：家用AA碱性电池的电压幅值为1.5 V，家用电源插座电压幅值为220V。电路中的电压越高，它“推动”更多电子做功的能力就越强。

高压输电可减少线路损耗(如目前最高的1000 kV线路损耗仅为500 kV的1/4。)

电压幅值因国家会有不同。中国电网也分为不同的电压等级，包括输电和配电部分。

输电电压等级

01 特高压(UHV)

交流特高压：1000 kV

应用：跨区域骨干电网(如西电东送工程)，输送距离可达1000公里以上。

案例：晋东南—南阳—荆门1000 kV特高压交流工程，连接华北与华中电网。

直流特高压：±800 kV、±1100 kV

应用：超远距离输电(如新疆至安徽±1100 kV线路，输送距离超3000公里)。

特点：损耗低、容量大(单回线路输送功率可达12 GW)。

02 超高压(EHV)

交流：750 kV(西北电网)、500 kV(全国通用)

·应用：跨省输电、区域电网互联。

直流：±500 kV、±660 kV

·应用：如三峡—上海±500 kV直流工程，支撑长三角电力供应。

配电电压等级

配电电压将电能从变电站输送至用户端，分为高压配电、中压配电和低压配电。

01 高压配电

电压等级：

110 kV、35 kV

应用：

·城市主网架、大型工业园区供电。

·110 kV常见于地级市环网，35 kV多用于县级电网或工业用户专线。

02 中压配电

电压等级：

·10 kV、20 kV(部分试点城市)

应用：

·城市配电网主干线路，直接为居民区、商业区供电。

·10 kV为全国主流，20 kV在江苏、浙江等地试点以降低线损。

03 低压配电

电压等级：

380 V(三相)、220 V(单相)

应用：

家庭、商铺、小型企业终端用电。

特殊电压场景

01 电气化铁路

25 kV交流：

高速铁路牵引供电系统(如京沪高铁)。

1.5 kV/3 kV直流：

部分地铁或老旧铁路线路。

02 新能源并网

风电场/光伏电站：

通常以35 kV或110 kV接入电网，大型基地通过220 kV及以上电压并网。

03 工业用户专用电压

6 kV、6.6 kV：用于矿山、化工厂等高压电机设备。

二、电压质量：电网健康的“体检报告”

电压质量，简单来说就是电网向用户输送的电压是否“健康”——电压幅值是否稳定在标称范围内？是否没有异常波动或污染（即波形有畸变，含有谐波）。

电压质量衡量电网供电是否“健康”，核心关注以下问题：

1 电压偏差

实际电压与额定值的差异(如220V插座实测230V)。

2 电压波动

短时频繁变化(如工厂设备启动时灯光忽明忽暗)。

3 电压暂降/骤升/中断

电压突然下降或升高，甚至断电(持续几十ms到十几S，可能导致设备宕机或者重启，取决于设备的敏感程度)。

4 谐波畸变

波形畸变(如正弦波混入谐波-“毛刺”)，引发设备过热或误动作。

5 瞬变电压

微秒级过电压(如雷击、开关动作)，可能直接击穿设备绝缘。

6 三相不平衡

单相负载分配不均

常见异常波形示例

三、电压质量如何考核？

01 电压偏差

“合格红线”取决于应用场景，有具体的限值要求，是基于设备的安全运行、电网的稳定性以及历史数据统计得出的平衡点，既能保证用户设备不受损害，又能让电网运行在经济合理的范围内。

根据GB/T 12325-2008《电能质量 供电电压偏差》---适用于交流50Hz电力系统在正常运行条件下供电电压的偏差限值表：

·35kV及以上供电电压正负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%

·20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%

·220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%

·特殊用户按协议约定，±5%或更严格(±3%)

特殊行业要求更严苛：

·半导体/芯片工厂：电压偏差需控制在±2%以内

·医院医疗设备(如MRI)：波动不得超过±1%

电压偏差计算方法？

基本计算原则：10周期值。

以10周期值为基础，计算3s、1min值、10min、2h值。

GB评估推荐时间间隔：1min值或10min值

02 电压波动

GB/T 12326-2008《电能质量电压波动和闪变》，请期待后期详解

03 电压谐波

依据GB/T 14549-93《电能质量公用电网谐波》，请期待后期详解

04 电压暂降/骤升/中断

请期待后期详解

05 瞬变电压

请期待后期详解

06 三相不平衡

请期待后期详解

四、电压质量差会带来哪些危害？

01 对电网的“隐形伤害”

设备过载：电压过高会导致变压器、电缆绝缘老化加速，缩短寿命。

—案例：某城市夏季电压长期偏高10%，一年内变压器故障率增加30%。

线路损耗增加：电压偏低时，相同功率下电流增大，电能浪费在导线上。

—数据：电压降低5%，线路损耗增加约11%。

谐振风险：谐波电压可能引发电网谐振，导致保护装置误动作，甚至大面积停电。

02 对用电设备的“致命打击”

敏感设备宕机

—数据中心：电压暂降超过10%可能触发服务器电源保护，造成数据丢失。

—自动化工厂：电压骤降超过10%可能触发敏感设备(如PLC控制器)保护停机，造成生产线瘫痪。

—医疗设备：MRI设备对电压波动容忍度仅±2%，超标可能导致扫描中断。

电机、变压器类设备绝缘老化加速，甚至烧毁

—电动机在电压偏低时电流激增，线圈过热(电压下降10%，电流上升11%)甚至线圈熔断。

电子元件寿命缩短

—LED灯具：长期电压波动会加速驱动电源损坏，寿命缩短50%以上。

案例1：某纺织厂因长期电压偏低(-10%)，电机寿命缩短40%。

案例2：2021年某汽车工厂因电压骤降持续0.2秒，导致机器人生产线停机3小时，直接损失超200万元。

五、如何守护电压质量？给技术小白的三个建议

电力从业人员应定期监测电压质量，结合治理措施确保符合国标和设备供电要求，为生产生活提供稳定可靠的电力保障。

01 定期“体检”

使用便携式电能质量测试仪(如Fluke 1775)，监测关键设备接入点电压。实时记录电压波动数据，生成合规性报告。

·条件：正常运行状态：电网无故障且负荷波动在合理范围内

·另外一个测量位置：用户电能计量点(如电表接入点)的电压

02 对症下药

电压偏差大？加装自动调压器(AVR)，适用于电压波动频繁的场景(如工厂配电室)。

谐波超标？安装有源滤波器(APF)

通过调整变压器分接头也可以改善电压偏差，根据负荷变化动态调节输出电压。

大功率设备(如电梯、空压机)采用软启动装置

精密设备配置UPS或稳压电源

结语：电压质量是电力系统的“生命线”

从家庭用电到工业生产线，电压质量直接影响设备寿命、生产安全与经济效益。了解国家标准、掌握监测手段，就像为电力系统戴上“听诊器”，早发现、早治理，才能避免“小问题酿成大事故”。

关键词:电能质量知识课堂

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来 源：福禄克公司

编辑：清风

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