NB/T 41004-2014
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标准简介
NB/T 41004-2014.Power quality phenomenon classification.
1范围
NB/T 41004描述了电力系统及其连接设备的电能质量现象，并给出了分类。
NB/T 41004适用于标称频率为50Hz的电力系统。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本( 包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 12325- 2008电能质量供电电压偏差
GB/T 12326- 2008电能质量电压波动和闪变
GB/T 14549- 1993电能质量公用 电网谐波
GB/T 15543- 2008电能质量三相电压不平衡
GB/T 15945- 2008电能质量电力 系统频率偏差
GB/T 24337- 2009 电能质量公用 电网间谐波
3术语与定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1电能质量power quality
关系到供用电设备正常工作(或运行)的频率、电压、电流的状态值偏离理想值的程度。
3.2公共连接点point of common coupling (PCC)
电力系统中一个以上用户的连接处。
[GB/T 15543-2008， 定义3.6]
3.3电压偏差voltage deviation
实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值，以百分数表示。
[GB/T 12325-2008， 定义3.4]
3.4频率偏差frequency deviation
系统频率的实际值和标称值之差。
[GB/T 15945-2008， 定义2.2]
1范围
NB/T 41004描述了电力系统及其连接设备的电能质量现象，并给出了分类。
NB/T 41004适用于标称频率为50Hz的电力系统。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本( 包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 12325- 2008电能质量供电电压偏差
GB/T 12326- 2008电能质量电压波动和闪变
GB/T 14549- 1993电能质量公用 电网谐波
GB/T 15543- 2008电能质量三相电压不平衡
GB/T 15945- 2008电能质量电力 系统频率偏差
GB/T 24337- 2009 电能质量公用 电网间谐波
3术语与定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1电能质量power quality
关系到供用电设备正常工作(或运行)的频率、电压、电流的状态值偏离理想值的程度。
3.2公共连接点point of common coupling (PCC)
电力系统中一个以上用户的连接处。
[GB/T 15543-2008， 定义3.6]
3.3电压偏差voltage deviation
实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值，以百分数表示。
[GB/T 12325-2008， 定义3.4]
3.4频率偏差frequency deviation
系统频率的实际值和标称值之差。
[GB/T 15945-2008， 定义2.2]
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标准内容
ICS029.020
备案号：44902-2014
中华人民共和国能源行业标准
NB/T41004—2014
电能质量现象分类
Powerqualityphenomenonclassification2014-03-18发布
国家能源局
2014-08-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语与定义
4电能质量现象
4.1、电能质量特征
4.2电能质量现象及分类
5电能质量问题相关参考资料
附录A（资料性附录）
电能质量现象与基本电磁扰动现象附录B（资料性附录）电能质量问题对设备的影响.附录C（资料性附录）
基本电力/电气设备电能质量现象及其产生原因解释附录D（资料性附录）
部分行业电能质量现象及其产生原因解释附录E（资料性附录）
几种典型的电能质量控制设备及控制技术附录F（资料性附录）
参考文献
电能质量与能源节约以及资源综合利用NB/T41004—2014
NB/T41004—2014
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准附录A、附录B、附录C、附录D、附录E和附录F为资料性附录。本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会提出并归口管理。本标准主要起草单位：四川大学、武汉国测科技股份有限公司、中机生产力促进中心、中国南方电网超高压输电公司检修试验中心、株洲变流技术国家工程研究中心有限公司、中铁上海设计院集团有限公司、北京交通大学、西安联诚电力工程有限公司、西安博宇电气有限公司、福禄克公司、山东大学。本标准参加起草单位：北京英博电气股份有限公司、济南磁能科技有限公司、山西省电力公司电力科学研究院、中铁第一勘察设计院集团有限公司。本标准主要起草人：杨洪耕、卜正良、张苹、肖遥、周方圆、罗利平、吴命利、焦莉、刘军成、何学农，刘淑琴。
本标准参加起草人：马丰民、李德广、王金浩、宫衍圣。1范围
电能质量现象分类
本标准描述了电力系统及其连接设备的电能质量现象，并给出了分类。本标准适用于标称频率为50Hz的电力系统。2规范性引用文件
NB/T41004-2014
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T12325—2008
电能质量供电电压偏差
GB/T12326—2008
电能质量
GB/T14549—1993
GB/T15543—2008
GB/T15945—2008
GB/T24337—2009
3术语与定义
电能质量
电能质量
电能质量
电能质量
下列术语和定义适用于本标准。3.1
电能质量
power quality
电压波动和闪变
公用电网谐波
三相电压不平衡
电力系统频率偏差
公用电网间谐波
关系到供用电设备正常工作（或运行）的频率、电压、电流的状态值偏离理想值的程度。3.2
公共连接点pointofcommoncoupling（PCC)电力系统中一个以上用户的连接处。［[GB/T15543—2008，定义3.6]3.3
电压偏差voltagedeviation
实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值，以百分数表示。［GB/T12325—2008，定义3.4]
频率偏差 frequencydeviation
系统频率的实际值和标称值之差。[GB/T15945—2008，定义2.2]
基波（分量）fundamental（component)对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到的频率与工频相同的分量。[GB/T14549—1993，定义3.3]
谐波（分量）harmonic（component)）对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。1
NB/T41004—2014
[GB/T14549—1993，定义3.4]
间谐波（分量）inter-harmonic（component）对周期性交流分量进行傅里叶级数分解，得到频率不等于基波频率整数倍的分量。［GB/T24337—2009，定义3.6]
Ewaveformdistortion
波形畸变
稳态偏离理想工频正弦波形，其特征采用频谱分布来表示。主要有直流偏置、谐波、间谐波、陷波和噪声五种基本形式。
unbalancefactor
不平衡度
不平衡度指三相电力系统中三相不平衡的程度，用电压、电流负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根值百分比表示。［GB/T15543—2008，定义3.2]
电压变动relativevoltagechange电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示。[GB/T12326-2008，定义3.5]
voltagefluctuation
电压波动
电压方均根值（有效值）系列的变动或连续的改变。［GB/T12326—2008，定义3.3]】3.12
闪变flicker
灯光照度不稳定造成的视感。
［GB/T12326—2008，定义3.7]］3.13
shortterm severity
短时间闪变值
衡量短时间（若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值，短时闪变的基本记录周期是10min。［GB/T12326—2008，定义3.8]
长时间闪变值
long term severity
由短时间闪变值Ps推算出，反映长时间（若干小时）闪变强弱的量值，长时闪变的基本记录周期是2h。
［GB/T12326—2008，定义3.9]］3.15
电压暂降voltagedip（sag）
电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1p.u.~0.9p.u.，并在短暂持续10ms~1min后恢复正常的现象。
f voltage swell
电压暂升
NB/T41004—2014
电力系统中某点工频电压方均根值暂时升高至1.1p.u.1.8p.u.，并在短暂持续10ms~1min后恢复正常的现象。
f short interruption
短时中断
电力系统中某点工频电压方均根值突然降低到0.Ip.u.以下，并在短暂持续10ms～1min后恢复正常的现象。
neutral-point earthing
中性点接地
三相交流电力系统中性点与大地之间的电气连接，称为电网中性点接地。一般而言，电网中性点接地方式也就是变电站中变压器的各级电压中性点接地方式。3.19
DCoffset
直流偏置
交流电力系统中存在直流电流或电压成分的现象称为直流偏置。4电能质量现象
4.1电能质量特征
电能质量现象涉及频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相电压不平衡、波形畸变、电磁暂态、电压暂降、电压暂升、短时中断等。衡量电能质量的主要指标是电压。电能质量标准主要围绕电压制定。电能质量主要特征表现为：
频率：工频频率变化，以及出现除工频以外的其他频率分量。一幅值：相对于标称值的偏差。如电压偏差、电压波动与闪变、三相电压不平衡、暂时或瞬态过电压、电压暂升或暂降。
波形：波形畸变。如直流偏置、谐波、间谐波、电压缺口和噪声。持续时间：瞬态、暂态、短时间和长时间。4.2电能质量现象及分类
4.2.1电能质量现象的分类和特性参数表1给出了涉及电能质量的电磁现象的典型特征量，从典型频谱、持续时间和典型值对电能质量进行量化分类。
表1涉及电能质量的电磁现象的分类和特性参数分类
1瞬态现象
1.1冲击
1.1.1纳秒级
1.1.2微秒级
1.1.3毫秒级
1.2振荡
1.2.！低频
1.2.2中频
1.2.3高频
典型频谱
5ns上升
lus上升
0.1ms上升
5kHz500kHz
0.5MHz~5MHz
典型持续时间
50nslns
0.3ms~50ms
典型值
NB/T41004—2014
2短时间方均根（有效值）变化
2.1瞬时（Instaneous）
2.1.1暂降
2.1.2暂升
2.2暂时（Momentary）
2.2.1中断
2.2.2暂降
2.2.3暂升
2.3短时（Temporary）
2.3.1中断
2.3.2暂降
2.3.3暂升
3长时间方均根值变化
3.1持续中断
3.2低电压
3.3过电压
3.4电流过载
4不平衡
4.1电压
4.2电流
5波形畸变
5.1直流偏置
5.2谐波
5.3间谐波
5.4电压缺11
5.5噪声
6电压波动
7频率偏差
4.2.2瞬态
4.2.2.1概述
瞬态可分为两类：冲击和振荡。4.2.2.2冲击
表1（续）
典型频谱
0~9kHz
0~9kHz
典型持续时间
0.5周波～30周波
0.5周波～30周波
0.5周波~3s
30周波～3s
30周波～3s
>3s~Imin
>3s~Imin
>3sImin
间断的
典型值
0.1p.u.~0.9p.u.
1.Ip.u.~1.8p.u.
0.lp.u.0.9p.u.
1.p.u.1.4p.u.
o.1p.u.0.9p.u.
1.lp.u.~1.2p.u.
o.8p.u.0.9p.u.
1.1p.u.~1.2p.u.
0.2Pst~2Pst
电压或者电流的短暂突变。冲击主要由幅值、上升时间和下降时间（衰减时间）来描述。雷电是导致电力系统冲击电压、冲击电流的常见原因之一。标准雷电波冲击电压波形如图1所示。Ti=1.2us和T2=50us是指波前时间和半峰时间，表示为1.2/50。图2给出雷电引起的一种典型冲击电流。由于频率高，冲击暂态能量通过电路中电阻快速衰减。冲击能激发电力系统产生共振和振荡瞬态。同一类设备在不同位置的瞬态特性有显著差异。冲击电压可能导致电力设备的绝缘损坏。4
4.2.2.3振荡
标称电压值(p.u.）
T(50us)
图1标准雷电波冲击电压波形
雷击电流
时间(μus）
NB/T41004—2014
时间(μs)
T=0.37,=0.5T
120140
雷击引起的电力系统冲击电流
振荡瞬态是电压或电流在稳态条件下突然发生的非工频的正极性和负极性变化。这种瞬时值和极性的迅速变化通过幅值、持续时间和频谱分量（主要频率）来描述。电力系统的各种振荡瞬态现象可分为高频、中频和低频频谱区段。
与冲击瞬态一样，振荡瞬态可能含有（或不含有）基频分量。表征瞬态时，表明是否含有基频分量很重要。
持续时间大于1us、频率大于500kHz的振荡瞬态称为高频振荡瞬态。这些瞬态几乎总是由于某些开关投切引起的。高频振荡瞬态通常是局部电力系统对某个冲击的响应结果。持续时间大于10us、频率为5kHz～500kHz的振荡瞬态称为中频振荡瞬态。在一组或多组电容器组已经运行时又投入一组电容器，新投入电容器中会产生高于10kHz的瞬态扰动电流，合闸涌流远比单组独立投入时严重。图3说明这种条件下新投入电容器组产生的瞬态电流响应。电力电缆投切产生的瞬态扰动电流频率与电容器投入相同。中频瞬态是电力系统对某个冲击的响应结果。由于换流桥换相和RLC电路作用，电力电子装置会产生振荡瞬态电压。这时振荡瞬态可在数千赫兹范围内，持续几个工频周期，每周期重复若干次（取决于装置的触发次数），幅值高达工频幅值的10%
主频率成分小于5kHz且持续时间0.3ms～50ms的振荡称为低频振荡。这种低频振荡现象经常出现在输配电系统，可由多种类型的事件引起。例如，电容器组接入会导致频率为250kHz和750kHz的振荡电压。振荡电压的峰值通常是1.3p.u.～1.5p.u.，最高时可以接近2.0p.u.：根据系统阻尼情况，持续时间在0.5周波～3周波之间，如图4所示。5
NB/T41004—2014
宝中国
时间（(s)
图3电容器组接入引起的低频振荡0.01
时间(s)
图4电容器组接入引起的低频振荡瞬态0.03
频率低于250Hz的振荡瞬态也会出现在配电系统中，主要是接入变压器的铁磁谐振引起（见图5）。电容器组投入造成的瞬态过程也属于这一类。系统共振引起的变压器浪涌电流的低频分量会产生低频瞬态振荡（例如二次和三次谐波）。60000
时间(ms）
图5空载变压器铁磁谐振引起的低频振荡瞬态4.2.3短时间方均根值变化
4.2.3.1概述
短时间方均根值变化包括电压暂降、电压暂升和短时中断。从时间上又划分为瞬时变化、暂时变化6
和短时变化，如表1所示。
NB/T41004-—2014
短时间电压变化往往是由故障或大负荷启停引起的。根据故障类型和系统状态，故障可引起暂时性的电压升高（暂升）、电压跌落（暂降）或电压完全丧失（中断）。短时间电压变化还包括电流幅值与持续时间上的变化。
4.2.3.2短时中断
电力系统故障、设备故障、控制失灵均会引起短时中断。短时中断是根据电压方均根值小于标称值的10%的持续时间来衡量的。系统故障持续时间由保护装置动作时间或特殊事件过程时间决定。设备故障的中断持续时间是不同的。
图6显示了一个电压下降到零且持续时间约1.8s的短时中断，图6a）描述了整个事件中电压方均根值的变化，图6b）跟踪事件开始阶段的瞬时电压。从图6中看出，短时中断开始时的瞬时电压波形不是立即下降到零，其残余电压是由异步电动机线路中断后的感应电动势引起的。%
（%）田审
4.2.3.3电压暂降bzxz.net
时间(s)
a）整个事件中电压方均根值的变化280
时间（ms）
b）跟踪事件开始阶段的瞬时电压2.5
图6故障和重合阐操作引起的舜时中断360
电压暂降通常与系统故障有关，也可以由大容量感应电动机启动或变压器空载激磁等原因产生。图7显示了单相接地故障（SLG）的保护装置动作产生的典型电压暂降。典型故障的清除时间范围是3周波～30周波，由保护类型和断路器动作特性决定。80
时间(s)
a）电压方均根值
时间（ms）
b）瞬时电压
图7单相接地故障引起的瞬时电压暂降280
NB/T41004—2014
大容量感应电动机启动会引起电压暂降。电动机启动时会产生6倍一10倍的额定电流。这个大电流通过系统阻抗引起电压下降。图8显示了大型电动机启动时的电压过渡过程。115
时间（(s)
3电动机启动引起的瞬时电压暂降图8
变压器空载接入电网时，由于变压器磁通饱和以及剩磁的作用，可能出现很大的冲击电流，造成电压暂降。变压器激磁涌流引起的瞬时电压暂降如图9所示。4
时间(ms)
变压器激磁涌流引起的瞬时电压暂降图9室
4.2.3.4电压暂升
与电压暂降一样，电压暂升通常也与系统故障情况有关，但发生概率远远低于电压暂降。中性点不接地电力系统发生单相接地故障（SLG）时会导致非故障相电压升高。大容量负荷退出、甩负荷或大容量电容器组投入等事件也会造成暂升。图10显示了单相接地故障引起的非故障相的电压暂升。电压暂升是由电压方均根值和持续时间来描述的。在故障情况下，电压暂升的严重程度是由故障点、系统阻抗大小决定的。在中性点不接地时，单相金属性接地故障的非故障相线对地电压将是1.73p.u.。在变电站附近且中性点接地良好的电力系统中，非故障相电压不会升高，因为中性点提供了一个低阻抗零序故障电流路径。
4.2.4长时间方均根值变化
4.2.4.1概述
长时间的变化是指电压方均根值偏差超过1min，如过电压或低电压。过电压和低电压是由系统运行方式和负荷变化造成的，其特征可描述为电压方均根值随时间的变化。8
4.2.4.2过电压
-150120
时间(s)
a）电压有效值
时间(ms)
b）瞬时电压
图10单相接地故障引起的瞬时电压升高260
NB/T41004-2014
过电压是指工频下交流电压方均根值升高，超过标称值10%，并且持续时间大于1min的长时间电压变动现象。过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。一方面，电力设备的绝缘长时间耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。另一方面，系统运行中要确保设备在允许的电压偏差范围的上限之下运行，以免对电力设备的绝缘造成损害。过电压可能来源于切除一个大负荷或系统无功补偿的变化，例如投入一组电容器。系统电压调节或控制能力差可能会导致过电压。不正确地调整变压器分接头也会导致系统过电压。4.2.4.3低电压
低电压是指工频下交流电压方均根值降低，低于标称值10%，并且持续时间大于1min的长时间电压变动现象。
造成低电压的原因与过电压相反。投入一个大负载或者切除一组电容器组会引起低电压，通过系统电压调节装置可以返回正常电压水平。输变电设备过载也能导致低电压。4.2.4.4持续中断
工频下交流电压方均根值下降接近于零（小于o.1p.u.）且持续时间超过1min称为持续中断。持续中断超过1min常常是永久性的故障，需要人工干预恢复。持续中断与断电的含义不同。持续中断是电力系统的一个特定现象，而断电是指用电设备与电力系统完全断开的状态。4.2.5三相电压不平衡
三相电压不平衡是指三相系统的工频相电压在幅值上不同或其相位差不是120°。用户在使用过程中发生三相电压不平衡的主要原因如下：a）各相负荷分布不均衡：
b）高次谐波电流使各相之间发生不平衡：接线端子及电缆接触不良附加的不平衡：c
外部环境导致不平衡的发生（如施工等导致线路断开）；d
不换位的长距离架空输配电线路。e
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备案号：44902-2014
中华人民共和国能源行业标准
NB/T41004—2014
电能质量现象分类
Powerqualityphenomenonclassification2014-03-18发布
国家能源局
2014-08-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语与定义
4电能质量现象
4.1、电能质量特征
4.2电能质量现象及分类
5电能质量问题相关参考资料
附录A（资料性附录）
电能质量现象与基本电磁扰动现象附录B（资料性附录）电能质量问题对设备的影响.附录C（资料性附录）
基本电力/电气设备电能质量现象及其产生原因解释附录D（资料性附录）
部分行业电能质量现象及其产生原因解释附录E（资料性附录）
几种典型的电能质量控制设备及控制技术附录F（资料性附录）
参考文献
电能质量与能源节约以及资源综合利用NB/T41004—2014
NB/T41004—2014
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准附录A、附录B、附录C、附录D、附录E和附录F为资料性附录。本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会提出并归口管理。本标准主要起草单位：四川大学、武汉国测科技股份有限公司、中机生产力促进中心、中国南方电网超高压输电公司检修试验中心、株洲变流技术国家工程研究中心有限公司、中铁上海设计院集团有限公司、北京交通大学、西安联诚电力工程有限公司、西安博宇电气有限公司、福禄克公司、山东大学。本标准参加起草单位：北京英博电气股份有限公司、济南磁能科技有限公司、山西省电力公司电力科学研究院、中铁第一勘察设计院集团有限公司。本标准主要起草人：杨洪耕、卜正良、张苹、肖遥、周方圆、罗利平、吴命利、焦莉、刘军成、何学农，刘淑琴。
本标准参加起草人：马丰民、李德广、王金浩、宫衍圣。1范围
电能质量现象分类
本标准描述了电力系统及其连接设备的电能质量现象，并给出了分类。本标准适用于标称频率为50Hz的电力系统。2规范性引用文件
NB/T41004-2014
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T12325—2008
电能质量供电电压偏差
GB/T12326—2008
电能质量
GB/T14549—1993
GB/T15543—2008
GB/T15945—2008
GB/T24337—2009
3术语与定义
电能质量
电能质量
电能质量
电能质量
下列术语和定义适用于本标准。3.1
电能质量
power quality
电压波动和闪变
公用电网谐波
三相电压不平衡
电力系统频率偏差
公用电网间谐波
关系到供用电设备正常工作（或运行）的频率、电压、电流的状态值偏离理想值的程度。3.2
公共连接点pointofcommoncoupling（PCC)电力系统中一个以上用户的连接处。［[GB/T15543—2008，定义3.6]3.3
电压偏差voltagedeviation
实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值，以百分数表示。［GB/T12325—2008，定义3.4]
频率偏差 frequencydeviation
系统频率的实际值和标称值之差。[GB/T15945—2008，定义2.2]
基波（分量）fundamental（component)对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到的频率与工频相同的分量。[GB/T14549—1993，定义3.3]
谐波（分量）harmonic（component)）对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。1
NB/T41004—2014
[GB/T14549—1993，定义3.4]
间谐波（分量）inter-harmonic（component）对周期性交流分量进行傅里叶级数分解，得到频率不等于基波频率整数倍的分量。［GB/T24337—2009，定义3.6]
Ewaveformdistortion
波形畸变
稳态偏离理想工频正弦波形，其特征采用频谱分布来表示。主要有直流偏置、谐波、间谐波、陷波和噪声五种基本形式。
unbalancefactor
不平衡度
不平衡度指三相电力系统中三相不平衡的程度，用电压、电流负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根值百分比表示。［GB/T15543—2008，定义3.2]
电压变动relativevoltagechange电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示。[GB/T12326-2008，定义3.5]
voltagefluctuation
电压波动
电压方均根值（有效值）系列的变动或连续的改变。［GB/T12326—2008，定义3.3]】3.12
闪变flicker
灯光照度不稳定造成的视感。
［GB/T12326—2008，定义3.7]］3.13
shortterm severity
短时间闪变值
衡量短时间（若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值，短时闪变的基本记录周期是10min。［GB/T12326—2008，定义3.8]
长时间闪变值
long term severity
由短时间闪变值Ps推算出，反映长时间（若干小时）闪变强弱的量值，长时闪变的基本记录周期是2h。
［GB/T12326—2008，定义3.9]］3.15
电压暂降voltagedip（sag）
电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1p.u.~0.9p.u.，并在短暂持续10ms~1min后恢复正常的现象。
f voltage swell
电压暂升
NB/T41004—2014
电力系统中某点工频电压方均根值暂时升高至1.1p.u.1.8p.u.，并在短暂持续10ms~1min后恢复正常的现象。
f short interruption
短时中断
电力系统中某点工频电压方均根值突然降低到0.Ip.u.以下，并在短暂持续10ms～1min后恢复正常的现象。
neutral-point earthing
中性点接地
三相交流电力系统中性点与大地之间的电气连接，称为电网中性点接地。一般而言，电网中性点接地方式也就是变电站中变压器的各级电压中性点接地方式。3.19
DCoffset
直流偏置
交流电力系统中存在直流电流或电压成分的现象称为直流偏置。4电能质量现象
4.1电能质量特征
电能质量现象涉及频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相电压不平衡、波形畸变、电磁暂态、电压暂降、电压暂升、短时中断等。衡量电能质量的主要指标是电压。电能质量标准主要围绕电压制定。电能质量主要特征表现为：
频率：工频频率变化，以及出现除工频以外的其他频率分量。一幅值：相对于标称值的偏差。如电压偏差、电压波动与闪变、三相电压不平衡、暂时或瞬态过电压、电压暂升或暂降。
波形：波形畸变。如直流偏置、谐波、间谐波、电压缺口和噪声。持续时间：瞬态、暂态、短时间和长时间。4.2电能质量现象及分类
4.2.1电能质量现象的分类和特性参数表1给出了涉及电能质量的电磁现象的典型特征量，从典型频谱、持续时间和典型值对电能质量进行量化分类。
表1涉及电能质量的电磁现象的分类和特性参数分类
1瞬态现象
1.1冲击
1.1.1纳秒级
1.1.2微秒级
1.1.3毫秒级
1.2振荡
1.2.！低频
1.2.2中频
1.2.3高频
典型频谱
5ns上升
lus上升
0.1ms上升
5kHz500kHz
0.5MHz~5MHz
典型持续时间
50nslns
0.3ms~50ms
典型值
NB/T41004—2014
2短时间方均根（有效值）变化
2.1瞬时（Instaneous）
2.1.1暂降
2.1.2暂升
2.2暂时（Momentary）
2.2.1中断
2.2.2暂降
2.2.3暂升
2.3短时（Temporary）
2.3.1中断
2.3.2暂降
2.3.3暂升
3长时间方均根值变化
3.1持续中断
3.2低电压
3.3过电压
3.4电流过载
4不平衡
4.1电压
4.2电流
5波形畸变
5.1直流偏置
5.2谐波
5.3间谐波
5.4电压缺11
5.5噪声
6电压波动
7频率偏差
4.2.2瞬态
4.2.2.1概述
瞬态可分为两类：冲击和振荡。4.2.2.2冲击
表1（续）
典型频谱
0~9kHz
0~9kHz
典型持续时间
0.5周波～30周波
0.5周波～30周波
0.5周波~3s
30周波～3s
30周波～3s
>3s~Imin
>3s~Imin
>3sImin
间断的
典型值
0.1p.u.~0.9p.u.
1.Ip.u.~1.8p.u.
0.lp.u.0.9p.u.
1.p.u.1.4p.u.
o.1p.u.0.9p.u.
1.lp.u.~1.2p.u.
o.8p.u.0.9p.u.
1.1p.u.~1.2p.u.
0.2Pst~2Pst
电压或者电流的短暂突变。冲击主要由幅值、上升时间和下降时间（衰减时间）来描述。雷电是导致电力系统冲击电压、冲击电流的常见原因之一。标准雷电波冲击电压波形如图1所示。Ti=1.2us和T2=50us是指波前时间和半峰时间，表示为1.2/50。图2给出雷电引起的一种典型冲击电流。由于频率高，冲击暂态能量通过电路中电阻快速衰减。冲击能激发电力系统产生共振和振荡瞬态。同一类设备在不同位置的瞬态特性有显著差异。冲击电压可能导致电力设备的绝缘损坏。4
4.2.2.3振荡
标称电压值(p.u.）
T(50us)
图1标准雷电波冲击电压波形
雷击电流
时间(μus）
NB/T41004—2014
时间(μs)
T=0.37,=0.5T
120140
雷击引起的电力系统冲击电流
振荡瞬态是电压或电流在稳态条件下突然发生的非工频的正极性和负极性变化。这种瞬时值和极性的迅速变化通过幅值、持续时间和频谱分量（主要频率）来描述。电力系统的各种振荡瞬态现象可分为高频、中频和低频频谱区段。
与冲击瞬态一样，振荡瞬态可能含有（或不含有）基频分量。表征瞬态时，表明是否含有基频分量很重要。
持续时间大于1us、频率大于500kHz的振荡瞬态称为高频振荡瞬态。这些瞬态几乎总是由于某些开关投切引起的。高频振荡瞬态通常是局部电力系统对某个冲击的响应结果。持续时间大于10us、频率为5kHz～500kHz的振荡瞬态称为中频振荡瞬态。在一组或多组电容器组已经运行时又投入一组电容器，新投入电容器中会产生高于10kHz的瞬态扰动电流，合闸涌流远比单组独立投入时严重。图3说明这种条件下新投入电容器组产生的瞬态电流响应。电力电缆投切产生的瞬态扰动电流频率与电容器投入相同。中频瞬态是电力系统对某个冲击的响应结果。由于换流桥换相和RLC电路作用，电力电子装置会产生振荡瞬态电压。这时振荡瞬态可在数千赫兹范围内，持续几个工频周期，每周期重复若干次（取决于装置的触发次数），幅值高达工频幅值的10%
主频率成分小于5kHz且持续时间0.3ms～50ms的振荡称为低频振荡。这种低频振荡现象经常出现在输配电系统，可由多种类型的事件引起。例如，电容器组接入会导致频率为250kHz和750kHz的振荡电压。振荡电压的峰值通常是1.3p.u.～1.5p.u.，最高时可以接近2.0p.u.：根据系统阻尼情况，持续时间在0.5周波～3周波之间，如图4所示。5
NB/T41004—2014
宝中国
时间（(s)
图3电容器组接入引起的低频振荡0.01
时间(s)
图4电容器组接入引起的低频振荡瞬态0.03
频率低于250Hz的振荡瞬态也会出现在配电系统中，主要是接入变压器的铁磁谐振引起（见图5）。电容器组投入造成的瞬态过程也属于这一类。系统共振引起的变压器浪涌电流的低频分量会产生低频瞬态振荡（例如二次和三次谐波）。60000
时间(ms）
图5空载变压器铁磁谐振引起的低频振荡瞬态4.2.3短时间方均根值变化
4.2.3.1概述
短时间方均根值变化包括电压暂降、电压暂升和短时中断。从时间上又划分为瞬时变化、暂时变化6
和短时变化，如表1所示。
NB/T41004-—2014
短时间电压变化往往是由故障或大负荷启停引起的。根据故障类型和系统状态，故障可引起暂时性的电压升高（暂升）、电压跌落（暂降）或电压完全丧失（中断）。短时间电压变化还包括电流幅值与持续时间上的变化。
4.2.3.2短时中断
电力系统故障、设备故障、控制失灵均会引起短时中断。短时中断是根据电压方均根值小于标称值的10%的持续时间来衡量的。系统故障持续时间由保护装置动作时间或特殊事件过程时间决定。设备故障的中断持续时间是不同的。
图6显示了一个电压下降到零且持续时间约1.8s的短时中断，图6a）描述了整个事件中电压方均根值的变化，图6b）跟踪事件开始阶段的瞬时电压。从图6中看出，短时中断开始时的瞬时电压波形不是立即下降到零，其残余电压是由异步电动机线路中断后的感应电动势引起的。%
（%）田审
4.2.3.3电压暂降bzxz.net
时间(s)
a）整个事件中电压方均根值的变化280
时间（ms）
b）跟踪事件开始阶段的瞬时电压2.5
图6故障和重合阐操作引起的舜时中断360
电压暂降通常与系统故障有关，也可以由大容量感应电动机启动或变压器空载激磁等原因产生。图7显示了单相接地故障（SLG）的保护装置动作产生的典型电压暂降。典型故障的清除时间范围是3周波～30周波，由保护类型和断路器动作特性决定。80
时间(s)
a）电压方均根值
时间（ms）
b）瞬时电压
图7单相接地故障引起的瞬时电压暂降280
NB/T41004—2014
大容量感应电动机启动会引起电压暂降。电动机启动时会产生6倍一10倍的额定电流。这个大电流通过系统阻抗引起电压下降。图8显示了大型电动机启动时的电压过渡过程。115
时间（(s)
3电动机启动引起的瞬时电压暂降图8
变压器空载接入电网时，由于变压器磁通饱和以及剩磁的作用，可能出现很大的冲击电流，造成电压暂降。变压器激磁涌流引起的瞬时电压暂降如图9所示。4
时间(ms)
变压器激磁涌流引起的瞬时电压暂降图9室
4.2.3.4电压暂升
与电压暂降一样，电压暂升通常也与系统故障情况有关，但发生概率远远低于电压暂降。中性点不接地电力系统发生单相接地故障（SLG）时会导致非故障相电压升高。大容量负荷退出、甩负荷或大容量电容器组投入等事件也会造成暂升。图10显示了单相接地故障引起的非故障相的电压暂升。电压暂升是由电压方均根值和持续时间来描述的。在故障情况下，电压暂升的严重程度是由故障点、系统阻抗大小决定的。在中性点不接地时，单相金属性接地故障的非故障相线对地电压将是1.73p.u.。在变电站附近且中性点接地良好的电力系统中，非故障相电压不会升高，因为中性点提供了一个低阻抗零序故障电流路径。
4.2.4长时间方均根值变化
4.2.4.1概述
长时间的变化是指电压方均根值偏差超过1min，如过电压或低电压。过电压和低电压是由系统运行方式和负荷变化造成的，其特征可描述为电压方均根值随时间的变化。8
4.2.4.2过电压
-150120
时间(s)
a）电压有效值
时间(ms)
b）瞬时电压
图10单相接地故障引起的瞬时电压升高260
NB/T41004-2014
过电压是指工频下交流电压方均根值升高，超过标称值10%，并且持续时间大于1min的长时间电压变动现象。过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。一方面，电力设备的绝缘长时间耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。另一方面，系统运行中要确保设备在允许的电压偏差范围的上限之下运行，以免对电力设备的绝缘造成损害。过电压可能来源于切除一个大负荷或系统无功补偿的变化，例如投入一组电容器。系统电压调节或控制能力差可能会导致过电压。不正确地调整变压器分接头也会导致系统过电压。4.2.4.3低电压
低电压是指工频下交流电压方均根值降低，低于标称值10%，并且持续时间大于1min的长时间电压变动现象。
造成低电压的原因与过电压相反。投入一个大负载或者切除一组电容器组会引起低电压，通过系统电压调节装置可以返回正常电压水平。输变电设备过载也能导致低电压。4.2.4.4持续中断
工频下交流电压方均根值下降接近于零（小于o.1p.u.）且持续时间超过1min称为持续中断。持续中断超过1min常常是永久性的故障，需要人工干预恢复。持续中断与断电的含义不同。持续中断是电力系统的一个特定现象，而断电是指用电设备与电力系统完全断开的状态。4.2.5三相电压不平衡
三相电压不平衡是指三相系统的工频相电压在幅值上不同或其相位差不是120°。用户在使用过程中发生三相电压不平衡的主要原因如下：a）各相负荷分布不均衡：
b）高次谐波电流使各相之间发生不平衡：接线端子及电缆接触不良附加的不平衡：c
外部环境导致不平衡的发生（如施工等导致线路断开）；d
不换位的长距离架空输配电线路。e
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