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电能质量

电能质量

港灯承诺提供充足及可靠的电力供应,以支持香港商业的发展。随着愈来愈多敏感仪器及电子产品被广泛应用,客户对电力供应的电能质量也愈来愈关注。

电能质量是什么?电能质量涉及所供应之电力的电压、电流、频率与运作中电力设备之间的兼容性。当发生电力干扰时,若有关设备并未附有适当设计以适应此等供电情况,该设备便可能不能如常运作。

以下的资料可帮助你了解更多关于电能质量的资料,以及保障阁下重要设施之电力供应的方法。

常见的电能质量问题

一般而言,较常见的电能质量问题包括电力中断、电压骤降及谐波。让我们进一步了解这些电能质量问题及详述它们根据欧洲标准EN50160的有关定义。

电力中断

电力中断是指于供电点的电压下降至低于规限供电电压的百份之一的情况。

可能造成的影响:

  • 系统中断
  • 电脑或控制器的记忆丧失
  • 产品在生产过程中损失
  • 重要装置因没有供电而失效,并引起安全及保安问题

电压骤降

电压骤降是指电压于瞬间下降至规限供电电压的百分之九十至百分之一之间,并随即在短时间内回复正常。电压骤降可能维持在百分一秒至一分钟之间。以港灯而言,电压骤降情况通常只维持少于一秒。

可能造成的影响:

  • 电子记忆丧失
  • 造成资料错误
  • 设备停止运作
  • 灯光闪动
  • 电动机失速或停止运作

谐波

谐波电压是指一个高于供电频率的正弦波电压,而其频率相等于供电电压频率(即50赫兹)的整数倍数。供电电压中的谐波主要由客户接驳于供电系统中的非线性负载装备产生,谐波电流流经系统线路的阻抗,因而产生相应的谐波电压。

可能造成的影响:

  • 电动机及变压器过热
  • 电力电线过热
  • 减低电力电线及装置的额定值
  • 减弱电动机的表现
  • 保护装置如断路器、继电器及熔丝等不适当地操作
  • 干扰通讯设备
  • 敏感电子仪器如电动机控制线路不能正常运作

电能质量问题的一般成因

港灯致力提供非常可靠的电力供应予客户,其承诺的电力供应可靠程度超过99.998%。然而,公共电力供应系统易于受外来干扰影响。我们尽力确保电力供应的可靠性及优质的电能质量,可是电能质量问题仍会因不同的成因而偶有发生。

此外,在共用同一公用电力装置及同一电源的客户之间,客户可能会受其他客户的负载情况、设备/装置的故障或缺点而影响。换言之,电能质量问题其实亦可源自客户装置部份。

让我们进一步了解电能质量问题的一般成因。

电力供应部份

电力中断

最常见的电力中断成因,是第三者在掘路工程中破坏地底供电电缆,或受到的干扰而引起的电缆故障。倚靠这些受破坏的故障供电电缆供电的客户,电力供应会即时中断,直至后备电源接驳妥当或故障电缆修妥为止。

若正常的一万一仟伏供电电缆发生故障或受破坏,我们的系统控制工程师将以遥距方式隔离故障或受破坏的电缆,并透过系统电脑接上后备供电电缆,以回复电力供应,因此,电力中断通常只会持续数分钟。但是,在特别情况下,例如当多条电缆在同一时间发生故障,变压器或开关设备故障等,便可能会发生长时间的电力中断。

至于低压供电网络的故障,因需要在现场隔离故障部份并接驳后备供电电源,故此,回复电力供应的时间可能会较长。「电力中断后平均恢复电力时间」可参考我们的 「优质服务标准」。

除了供电电缆的故障及受破坏之外,电力中断也可能由供电系统及客户装置的设备故障所引起。

电压骤降

当某供电电缆或供电设备发生故障,电压骤降便会在受此故障所影响的电力供应系统部份发生,直至保护装置将故障部份隔离。所以,除了直接由此故障线路供电的客户会受电力中断影响外,其他客户也可能感受到电压骤降。

由一万一仟伏的故障所引致的电压骤降只局限于某地区,但输电系统所引致的电压骤降则会影响广大的地域范围及更多客户。

此外,因为我们的供电网络是与中华电力的供电网络联网,而中华电力的供电网络也与中国内地的供电网络联网,所以,若香港岛以外的输电网络发生故障,港岛区的客户也可能感受到电压骤降。

谐波

谐波是源自客户装置的非线性负载设备所产生。

客户装置部份

电力中断

客户的电力装置通常以放射式网络接驳。若客户的电力装置发生故障,保护装置即启动并将之隔离。连接于此保护装置以下的电力装置便会发生电力中断。客户的电力装置引致电力中断的常见成因包括:

  • 负荷过重,三相负荷不平衡及设备额定值低于最大负荷
  • 接驳不善
  • 缺乏维修而引起电线绝缘老化及开关设备故障
  • 电器产品故障
  • 不妥善设定保护装置

电压骤降

电压骤降有可能由客户的电力装置引起,例如:

  • 冷冻及空气调节系统之大型电动机所产生的过大起动电流
  • 在保护装置将故障部份隔离之前,大故障电流引致邻近线路发生电压骤降

谐波

谐波是由任何产生与供电电压不合比例电流的设备引起。换言之,谐波是由非线性负载设备产生,导致非正弦波的电流。谐波电流流经电力系统的阻抗时,产生谐波电压。因此,谐波电流及谐波电压会随着时间而改变。这些非线性负载设备包括但不限于以下的设备:

  • 萤光管
  • 电子设备(例如影印机及传真机)
  • 电动机的电子控制线路
  • 电池充电器

减轻电能质量问题的方法

电能质量问题有机会源自电力供应部份或客户装置部份两方面,所以要达至高水平的电能质量,双方面的努力皆是必需的。

港灯在保障电能质量方面所作出的努力

港灯承诺提供优质电能质量及可靠的电力供应予我们的客户。大部份的电力中断和电压骤降事故是由第三者的掘地工程所产生。故此,我们认定避免电缆受破坏是改善电能质量的重要部份。以下简介一些港灯在避免电缆受破坏上采取的措施和在保障电能质量方面所提供的服务:

与掘路工程承办商保持联系

为了避免发生供电电缆受破坏事故,港灯为承办商筹办了多次教育讲座,并在承办商掘路工程开始前,为他们提供相关的地底电缆地图记录以供参考。港灯的工程师亦定期与主要承办商举行会议以避免发生破坏电缆事件。

加强执法管制

政府已通过「供电电缆(保护)条例」,此条例监管所有在供电电缆范围附近进行的工程,确保承办商已采取一切合理措施以防止因该等工程造成电力供应中断。

电能质量中心

为使客户能更了解电能质量的现象及怎様保护重要设施的电力供应,港灯已于电灯中心M字楼设立了一所电能质量中心。我们以交互方式去推广电能质量概念,在中心内配备了电压骤降产生器及各种示范装置以展示电压骤降的起因和影响,以及介绍各种设备对电压骤降及电力中断的纾解措施。本公司亦提供有关电能质量的技术谘询服务及小册子。我们并可为客户安排参观此电能质量中心。欢迎客户致电 2887 3455 与本公司工程师联络以便获得更详细资料。

如在香港以外地方致电或传真,请加地区号码「852」。

为客户提供有关电能质量的服务

港灯会按客户的要求,向客户提供有关电能质量范畴内的技术性资料。我们亦可为客户安排实地检查,确认和找出可能发生的电能质量问题的种类及成因。

客户可以怎样保障重要设施的电力供应

港灯一直持续检讨及提升供电系统的可靠性。但要达致有效防范电能质量问题,与客户的紧密合作是不可缺少的。如欲索取更多有关这方面的资料,可参考我们的「接驳电力供应指南」及「如何保障重要设施的电力供应」小册子。

以下是一些建议客户采取的有效措施,以减轻电能质量问题所带来的影响:

应付电力中断

后备供电系统

  • 不间断电力供应系统 (UPS)。UPS分为静态型及旋转型两种。

静态型UPS系统

静态型UPS系统包括一套整流器/电池充电器、一套蓄电池、一套变换器及一套系统控制器。当操作正常时,整流器/电池充电器将输入的交流电(AC)变为直流电(DC)并供予变换器及保持电池在完全充电的状态。变换器将直流电(DC)变为经过调节及净化的交流电(AC)供紧急设备使用。电力变换过程将紧急设备与供电网内的失调现象隔离,若电源发生故障,变换器将会由蓄电池提取电力。当电力供应回复正常时,整流器将会自动恢复其充电过程。

旋转型UPS系统

旋转型UPS系统包括有一套静态型UPS系统及一部电动机/发电机。操作正常时,电力由电源流入静态型UPS系统,然后再推动电动机/发电机。发电机将机械动力变回净化的交流电(AC)供予紧急设备。旋转型UPS系统除能提供静态型UPS系统所能供应的净化及无间断的电力外,更具有电动机/发电机特有的功能,把输入电源与紧急设备之电力绝对隔离。

  • 自动后备供电系统 (ABS)

倘若设备能够承受在电力故障后稍迟片刻才恢复电力供应,采用自动转换器接驳后备发电机或其他电源亦是一个有效的解决办法。对于必须要有不间断供电的设备,我们建议客户为其安装UPS加上ABS以防止及减低因电压波动、电力供应中断或故障所造成之直接或间接之任何损坏、损失或不便。

  • 汇流排分段开关

若客户的电力装置是由两个或以上的港灯变压器或一万一仟伏电源提供电力,我们建议客户安装汇流排分段开关。如设有此装置,即使任何一个供电点丧失电力供应,电力供应亦能透过其他供电点提供。

保护器件之间的配合

保护器件的不当设定可能导致不必要的电力供应中断。保护器件的设定及匹配必须适当,确保在发生故障时,电力装置中只有必需部份被隔离。我们亦建议客户定期检查及检讨其装置的保护器件之设定值是否正确。

检查及维修客户电力装置

为提高电力装置的可靠程度,客户应为其装置安排定期检查及预防性维修。而供电予重要设施的装置,更应安排较频密的检查及维修。请参考我们的「多层住宅楼宇的公用电力装置维修指引」小册子以获取更多的相关资料。

应付电压骤降

电力调节设备

  • 不间断电力供应系统 (UPS)

能够为重要设施提供全面的供电保障,但价钱较高。

  • 电压稳定器

可以在电源电压的变化高达百份之二十时,将输出的电压维持在正常电压的百份之二以内。此设备亦可防止电压脉冲及其他瞬变电压影响重要设施,但在完全中断电源时则不能提供补足作用。

  • 电压调节/过滤器

可防止电压脉冲影响重要的设施。但与电压稳定器一样,在完全中断电源时不能提供补足作用。

请参考我们的「如何保障重要设施的电力供应」小册子以获取更多的相关资料。

空气调节系统的大型电动机的处理

  • 空气调节系统的大型电动机起动时通常会产生大电流而引致电压骤降。因此,客户应适当地指明在电动机的规格说明书上,确保电动机的起动特性不会干扰同一电力装置上其他的敏感设备。此外,起动电流亦要符合本公司供电则例所订的要求。某些机器设备会对电压骤降十分敏感,令电动机失速及导致控制电路跳闸。为减低所造成的不便,有关机器应在规格上指明需要在电压骤降情况下持续正常运作,而不会产生有害影响。若有一个以上的供电点,客户亦可将电动机及敏感设备的供电线路分别接驳到不同的供电点。
  • 对于现有装置,若确定该机器能承受电压骤降而不会出现有害影响,我们建议客户可在控制屏上加上附有短时间延迟跳离功能的接触器,和/或调校电压保护设定值,防止过敏性跳闸。

高压放电灯(HPDL)的处理

HPDL对电压骤降十分敏感,而且不能在供电电压回复正常后短时间内重新点燃,这可能会导致重要活动的中断及引发安全问题。以下是一些应付此问题的建议:

  • 至于重要的照明设施,客户可选用钨丝灯或萤光管取代HPDL,或以不间断电力供应系统(UPS)为紧急HDPL照明系统供电。
  • 采用稳定电能变压器增强HPDL 对电压骤降的过渡能力。 影片 - 采用稳定电能变压器
  • 采用双管式HPDL,当主管熄灭后能立即点燃副管取代之。 影片 - 采用双管式HPDL
  • 采用热回击式点燃器,在电压骤降过后,能产生高回击电压点燃仍然温热的HPDL。 影片 - 采用热回击式点燃器

应付谐波

非线性负载设备的规格

在产品设计阶段时解决问题,总比往后的补救工作更合乎经济效益。因此,客户应该向设备供应商指明非线性负载设备谐波表现的规格要求,须符合相关的国际标准。尽管达到有关要求在最初可能涉及较高的投资,但谐波干扰可能对业务运作造成不便,况且当考虑到日后的补救工程将涉及更高昂的费用,这些投资绝对是值得的。

隔离谐波来源

客户应将重要及敏感的设备接驳至较「清洁」的线路,尽量与非线性负载设备隔离。

谐波过滤器

谐波过滤器分为被动式及主动式两大类。被动式谐波过滤器只能在特定的工作情况下减低数个频率的谐波。主动式谐波过滤器则较精密,可以在不同的谐波负荷情况下,减低较多个频率的谐波。

责任声明

此网页所提供的资料只属一般指引性质。若有任何疑问,阁下须谘询有关专家或专业工程师的专业意见。任何人士因任何原因根据这些资料的全部或部份内容导致任何损失或破坏,我们概不负责。

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