从世纪大停电探讨如何保证用户用电稳定性？

尽管美国世纪大停电已经过去十几年的时间，但是它带来的灾难时刻警示着人们供电稳定性问题，那这场灾难到底是如何引起的呢?

2003年8月美国东部时间14日下午4时左右，美国东北部和加拿大部分地区发生了大面积停电，这是北美历史上最大规模的断电事故，除了纽约、底特律和克利夫兰等大城市电力全部中断外，断电的还有新泽西、俄亥俄、密歇根、康涅狄格、宾夕法尼亚、佛蒙特、马萨诸塞等州和加拿大首都渥太华、第一大城市多伦多、西部城市温莎和安大略省北部地区的诺斯贝市。

图1停电范围

随后，美国关闭了位于纽约等四个州境内的九座核电站。约5000万人的生活用电受到严重影响，经济损失严重。美国估计损失可达300亿美元，加拿大估计安大略省损失为50亿美元。此次停电事故给当地交通、通信和居民的生活造成了严重的影响。

图2大停电导致交通瘫痪

在这次停电期间，电力公司对尽快恢复供电做出了很大努力。政府也要求民众予以配合，号召民众尽量少开空调、洗衣机和电视，尽可能避开高峰时间做饭。电力公司在恢复供电期间采取轮流停电的方式以尽可能减少对公众生活的影响。经过29个小时，到15日美国东部时间21：03，纽约市的电力供应全面恢复。但直到21日加拿大安大略省的电力供应还未彻底恢复稳定。

图3美国帝国大厦在停电期间

9月12日，由美国和加拿大专家组成的联合调查小组，对不久前北美发生的大停电原因作出初步调查报告，调查显示，天气炎热负荷激增，线路重载跳闸后造成某地区电压进一步降低并引起一连串故障，是停电的客观原因之一，而一座发电厂因受雷击发生火灾则被认为是停电的直接原因。

图4雷击现场

此次大停电由于影响大，经济损失严重，被称为“世纪大停电”。其实最终导致灾难的原因无非是外部影响导致供电质量不符合标准。

衡量供电质量的四项重要的指标主要指电压、频率、波形和供电的可靠性。

图5供电质量现场数据测试

从另一个角度说，电能质量直接关系到电力系统的供电安全和供电质量，电能质量是对优质供电进行评价的重要方面。

那么影响电能质量的因素的主要方面有那几个呢，一般来说是包括以下三个方面：

l电力设备及装置的自动保护及正常运行的因素，如大型电力设备的启动和停运、自动开关的跳闸及重合等对电能质量的影响，使额定电压暂时降低、产生波动与闪变。

图6电气开关设备

l自然现象的因素：雷击、风暴、风雪等对电能质量的影响，使电网发生事故，造成供电可靠性降低。

图7大雪致使输电网络结冰停运

l电力用户的非线性负荷、冲击性负荷等大量投运的因素，如炼钢电弧炉、电气化机车运行等对电能质量的影响，使共用电网产生大量的谐波干扰、产生电压扰动、产生电压波动与闪变等。

图8电气化铁路引发电网波动

炎热夏季已经到来，持续的高温天气，居民生活、办公营业用电量剧增，超负荷用电造成的故障频频发生。

图9 2016年6月份用电量统计

为了防止“世纪大停电”这类大事故的发生，我们不仅要加快电网建设、完善电网结构，也要实时监测电网中的电能质量问题，使得我们的电网能实时发现电能质量问题并解决。

致远电子E8000在线式电能质量监测装置是经过致远电子工程师前期产品的技术积累开发而来，通过了开普实验室型式试验认证和IEC61850 规约一致性实验认证，精度完全符合IEC61000-4-30A 级标准。目前已通过广东、广西、云南、浙江等地电科院的入网检测，广泛应用于全国各地各级变电站、高耗能企业对现场电能质量的监测与分析。

图10 E8300在线式多回路电能质量监测装置

常用功能：

l原始波形显示与测量

监测被测信号50 次谐波分量，包括1~50 各次谐波畸变率、总谐波畸变率、谐波相角、间谐波，满足国标GB/T 14549 和IEC 61000-4-7 对公用电网谐波的测试要求。

l闪变分析

公共供电点电压因冲击性功率负荷(如炼钢电弧炉，电弧焊机等)引起的电压快速变化而导致的闪变效应。E8000系列电能质量在线监测装置具有电压闪变监测功能，符合GB/T 12326-2008标准。

l电压波动与故障录波

E8000电能质量在线监测装置能捕捉所有电压电流通道的波形，分析干扰源。谐波分量超标、畸变率超标、电压有效值超标、短路故障等均可启动电压波形与故障录波记录，从而捕捉电压波形细微的变化。

l电力系统频率波动监测及记录

E8000电能质量在线监测装置频率测量精度为0.001Hz，频率范围从42.5Hz 连续到57.5Hz，在线监测电力系统频率，频率越限可及时报警及记录。