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電能質量

電能質量

港燈承諾提供充足及可靠的電力供應,以支持香港商業的發展。隨著愈來愈多敏感儀器及電子產品被廣泛應用,客戶對電力供應的電能質量也愈來愈關注。

電能質量是甚麼?電能質量涉及所供應之電力的電壓、電流、頻率與運作中電力設備之間的兼容性。當發生電力干擾時,若有關設備並未附有適當設計以適應此等供電情況,該設備便可能不能如常運作。

以下的資料可幫助你了解更多關於電能質量的資料,以及保障閣下重要設施之電力供應的方法。

常見的電能質量問題

一般而言,較常見的電能質量問題包括電力中斷、電壓驟降及諧波。讓我們進一步了解這些電能質量問題及詳述它們根據歐洲標準EN50160的有關定義。

電力中斷

電力中斷是指於供電點的電壓下降至低於規限供電電壓的百份之一的情況。

可能造成的影響:

  • 系統中斷
  • 電腦或控制器的記憶喪失
  • 產品在生產過程中損失
  • 重要裝置因沒有供電而失效,並引起安全及保安問題

電壓驟降

電壓驟降是指電壓於瞬間下降至規限供電電壓的百分之九十至百分之一之間,並隨即在短時間內回復正常。電壓驟降可能維持在百分一秒至一分鐘之間。以港燈而言,電壓驟降情況通常只維持少於一秒。

可能造成的影響:

  • 電子記憶喪失
  • 造成資料錯誤
  • 設備停止運作
  • 燈光閃動
  • 電動機失速或停止運作

諧波

諧波電壓是指一個高於供電頻率的正弦波電壓,而其頻率相等於供電電壓頻率(即50赫茲)的整數倍數。供電電壓中的諧波主要由客戶接駁於供電系統中的非線性負載裝備產生,諧波電流流經系統線路的阻抗,因而產生相應的諧波電壓。

可能造成的影響:

  • 電動機及變壓器過熱
  • 電力電線過熱
  • 減低電力電線及裝置的額定值
  • 減弱電動機的表現
  • 保護裝置如斷路器、繼電器及熔絲等不適當地操作
  • 干擾通訊設備
  • 敏感電子儀器如電動機控制線路不能正常運作

電能質量問題的一般成因

港燈致力提供非常可靠的電力供應予客戶,其承諾的電力供應可靠程度超過99.998%。然而,公共電力供應系統易於受外來干擾影響。我們盡力確保電力供應的可靠性及優質的電能質量,可是電能質量問題仍會因不同的成因而偶有發生。

此外,在共用同一公用電力裝置及同一電源的客戶之間,客戶可能會受其他客戶的負載情況、設備/裝置的故障或缺點而影響。換言之,電能質量問題其實亦可源自客戶裝置部份。

讓我們進一步了解電能質量問題的一般成因。

電力供應部份

電力中斷

最常見的電力中斷成因,是第三者在掘路工程中破壞地底供電電纜,或受到的干擾而引起的電纜故障。倚靠這些受破壞的故障供電電纜供電的客戶,電力供應會即時中斷,直至後備電源接駁妥當或故障電纜修妥為止。

若正常的一萬一仟伏供電電纜發生故障或受破壞,我們的系統控制工程師將以遙距方式隔離故障或受破壞的電纜,並透過系統電腦接上後備供電電纜,以回復電力供應,因此,電力中斷通常只會持續數分鐘。但是,在特別情況下,例如當多條電纜在同一時間發生故障,變壓器或開關設備故障等,便可能會發生長時間的電力中斷。

至於低壓供電網絡的故障,因需要在現場隔離故障部份並接駁後備供電電源,故此,回復電力供應的時間可能會較長。「電力中斷後平均恢復電力時間」可參考我們的 「優質服務標準」。

除了供電電纜的故障及受破壞之外,電力中斷也可能由供電系統及客戶裝置的設備故障所引起。

電壓驟降

當某供電電纜或供電設備發生故障,電壓驟降便會在受此故障所影響的電力供應系統部份發生,直至保護裝置將故障部份隔離。所以,除了直接由此故障線路供電的客戶會受電力中斷影響外,其他客戶也可能感受到電壓驟降。

由一萬一仟伏的故障所引致的電壓驟降只局限於某地區,但輸電系統所引致的電壓驟降則會影響廣大的地域範圍及更多客戶。

此外,因為我們的供電網絡是與中華電力的供電網絡聯網,而中華電力的供電網絡也與中國內地的供電網絡聯網,所以,若香港島以外的輸電網絡發生故障,港島區的客戶也可能感受到電壓驟降。

諧波

諧波是源自客戶裝置的非線性負載設備所產生。

客戶裝置部份

電力中斷

客戶的電力裝置通常以放射式網絡接駁。若客戶的電力裝置發生故障,保護裝置即啟動並將之隔離。連接於此保護裝置以下的電力裝置便會發生電力中斷。客戶的電力裝置引致電力中斷的常見成因包括:

  • 負荷過重,三相負荷不平衡及設備額定值低於最大負荷
  • 接駁不善
  • 缺乏維修而引起電線絕緣老化及開關設備故障
  • 電器產品故障
  • 不妥善設定保護裝置

電壓驟降

電壓驟降有可能由客戶的電力裝置引起,例如:

  • 冷凍及空氣調節系統之大型電動機所產生的過大起動電流
  • 在保護裝置將故障部份隔離之前,大故障電流引致鄰近線路發生電壓驟降

諧波

諧波是由任何產生與供電電壓不合比例電流的設備引起。換言之,諧波是由非線性負載設備產生,導致非正弦波的電流。諧波電流流經電力系統的阻抗時,產生諧波電壓。因此,諧波電流及諧波電壓會隨著時間而改變。這些非線性負載設備包括但不限於以下的設備:

  • 螢光管
  • 電子設備(例如影印機及傳真機)
  • 電動機的電子控制線路
  • 電池充電器

減輕電能質量問題的方法

電能質量問題有機會源自電力供應部份或客戶裝置部份兩方面,所以要達至高水平的電能質量,雙方面的努力皆是必需的。

港燈在保障電能質量方面所作出的努力

港燈承諾提供優質電能質量及可靠的電力供應予我們的客戶。大部份的電力中斷和電壓驟降事故是由第三者的掘地工程所產生。故此,我們認定避免電纜受破壞是改善電能質量的重要部份。以下簡介一些港燈在避免電纜受破壞上採取的措施和在保障電能質量方面所提供的服務:

與掘路工程承辦商保持聯繫

為了避免發生供電電纜受破壞事故,港燈為承辦商籌辦了多次教育講座,並在承辦商掘路工程開始前,為他們提供相關的地底電纜地圖記錄以供參考。港燈的工程師亦定期與主要承辦商舉行會議以避免發生破壞電纜事件。

加強執法管制

政府已通過「供電電纜(保護)條例」,此條例監管所有在供電電纜範圍附近進行的工程,確保承辦商已採取一切合理措施以防止因該等工程造成電力供應中斷。

電能質量中心

為使客戶能更了解電能質量的現象及怎様保護重要設施的電力供應,港燈已於電燈中心M字樓設立了一所電能質量中心。我們以互動方式去推廣電能質量概念,在中心內配備了電壓驟降產生器及各種示範裝置以展示電壓驟降的起因和影響,以及介紹各種設備對電壓驟降及電力中斷的紓解措施。本公司亦提供有關電能質量的技術諮詢服務及小冊子。我們並可為客戶安排參觀此電能質量中心。歡迎客戶致電 2887 3455 與本公司工程師聯絡以便獲得更詳細資料。

如在香港以外地方致電或傳真,請加地區號碼「852」。

為客戶提供有關電能質量的服務

港燈會按客戶的要求,向客戶提供有關電能質量範疇內的技術性資料。我們亦可為客戶安排實地檢查,確認和找出可能發生的電能質量問題的種類及成因。

客戶可以怎樣保障重要設施的電力供應

港燈一直持續檢討及提升供電系統的可靠性。但要達致有效防範電能質量問題,與客戶的緊密合作是不可缺少的。如欲索取更多有關這方面的資料,可參考我們的「接駁電力供應指南」及「如何保障重要設施的電力供應」小冊子。

以下是一些建議客戶採取的有效措施,以減輕電能質量問題所帶來的影響:

應付電力中斷

後備供電系統

  • 不間斷電力供應系統 (UPS)。UPS分為靜態型及旋轉型兩種。

靜態型UPS系統

靜態型UPS系統包括一套整流器/電池充電器、一套蓄電池、一套變換器及一套系統控制器。當操作正常時,整流器/電池充電器將輸入的交流電(AC)變為直流電(DC)並供予變換器及保持電池在完全充電的狀態。變換器將直流電(DC)變為經過調節及淨化的交流電(AC)供緊急設備使用。電力變換過程將緊急設備與供電網內的失調現象隔離,若電源發生故障,變換器將會由蓄電池提取電力。當電力供應回復正常時,整流器將會自動恢復其充電過程。

旋轉型UPS系統

旋轉型UPS系統包括有一套靜態型UPS系統及一部電動機/發電機。操作正常時,電力由電源流入靜態型UPS系統,然後再推動電動機/發電機。發電機將機械動力變回淨化的交流電(AC)供予緊急設備。旋轉型UPS系統除能提供靜態型UPS系統所能供應的淨化及無間斷的電力外,更具有電動機/發電機特有的功能,把輸入電源與緊急設備之電力絕對隔離。

  • 自動後備供電系統 (ABS)

倘若設備能夠承受在電力故障後稍遲片刻才恢復電力供應,採用自動轉換器接駁後備發電機或其他電源亦是一個有效的解決辦法。對於必須要有不間斷供電的設備,我們建議客戶為其安裝UPS加上ABS以防止及減低因電壓波動、電力供應中斷或故障所造成之直接或間接之任何損壞、損失或不便。

  • 匯流排分段開關

若客戶的電力裝置是由兩個或以上的港燈變壓器或一萬一仟伏電源提供電力,我們建議客戶安裝匯流排分段開關。如設有此裝置,即使任何一個供電點喪失電力供應,電力供應亦能透過其他供電點提供。

保護器件之間的配合

保護器件的不當設定可能導致不必要的電力供應中斷。保護器件的設定及匹配必須適當,確保在發生故障時,電力裝置中只有必需部份被隔離。我們亦建議客戶定期檢查及檢討其裝置的保護器件之設定值是否正確。

檢查及維修客戶電力裝置

為提高電力裝置的可靠程度,客戶應為其裝置安排定期檢查及預防性維修。而供電予重要設施的裝置,更應安排較頻密的檢查及維修。請參考我們的「多層住宅樓宇的公用電力裝置維修指引」小冊子以獲取更多的相關資料。

應付電壓驟降

電力調節設備

  • 不間斷電力供應系統 (UPS)

能夠為重要設施提供全面的供電保障,但價錢較高。

  • 電壓穩定器

可以在電源電壓的變化高達百份之二十時,將輸出的電壓維持在正常電壓的百份之二以內。此設備亦可防止電壓脈沖及其他瞬變電壓影響重要設施,但在完全中斷電源時則不能提供補足作用。

  • 電壓調節/過濾器

可防止電壓脈沖影響重要的設施。但與電壓穩定器一樣,在完全中斷電源時不能提供補足作用。

請參考我們的「如何保障重要設施的電力供應」小冊子以獲取更多的相關資料。

空氣調節系統的大型電動機的處理

  • 空氣調節系統的大型電動機起動時通常會產生大電流而引致電壓驟降。因此,客戶應適當地指明在電動機的規格說明書上,確保電動機的起動特性不會干擾同一電力裝置上其他的敏感設備。此外,起動電流亦要符合本公司供電則例所訂的要求。某些機器設備會對電壓驟降十分敏感,令電動機失速及導致控制電路跳閘。為減低所造成的不便,有關機器應在規格上指明需要在電壓驟降情況下持續正常運作,而不會產生有害影響。若有一個以上的供電點,客戶亦可將電動機及敏感設備的供電線路分別接駁到不同的供電點。
  • 對於現有裝置,若確定該機器能承受電壓驟降而不會出現有害影響,我們建議客戶可在控制屏上加上附有短時間延遲跳離功能的接觸器,和/或調校電壓保護設定值,防止過敏性跳閘。

高壓放電燈(HPDL)的處理

HPDL對電壓驟降十分敏感,而且不能在供電電壓回復正常後短時間內重新點燃,這可能會導致重要活動的中斷及引發安全問題。以下是一些應付此問題的建議:

  • 至於重要的照明設施,客戶可選用鎢絲燈或螢光管取代HPDL,或以不間斷電力供應系統(UPS)為緊急HDPL照明系統供電。
  • 採用穩定電能變壓器增強HPDL 對電壓驟降的過渡能力。 影片 - 採用穩定電能變壓器
  • 採用雙管式HPDL,當主管熄滅後能立即點燃副管取代之。 影片 - 採用雙管式HPDL
  • 採用熱回擊式點燃器,在電壓驟降過後,能產生高回擊電壓點燃仍然溫熱的HPDL。 影片 - 採用熱回擊式點燃器

應付諧波

非線性負載設備的規格

在產品設計階段時解決問題,總比往後的補救工作更合乎經濟效益。因此,客戶應該向設備供應商指明非線性負載設備諧波表現的規格要求,須符合相關的國際標準。儘管達到有關要求在最初可能涉及較高的投資,但諧波干擾可能對業務運作造成不便,況且當考慮到日後的補救工程將涉及更高昂的費用,這些投資絕對是值得的。

隔離諧波來源

客戶應將重要及敏感的設備接駁至較「清潔」的線路,盡量與非線性負載設備隔離。

諧波過濾器

諧波過濾器分為被動式及主動式兩大類。被動式諧波過濾器只能在特定的工作情況下減低數個頻率的諧波。主動式諧波過濾器則較精密,可以在不同的諧波負荷情況下,減低較多個頻率的諧波。

責任聲明

此網頁所提供的資料只屬一般指引性質。若有任何疑問,閣下須諮詢有關專家或專業工程師的專業意見。任何人士因任何原因根據這些資料的全部或部份內容導致任何損失或破壞,我們概不負責。

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