電能質(zhì)量問題的定義

電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量、用電質(zhì)量。IEEE第22標(biāo)準(zhǔn)委員會定義了如下相關(guān)電能質(zhì)量問題：

電壓跌落：電壓或電流的有效值減少到額定值的0.1-0.9，持續(xù)時間為0.5個周期至1分鐘，系統(tǒng)頻率仍為標(biāo)稱值。

電壓中斷：在一定的時間范圍內(nèi)線路單相或多相失去電壓(低于額定值的0.1)。 按持續(xù)時間長短，分為瞬時斷電(0.5周期至3秒)、暫時斷電(3秒至60秒)和持續(xù)斷電(大于60秒)。

諧波和間諧波：頻率為電源基波頻率整數(shù)倍的正弦電壓或電流稱為諧波，含有基波非整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流則為間諧波。諧波是電力系統(tǒng)和電力負(fù)荷設(shè)備的非線性特性造成的。問諧波主要是由感應(yīng)電機(jī)、靜止變頻器、周波變頻器和電弧設(shè)備產(chǎn)生的。間諧波會使照明裝置引發(fā)視覺閃變。

電壓波動(閃變)：電壓波動是電壓幅值在正常的變化范圍內(nèi)(額定值的 90%-110%)有規(guī)律或隨機(jī)的變化，電壓波動會產(chǎn)生6—14Hz左右的照明閃爍，此種現(xiàn)象稱為閃變。電壓波動和閃變主要由工業(yè)負(fù)荷造成的，如電焊接機(jī)、軋鋼廠以及電弧爐等。閃變是人們對照明波動的主觀感受，是衡量電壓波動時對用電設(shè)備的影響的一個重要而有效的指標(biāo)。

除此之外，還有其余的電能質(zhì)量問題，比如電壓不對稱，三相不平衡，過電壓、欠電壓等。

電能質(zhì)量問題的危害

電能質(zhì)量的下降不僅會影響供電系統(tǒng)的正常安全供電，同時也會給用電系統(tǒng)帶來各種各樣的危害，直接影響著人身安全和經(jīng)濟(jì)效率，因此電能質(zhì)量問題有著較嚴(yán)重的后果，具體表現(xiàn)在：

(1)電壓的波動和閃變

會造成用電設(shè)備工作不穩(wěn)定，由于電壓發(fā)生波動，使電壓幅值超出容許范圍。另外由于電弧爐煉鋼運(yùn)行時造成的電壓波動，將會使旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生附加損耗，會降低電機(jī)的工作效率和壽命。

(2)電壓的短時中斷

典型的瞬態(tài)電壓偏差，通常是由于雷電、強(qiáng)風(fēng)等外界環(huán)境影響引起的，也有可能是內(nèi)部設(shè)備或控制裝置誤動作?；谟?jì)算機(jī)、微處理器控制的各種精密儀器和設(shè)備的大量使用，對供電質(zhì)量的敏感程度不斷增加。IBM公司的市場調(diào)查表明，48.5%的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)丟失是由于電能質(zhì)量引起的。

(3)諧波的危害

1.諧波增加了公用電網(wǎng)的附加輸電損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的使用效率;

2.諧波會使電氣儀表的測量結(jié)果不正確;

3.諧波會影響甚至嚴(yán)重影響用電設(shè)備的正常工作，比如諧波對電機(jī)產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致不希望的機(jī)械震動、噪聲，還會引入附加銅損、鐵損，以及過電壓，導(dǎo)致局部過熱，絕緣老化，縮短設(shè)備使用壽命;

4.諧波會導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動裝置等保護(hù)設(shè)備的誤動作;

5.諧波會對鄰近的通信系統(tǒng)造成明顯的干擾，降低通信質(zhì)量。當(dāng)諧波頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等時，會產(chǎn)生并聯(lián)諧振，使諧波放大幾倍，甚至幾十倍。

有源濾波器(APF)用于消除諧波

(4)無功功率

無功功率主要是降低了發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備的使用效率，增加了設(shè)備的容量，同時設(shè)備及線路損耗也會增加。無功功率還會使線路和變壓器的電壓降增大。如果是沖擊性無功負(fù)載，還會使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生劇烈波動，嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。典型的現(xiàn)象有時鐘自動復(fù)位，計(jì)算機(jī)死機(jī)，可編程控制器工作異常，通信系統(tǒng)工作不正常，中線過熱電容器，過熱損壞電機(jī)，損耗增大出力降低，儀表計(jì)量不準(zhǔn)，繼電保護(hù)和自動裝置誤動作，設(shè)備絕緣老化，加速線損和變壓器損耗。

智能電容器用于無功補(bǔ)償

(5)三相不平衡

1.使旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生附加發(fā)熱和振動，對安全運(yùn)行和正常出力有很大的影響：

2.使半導(dǎo)體變流設(shè)備產(chǎn)生附加的諧波電流(非特征諧波);

3.引起以負(fù)序分量為啟動組件的多種保護(hù)發(fā)生誤動作(特別是當(dāng)電網(wǎng)中同時存在諧波時)，會對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重威脅;

4.在低壓配電線路中，會影響計(jì)算機(jī)正常工作，引起照明電燈壽命縮短(電壓過高)或照度不足(電壓過低)以及電視機(jī)的損壞等;

5.三相不平衡同樣會使電網(wǎng)損耗增加;對于通信設(shè)備，會增大對其的干擾，影響正常通信質(zhì)量。