電力系統(tǒng)中理想的電能波形應(yīng)是完美對(duì)稱的正弦波。
電能作為一種商品，其品質(zhì)必須滿足電力用戶的基本需求，從一般商品意義上來講，他的性能和技術(shù)指 標(biāo)應(yīng)包括：電壓及其偏差、頻率及其偏差、電流等的；而作為發(fā)輸供配用同時(shí)發(fā)生的特殊商品，其品質(zhì) 好壞需要發(fā)電方、電網(wǎng)運(yùn)營方、設(shè)備制造方和經(jīng)銷方、用電方甚至包括電力監(jiān)管部門和相關(guān)機(jī)構(gòu)，通過 充分協(xié)商，對(duì)電能質(zhì)量的某些特殊性能和技術(shù)參數(shù)指標(biāo)的確定達(dá)成共識(shí)。例如：諧波與間諧波、三相不 平衡、波動(dòng)與閃變、電壓暫降等。
諧波與間諧波
諧波源設(shè)備
產(chǎn)生諧波電流的非線性用電設(shè)備非常廣泛， 如： EAF爐、 LF爐、 變頻調(diào)速器、 直流調(diào)速系統(tǒng)、 整流設(shè)備、 中高頻感應(yīng)加熱設(shè)備、 焊接設(shè)備、 城市軌道交通、 不間斷電源、 LED燈等， 工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電 流，注入供電系統(tǒng)，進(jìn)而影響同母線下所有用電用戶。
諧波的危害
- 對(duì)電力變壓器的危害:異常噪聲、異常溫升、銅損鐵損增大等。
- 對(duì)電力電纜的危害：加速絕緣老化，引起短路故障、長(zhǎng)距離供電存在諧振的可能性。
- 對(duì)用電設(shè)備的危害：異常溫升、異常噪聲、影響電力監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性、干擾弱電控制系統(tǒng)、引起控制電源故 障、繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作、引起機(jī)電共振等問題。
- 供電電壓三相不平衡
- 理想的三相交流電力系統(tǒng)
- 三相電壓為同一幅值，相角差角位120°
- 電壓不平衡的定義（IEC 61000-4-30-3.25）
- 三相系統(tǒng)中，線電壓的基波有效值互不相等；或線電壓之間的相角互不相等 三相電壓不平衡產(chǎn)生的原因
- 造成三項(xiàng)不平衡的原因主要為，單相負(fù)載
- 單相大容量負(fù)荷，主要為電弧爐、電焊機(jī)、電氣化鐵路、農(nóng)網(wǎng)臺(tái)區(qū)用戶等。 在系統(tǒng)中容量與電氣位置分布不合理等
- 三相不平衡的危害
- 供電電壓不平衡將使電器設(shè)備熱損耗增加、發(fā)生震動(dòng)。
- 保護(hù)、控制設(shè)備可能受到干擾，導(dǎo)致運(yùn)行不穩(wěn)定，誤動(dòng)作等。
電壓暫降的定義：
供電電壓幅值：突然降低到標(biāo)稱電壓的90%-1%之間，然后在很短的時(shí)間內(nèi)回復(fù)正常
電壓暫降的持續(xù)時(shí)間：通常在10ms-1min之間
電壓暫降產(chǎn)生的原因
大容量負(fù)載突然啟動(dòng)、大容量負(fù)載突增、供電網(wǎng)絡(luò)短時(shí)切換、雷雨天氣等
電壓暫降的危害：對(duì)供電電壓質(zhì)量較為敏感的設(shè)備出現(xiàn)故障，停止生產(chǎn)，且大多為隨機(jī)事件，無法進(jìn)行預(yù)測(cè)。
例如：國內(nèi)某電力電子生產(chǎn)廠家，其高精度生產(chǎn)、控制設(shè)備對(duì)供電電壓非常敏感，且通過監(jiān)測(cè)該地區(qū)電壓 暫降事件每年發(fā)生10次以內(nèi)，該廠家在治理前因電壓暫降事件導(dǎo)致生產(chǎn)中斷達(dá)3次，每次經(jīng)濟(jì)損失在100萬 美元至500萬美元不等。
當(dāng)正弦波電壓施加在非線性負(fù)載上，電流就變成了非正弦波，非正弦波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓 降，會(huì)使電壓波形也變?yōu)榉钦也?。?duì)非正弦波作傅立葉級(jí)數(shù)分解，其中頻率與工頻相同的分量稱 為基波，頻率大于工頻的分量稱為諧波。
如今廣泛使用的負(fù)載大部分為非線性負(fù)載，如整流器、變頻器、UPS、電梯、空調(diào)、節(jié)能燈、復(fù)印 機(jī)、家用電器等。這些非線性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生大量諧波電流并注入電網(wǎng)中，使電壓波形產(chǎn)生畸變。這種 電壓諧波污染會(huì)對(duì)電網(wǎng)和所有后端用戶產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。另外，沖擊性、波動(dòng)性負(fù)載，比如:電弧 爐、焊接設(shè)備等,在運(yùn)行中不僅會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波，而且會(huì)造成供電電網(wǎng)電壓波動(dòng)、閃變、三 相不平衡以及電壓暫降等電能質(zhì)量問題，危害電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
電力電能質(zhì)量異常會(huì)產(chǎn)生如下危害：
1、引起串聯(lián)諧振及并聯(lián)諧振，放大諧波，造成危險(xiǎn)的過電壓或過電流；
2、產(chǎn)生諧波損耗，使發(fā)、變電和用電設(shè)備效率降低；
3、加速電氣設(shè)備絕緣老化，使其容易擊穿，從而縮短它們的使用壽命；
4、使設(shè)備（如電機(jī)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表、電力電子器件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、精密儀器等）運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；虿荒苷_操作；
5、干擾通訊系統(tǒng)，降低信號(hào)的傳輸質(zhì)量，破壞信號(hào)的正確傳遞，甚至損壞通信設(shè)備。
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