工業(yè)電能質(zhì)量關(guān)心的主要問題

1、工業(yè)電能質(zhì)量關(guān)心的主要問題電能質(zhì)量關(guān)心：電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量、用電質(zhì)量一、工業(yè)電能質(zhì)量主要問題有四類:1） 諧波電壓和諧波電流諧波電壓和電流表現(xiàn)為電壓、電流波形不再是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，而是發(fā)生了畸變。諧波電壓是導(dǎo)致工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備誤動(dòng)作的主要原因之一，諧波電流是導(dǎo)致變壓器過熱、電纜過熱，無功補(bǔ)償柜故障、跳閘等故障現(xiàn)象的主要原因。2） 浪涌電壓浪涌電壓(又稱為瞬態(tài)電壓)是一種隨機(jī)出現(xiàn)，持續(xù)時(shí)間很短(數(shù)十s)，幅度很高的電壓。浪涌電壓的危害是損壞設(shè)備硬件，縮短設(shè)備壽命，造成數(shù)據(jù)丟失，導(dǎo)致自動(dòng)控制設(shè)備誤動(dòng)作。3） 電壓驟降電壓驟降指電壓有效值的幅度短時(shí)間(60個(gè)周期以下)的降低，降低的幅度會(huì)達(dá)到9

2、0%。電壓驟降是導(dǎo)致自動(dòng)控制設(shè)備誤動(dòng)作的主要原因之一。4） 射頻干擾射頻干擾是指頻率在100kHZ以上的電壓和電流，或者電磁場(chǎng)。射頻干擾是導(dǎo)致儀表精度下降、視頻信號(hào)質(zhì)量下降、自動(dòng)控制設(shè)備誤動(dòng)作的主要原因之一。而從技術(shù)上看，影響電能質(zhì)量的因素主要有三方面1） 自然現(xiàn)象包括雷擊線路等；2） 電力設(shè)備及裝置的正常使用和自動(dòng)保護(hù)包括電容器正常投運(yùn)、系統(tǒng)接線等；3） 用戶終端的非線性負(fù)荷，沖擊負(fù)荷的大量使用包括民用設(shè)備、工業(yè)負(fù)荷等4） 電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和用電設(shè)備是按照在額定電壓下運(yùn)行的條件設(shè)計(jì)和制造的因此當(dāng)電壓高于額定值時(shí)，電氣設(shè)備和用電設(shè)備的絕緣受到威脅，影響使用壽命；當(dāng)電壓低于額定值時(shí)，電氣設(shè)備

3、和用電設(shè)備的性能必然受到影響：A、對(duì)照明設(shè)備產(chǎn)生影響。常用的白熾燈、熒光燈等照明設(shè)備的發(fā)光效率、光通量都與電壓有關(guān)；B、對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的影響。電網(wǎng)中的交流電動(dòng)機(jī) 90 以上是異步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性對(duì)電壓的變化非常敏感。當(dāng)電壓變化時(shí)，影響異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、定子電流、溫升、效率等。C、對(duì)電力變壓器的影響。低電壓運(yùn)行，在同樣傳輸功率條件下，使變壓器電流增大，增大繞組損耗。 D、對(duì)電力電容器的影響。低電壓運(yùn)行降低電容器向電網(wǎng)提供的無功功率。E、對(duì)家用電器的影響。影響電熱裝置的溫度；影響動(dòng)力裝置的啟動(dòng)、轉(zhuǎn)速、電流等；影響電視機(jī)顯象管的正常工作等。F、對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響。低電壓運(yùn)行增大電網(wǎng)有功功

4、率損耗和無功功率損耗，增大供電成本。對(duì)于工業(yè)企業(yè)來說，80%的電能質(zhì)量由企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)生，比如過長(zhǎng)或尺寸過小的電線、電機(jī)或變壓器過熱、電費(fèi)賬單偏高、燈光忽明忽暗、生產(chǎn)中斷損壞半成品。時(shí)間損失等于收益的損失，良好的電能質(zhì)量，需要頻繁監(jiān)測(cè)：電力波動(dòng)：數(shù)量、持續(xù)時(shí)間電壓瞬降：燈光忽明忽暗、電壓突升：諧波：斷路器、繼電器異常操作電壓不平衡：超過2%會(huì)導(dǎo)致三相電機(jī)過熱，甚至損壞閃變：熒光燈能夠察覺的敏感變化 影響人情緒瞬態(tài)：立即摧毀設(shè)備 雷擊等二、暫態(tài)電能質(zhì)量對(duì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的影響舉例1：通過實(shí)際調(diào)查，浦東新區(qū)上海索廣映像有限公司（生產(chǎn)等離子電視機(jī)）顯像管生產(chǎn)線中PLC的工作電壓要求不低于85%額定電壓、持續(xù)

5、時(shí)間不得超過0.01s；舉例2：英特爾中國有限公司（芯片封裝廠）對(duì)電源提出零停電的電壓要求，工作電壓不低于90%額定電壓持續(xù)時(shí)間不得超過0.01s。非線性負(fù)荷：產(chǎn)生電壓波動(dòng)和諧波；從電網(wǎng)吸收非正弦電流，引起電網(wǎng)電壓畸變，稱為諧波源。電弧和接觸焊設(shè)備、礦熱爐、硅鐵爐、中頻爐等電氣化鐵路、電力機(jī)車：?jiǎn)蜗嘭?fù)載交流電弧爐：三相非對(duì)稱負(fù)載 冶金、化工、礦山：大量使用晶閘管整流電源工業(yè)中大量使用變頻調(diào)速裝置電氣化鐵路：采用交流單相整流供電直流輸電：高壓大容量直流輸電中的換流站家用電器：電視機(jī)、空調(diào)、冰箱、電子節(jié)能燈等造成電能質(zhì)量問題的主要原因：大功率沖擊性負(fù)載：電壓波動(dòng)與閃變、電壓暫降大功率或大量的非線性

6、負(fù)載：諧波、間諧波、電壓缺口大功率的不對(duì)稱負(fù)載：三相電壓不平衡、負(fù)序分量電壓波動(dòng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年亞運(yùn)會(huì)和2001年大運(yùn)會(huì)期間均出現(xiàn)過因供電質(zhì)量問題引起的事故。如亞運(yùn)會(huì)期間，主會(huì)場(chǎng)工人體育館在開幕式前幾分鐘由于建國門地區(qū)10kV配電網(wǎng)故障，致使工人體育館失去的備用電源；網(wǎng)球中心舉行項(xiàng)目開幕式在會(huì)場(chǎng)起立奏國歌時(shí)，由于東郊某站10kV饋出電纜故障，電壓波動(dòng)致使網(wǎng)球中心電壓跌落，造成照明失電十余分鐘（照明燈一般為摘燈，需冷啟動(dòng)），使廠內(nèi)照明減少一辦。2001年大運(yùn)會(huì)期間，光彩體育館、清華大學(xué)游泳館、清華大學(xué)綜合體育館等場(chǎng)館均發(fā)生過因系統(tǒng)電壓波動(dòng)致使場(chǎng)館瞬時(shí)斷電而影響正常比賽的情況。三、

7、電能質(zhì)量現(xiàn)象的產(chǎn)生、危害及改善1）電壓偏差（GB/T 12325-2008）1、 含義供電系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，某一節(jié)點(diǎn)的實(shí)測(cè)電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓之差對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的百分?jǐn)?shù)。U=U為電壓偏差Ure為實(shí)測(cè)電壓UN為標(biāo)稱電壓2、 產(chǎn)生電壓偏差屬于基波無功功率范疇，主要與電能傳輸?shù)膶?dǎo)線線徑、供電距離、潮流分布、調(diào)壓手段、無功補(bǔ)償方式及其容量、負(fù)荷用電特性等因素有關(guān)。不合理的無功功率潮流：某個(gè)負(fù)荷區(qū)域無功功率不平衡意味著將有大量的無功功率流經(jīng)供電線路和變壓器給該區(qū)域的負(fù)荷提供無功功率，由于線路和變壓器中存在阻抗，造成線路和變壓器首末端電壓出現(xiàn)差值。供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不合理：供配電線路輸送距離過長(zhǎng)，輸送容量

8、過大，導(dǎo)線截面過小等因素都會(huì)加大線路的電壓損失，從而增加電壓偏差的幅度。3、 危害電壓偏差過大對(duì)廣大用電設(shè)備以及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生極大的危害。1 對(duì)用電設(shè)備的危害所有的用電設(shè)備都是按照額定電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的。當(dāng)電壓偏離額定電壓較大時(shí)，用電設(shè)備的運(yùn)行性能惡化，很可能會(huì)由于過電壓或過電流而損壞。例如：白熾燈：當(dāng)電壓為額定電壓的95%時(shí)，白熾燈的光通量減少18%；當(dāng)電壓為額定電壓的90%時(shí)，白熾燈的光通量減少30%。發(fā)光不足會(huì)影響人們的視力，降低工作效率。當(dāng)電壓為額定電壓的105%時(shí)，白熾燈的壽命減少30%；當(dāng)電壓為額定電壓的110%時(shí)，白熾燈的壽命減少一半。電爐等電熱設(shè)備：因其發(fā)熱

9、量與電壓的平方成正比，如果電壓偏低，則設(shè)備的發(fā)熱量急劇(平方倍)下降，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。異步電動(dòng)機(jī)：電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓的平方成正比。當(dāng)電壓過低時(shí)，電動(dòng)機(jī)滑差過大，定子電流顯著增加，導(dǎo)致繞組溫度升高，從而加速絕緣老化，縮短電動(dòng)機(jī)壽命，嚴(yán)重時(shí)刻燒毀電動(dòng)機(jī)；當(dāng)電壓過高時(shí)，可能損壞電動(dòng)機(jī)絕緣或由于勵(lì)磁電流過大而過電流，同樣也會(huì)縮短電動(dòng)機(jī)的壽命。家用電器：電壓過低時(shí)，電視機(jī)屏幕顯示不穩(wěn)定，圖像模糊，甚至無法觀看，而電壓過高則大大縮短顯像管的壽命，對(duì)家用電器的使用效率和壽命均產(chǎn)生不良影響。2 對(duì)電網(wǎng)的危害 威脅系統(tǒng)穩(wěn)定：輸電線路的輸送功率受功率穩(wěn)定極限的限制，而線路的靜態(tài)穩(wěn)定功率極限近似于線路的電壓平方成正

10、比。系統(tǒng)運(yùn)行電壓偏低，輸電線路的功率極限大幅度降低，可能產(chǎn)生系統(tǒng)頻率不穩(wěn)定的現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致電力系統(tǒng)頻率崩潰，造成系統(tǒng)解列。系統(tǒng)運(yùn)行電壓過高又可能使系統(tǒng)中各種電器設(shè)備的絕緣受損，使帶鐵芯的設(shè)備飽和，產(chǎn)生諧波，并可能引發(fā)鐵磁諧振，同樣威脅電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。 影響經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電線路和變壓器的電流與運(yùn)行電壓成反比，而輸電線路和變壓器的有功損耗與電流的平方成正比。因此，系統(tǒng)電壓偏低將使電網(wǎng)的有功損耗、無功功率損耗以及電壓損失大大增加；系統(tǒng)電壓偏高，超高壓電網(wǎng)的電暈損耗加大。所有這些都使供電成本增加。4、 改善的措施1、 配置充足的無功功率電源電力系統(tǒng)中的無功功率損耗很大一部分是

11、線路和變壓器中的無功功率損耗。由于高壓線路和變壓器的等值電抗遠(yuǎn)大于等值電阻，變壓器的無功損耗也比有功損耗大得多，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的無功損耗大于有功損耗。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)僅靠發(fā)電機(jī)提供的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)對(duì)無功功率的需要，因此必須裝設(shè)大量的無功補(bǔ)償設(shè)備。無功電源發(fā)出的無功功率大致一半給負(fù)荷，另一半則用于補(bǔ)償線路和變壓器的無功損耗。無功補(bǔ)償設(shè)備的分布應(yīng)兼顧調(diào)壓和減少無功潮流的要求。無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t是盡量做到分區(qū)、分層、分變電所進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)無功功率的就地平衡，并要留有足夠的事故無功功率備用容量。電力系統(tǒng)的無功功率電源有：同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、電容器、電抗器和靜止無功無功補(bǔ)償裝置(SVC)等 2、系

12、統(tǒng)調(diào)壓電壓中樞點(diǎn)：電網(wǎng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，其中的負(fù)荷難以計(jì)數(shù)，無法對(duì)其中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整。通常的做法是選擇一些關(guān)鍵性的母線作為電壓監(jiān)視點(diǎn)，如果將這些母線電壓偏差控制在允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)中其他節(jié)點(diǎn)的電壓及負(fù)荷電壓就能基本滿足要求。這些電壓監(jiān)視點(diǎn)稱為電壓中樞點(diǎn)。對(duì)電力系統(tǒng)電壓偏差的監(jiān)視與調(diào)整就是監(jiān)視與調(diào)整系統(tǒng)的電壓中樞點(diǎn)。一般選擇系統(tǒng)內(nèi)裝機(jī)容量較大的發(fā)電廠高壓母線，容量較大的變電所低壓母線以及有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機(jī)母線。調(diào)整方式：逆調(diào)壓：最大負(fù)荷時(shí)提高中樞點(diǎn)電壓以補(bǔ)償線路上增加的電壓損失，最小負(fù)荷時(shí)降低中樞點(diǎn)電壓以防止受端電壓過高的調(diào)壓方式。適合于出線線路較長(zhǎng)、負(fù)荷變化規(guī)律大致相同，且負(fù)

13、荷波動(dòng)較大的中樞點(diǎn)。順調(diào)壓：最大負(fù)荷時(shí)適當(dāng)降低中樞點(diǎn)的電壓，最小負(fù)荷時(shí)適當(dāng)增大中樞點(diǎn)電壓的調(diào)壓方式。適合于出線線路不長(zhǎng)、負(fù)荷變化不大的中樞點(diǎn)。恒調(diào)壓：無論負(fù)荷如何變動(dòng)，中樞點(diǎn)電壓基本保持不變的電壓調(diào)整方式。調(diào)整手段：a) 用發(fā)電機(jī)調(diào)壓a) 當(dāng)以發(fā)電機(jī)母線作為電壓中樞點(diǎn)時(shí)，在維持發(fā)電機(jī)額定輸出功率的同時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)其自動(dòng)勵(lì)磁裝置時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓在95%105%的額定電壓范圍內(nèi)變動(dòng)。采用逆調(diào)壓。b) 改變變壓器變比調(diào)壓（有載調(diào)壓即可帶負(fù)荷調(diào)壓、無載調(diào)壓即調(diào)壓時(shí)需停電）c) 改變線路參數(shù)調(diào)壓a) 增加線路導(dǎo)線截面積來減小電阻；b) 串聯(lián)電容器：使線路等值電抗減小，降低線路的電壓損失，提高線路末端的

14、電壓。5、 供電電壓偏差的的測(cè)量(GB/T 12325-2008) 測(cè)量?jī)x器的性能：A級(jí)性能用來測(cè)量精確測(cè)量的地方；測(cè)量誤差不超過 可選擇4種不同的時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算，3s、1min、10min、2hB級(jí)性能-用來進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)、排除故障以及其他不需要高精確度測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)合；測(cè)量誤差不超過。時(shí)間長(zhǎng)度為 1min、10min2）電壓波動(dòng)和閃變（GB/T 12326-2008）定義電壓波動(dòng)是生產(chǎn)（或運(yùn)行）過程中從供電網(wǎng)中取用快速變動(dòng)功率的負(fù)荷。閃變是燈光照度不穩(wěn)定造成的視感。由電壓波動(dòng)產(chǎn)生。電壓波動(dòng)定義為：電壓方均根值一系列的變動(dòng)或連續(xù)的改變。電壓波動(dòng)是一系列的電壓變動(dòng)，是電壓變動(dòng)的集合。電壓波動(dòng)一般以其

15、引起的閃變水平進(jìn)行評(píng)估，閃變是在一個(gè)規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)電壓波動(dòng)的頻度、波形形狀、幅度等指標(biāo)引起危害的綜合評(píng)定。電弧爐在運(yùn)行過程中，特別是在熔化期，隨機(jī)且大幅度波動(dòng)的無功功率會(huì)引起供電母線嚴(yán)重的電壓波動(dòng)和閃變。電弧爐在熔化期電極和爐料（或融化后的鋼水）接觸可以有開路和短路兩種極端狀態(tài)，當(dāng)相繼出現(xiàn)這兩種狀態(tài)時(shí)，其最大的無功功率變動(dòng)量就等于短路容量。危害：1） 閃變引起人的視覺不適和疲勞，影響功效；2） 使電視機(jī)畫面變化，垂直和水平幅度振動(dòng)；3） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻，影響電機(jī)的壽命和產(chǎn)品質(zhì)量；4） 電子儀器、電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制設(shè)備等工作不正常；5） 影響對(duì)電壓波動(dòng)敏感的工藝或試驗(yàn)結(jié)果，如實(shí)驗(yàn)室示波器波

16、形跳動(dòng)、大功率穩(wěn)流管的電流不穩(wěn)定，導(dǎo)致試驗(yàn)無法進(jìn)行。95%概率值：電能質(zhì)量的現(xiàn)象，在空間上和時(shí)間上都出力動(dòng)態(tài)變化之中，從整體上表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)的特性，因此標(biāo)準(zhǔn)用95%概率大值作為衡量值。抑制電壓波動(dòng)的措施：1） 合理選擇變壓器的分接頭以保證用電設(shè)備的電壓水平；2） 設(shè)置電容器進(jìn)行人工補(bǔ)償。并聯(lián)電容器：改變網(wǎng)絡(luò)中的無功分配，從而抑制電壓的波動(dòng)、提高用戶的功率因數(shù)、改善電能的質(zhì)量。串聯(lián)電容器：改變線路參數(shù)，從而減少線路電壓的損失、提高線路末端電壓并減少電能損耗。3） 線路出口加裝限流電抗器。在發(fā)電廠10kV電纜出線和大容量變電所線路出口加裝限流電抗器，以增加線路的短路阻抗，限制線路故障時(shí)的短路電流，減小

17、電壓的波及范圍，提高變電所35kV母線遭短路時(shí)的電壓。4） 采用電抗值最小的高低壓配電線路方案。電纜線路（0.08/km）比架空線路（0.4/km）電抗要低，因此在同樣長(zhǎng)度的電纜線路上和架空線路上，電纜線路引起的電壓波動(dòng)要小。因此，應(yīng)盡量?jī)?yōu)先采用電纜線路供電。5） 配電變壓器并列運(yùn)行。變壓器并列運(yùn)行時(shí)減少變壓器阻抗的唯一方法。6） 大型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)帶電容補(bǔ)償。目的是為了對(duì)大型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行個(gè)別補(bǔ)償。在線路結(jié)構(gòu)上使電動(dòng)機(jī)和電容器同時(shí)投入運(yùn)行，使其一開始就有良好的功率因素，并在整個(gè)負(fù)荷范圍內(nèi)都保持良好功率因素，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)起到很好的穩(wěn)定作用。7） 采用電力穩(wěn)壓器穩(wěn)壓。主要用于低壓供電系統(tǒng)，

18、能在配電網(wǎng)絡(luò)的供電電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)自動(dòng)保持輸出電壓的穩(wěn)定，確保用電設(shè)備的正常運(yùn)行。國標(biāo)（GB/T 12326-2008）電壓波動(dòng)和閃變的限值見表。3）三相電壓允許不平衡度（GB/T 15543-2008）1. 定義：電量的負(fù)序分量方均根值與正序分量均方根值之比為該電量的不對(duì)稱度或不平衡度。2. 起因：1）供電環(huán)節(jié)元件三相參數(shù)的不對(duì)稱性三相元件：主要包括發(fā)電機(jī)、變壓器、線路（包括架空線路和電力電纜）等。由于三相發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備在制造時(shí)可以保證其正常運(yùn)行時(shí)的良好對(duì)稱性，因此供電環(huán)節(jié)元件參數(shù)的不對(duì)稱常常是由于線路的不平衡引起的。 三相架空線路由于架設(shè)時(shí)三相導(dǎo)線的排列方式不能完全保證相間、

19、相與大地之間的相對(duì)位置關(guān)系保持完全對(duì)稱，因而使得三相線路的等值參數(shù)（主要是三相電抗）出現(xiàn)不對(duì)稱。2）用電環(huán)節(jié)元件的三相不對(duì)稱用電環(huán)節(jié)元件的三相不對(duì)稱是由三相負(fù)荷不對(duì)稱所引起的，也是電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下出現(xiàn)三相不平衡的最主要因數(shù)。原因主要是單相大容量負(fù)荷在三相系統(tǒng)中的容量和電氣位置分布不合理。其中電氣化鐵路（單相供電）、交流電弧爐是兩個(gè)重要的干擾性負(fù)荷。 3）不對(duì)稱的故障 不對(duì)稱故障包括不對(duì)稱短路故障（單相接地短路、兩相接地短路或兩相相間短路）和非全相運(yùn)行工況(如單相斷線、兩相斷線)。3. 危害：1 同步發(fā)電機(jī)：產(chǎn)生負(fù)序電流，增加轉(zhuǎn)子損耗，造成轉(zhuǎn)子溫升提高；產(chǎn)生二倍交變電磁力矩，引起轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸

20、以及定子機(jī)座的二倍頻震動(dòng)。2 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：產(chǎn)生負(fù)序電流，引起電機(jī)震動(dòng)，并使電動(dòng)機(jī)過熱導(dǎo)致絕緣老化過程加快。3 變壓器：變壓器處于不平衡負(fù)載下運(yùn)行時(shí)（如變壓器供給照明負(fù)荷、電焊負(fù)荷等單相負(fù)荷），如果控制最大相電流為額定值，則其余兩相就不能滿載。因?yàn)樽儔浩魅萘康貌坏匠浞掷?。反之，如仍維持額定容量，就會(huì)造成局部過熱。另外還會(huì)由于磁路不平衡、大量漏磁通經(jīng)箱壁使其發(fā)熱。研究表明，變壓器在額定負(fù)荷下，電流不平衡度為10%時(shí)，其絕緣壽命約縮短16%。4 換流裝置：三相電壓不平衡使換流裝置的觸發(fā)角不對(duì)稱，從而產(chǎn)生一系列的非特征諧波。研究表明，隨著三相電壓不平衡程度的增加，非特征諧波電流的數(shù)值也加大?？赡軐?dǎo)致

21、環(huán)流裝置的濾波成本增大。5 繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置：負(fù)序分量導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作、降低負(fù)序啟動(dòng)元件反應(yīng)于電網(wǎng)故障的靈敏度，危及其在真是故障時(shí)動(dòng)作的可靠性。6 線路：負(fù)序電流增加線損，并影響通訊質(zhì)量。7 計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備：在低壓三相四線制配電系統(tǒng)中，三相不平衡必然引起中線上出現(xiàn)不平衡電流，產(chǎn)生零電位漂移，產(chǎn)生影響計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備噪聲干擾，可能使設(shè)備無法正常工作。取值方法：95%概率值：為了實(shí)用方便，實(shí)測(cè)值的95%概率值可將實(shí)測(cè)值（不少于30個(gè)）按由大到校次序排列，舍棄前面5%的大值，取剩余實(shí)測(cè)值中的最大值；4. 概念和定義瞬時(shí)：時(shí)間范圍為0.5周波30周波暫時(shí)：時(shí)間范圍為30周波3秒短時(shí)：時(shí)間范圍為3秒1

22、分鐘1） 電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)序電壓不平衡度不超過2%，短時(shí)不超過4%;2） 公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶引起該點(diǎn)負(fù)序電壓不平衡允許值為1.3%，短時(shí)不超過2.6%措施：1） 將不對(duì)稱負(fù)荷分散接到不同的供電點(diǎn)，以減少集中連接造成的不平衡度超標(biāo)的問題；2） 使不平衡的負(fù)荷合理分配到各相，盡量使其平衡化（換相連接）；3） 將不對(duì)稱的負(fù)荷接到更高電壓等級(jí)上供電，以便使連接點(diǎn)的短路容量足夠大。4）電力系統(tǒng)頻率的偏差（GB/T 15945-2008）電力系統(tǒng)頻率一旦產(chǎn)生偏差，就應(yīng)該加以控制。電力系統(tǒng)頻率產(chǎn)生偏差時(shí)由于有功功率不平衡造成的，即如果系統(tǒng)頻率變低表明發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率不能滿足負(fù)荷的需要對(duì)有功功率的需求

23、，因此應(yīng)該增加發(fā)電機(jī)的出力或者減小負(fù)荷消耗的有功功率。而如果系統(tǒng)頻率變高表明發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率超過了負(fù)荷對(duì)有功功率的需求，因此應(yīng)該降低發(fā)電機(jī)的出力或者增加負(fù)荷消耗的有功功率。國標(biāo)（GB/T 15945-2008）：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)頻率偏差限值為，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，可以放寬到危害1.對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響1） 引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，而這些電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的紡織、造紙等機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量將受到影響，甚至出現(xiàn)殘、次品；2） 系統(tǒng)中頻率的降低將使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率降低，導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)械的出力降低，影響生產(chǎn)效率。當(dāng)系統(tǒng)頻率下降時(shí)，電容器的無功出力成比例降低，此時(shí)電容器對(duì)電壓的支持作用受到削弱； 2.對(duì)感應(yīng)式電能表的影響頻率

24、偏差的累積會(huì)在電鐘指示的誤差中表現(xiàn)出來。工業(yè)和科技部門使用的測(cè)量、控制等電子設(shè)備將受到系統(tǒng)頻率的波動(dòng)而影響準(zhǔn)確性和工作性能，頻率過低時(shí)甚至無法正常工作。頻率偏大會(huì)使感應(yīng)式電能表的計(jì)量誤差增大。研究表明：頻率改變1%，感應(yīng)式電能表的計(jì)量誤差將增大1%，頻率增大，感應(yīng)式電能表將減少計(jì)量。3.對(duì)發(fā)電廠運(yùn)行安全的影響頻率下降時(shí)，汽輪機(jī)葉片的振動(dòng)變大，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械（如風(fēng)機(jī)、水泵、磨煤機(jī)等）出力降低，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出力下降，使頻率進(jìn)一步的下降。當(dāng)頻率降到46Hz以下時(shí)，可能在幾分鐘內(nèi)使火電廠的正常運(yùn)行受到破壞，系統(tǒng)功率的缺額更大，使頻率下降得更快，從而發(fā)生頻率崩潰現(xiàn)象。再如，系統(tǒng)頻率降低時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)和

25、變壓器的勵(lì)磁增加，所消耗的無功功率增大，導(dǎo)致電壓下降，致使各發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)下降，全系統(tǒng)的電壓水平大為降低，可能出現(xiàn)電壓崩潰的現(xiàn)象。發(fā)生頻率或電壓崩潰，會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電。4.過頻一般大中型發(fā)電廠機(jī)組均有過頻保護(hù)跳閘裝置，以免機(jī)組超速而損壞。美國西北聯(lián)合電網(wǎng)在設(shè)計(jì)低頻減負(fù)荷裝置時(shí)，規(guī)定了低頻切負(fù)荷后的頻率超調(diào)不得超過61Hz（額定為60Hz）。據(jù)此認(rèn)為，在大約61Hz以上，某些火電廠將可能因鍋爐問題跳閘。同時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)組在帶負(fù)荷運(yùn)行的條件下發(fā)生過頻率的情況時(shí)，調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為如何，也很難事先掌握。美國弗羅里達(dá)電力系統(tǒng)，為了與某些機(jī)組配備的數(shù)字式電液調(diào)整器協(xié)調(diào)，規(guī)定了低頻切負(fù)荷后引

26、起的頻率超調(diào)不得超過62Hz。國內(nèi)引進(jìn)的元寶山60萬kW機(jī)組、華能福州電廠35kW機(jī)組等均有過頻率運(yùn)行的明確限制。調(diào)整的措施1）限制負(fù)荷電力系統(tǒng)留有負(fù)荷備用和事故備用的容量。電力供應(yīng)不足的系統(tǒng)，必須事先限制一部分用戶的負(fù)荷，除使發(fā)電出力與負(fù)荷平衡之外，還需有一定的預(yù)度。2）在調(diào)度所或變電所裝直接控制用戶負(fù)荷的裝置，并備有事故拉閘序位表。3）在系統(tǒng)內(nèi)安裝低頻減載裝置和在可能被解列而功率過剩的地區(qū)裝設(shè)頻率升高切除發(fā)電機(jī)等裝置。5）諧波的危害：（GB/T 14549-2008）一、對(duì)電力設(shè)備影響1）對(duì)并聯(lián)電容器組影響； 70%的諧波故障時(shí)發(fā)生在電容器組中。研究指出，對(duì)礦物油浸絕緣的電容器，在電壓畸變

27、率為5%條件下運(yùn)行兩年，介損系數(shù)提高一倍。2）對(duì)電力電纜的影響 造成電力電纜的損壞。舉例：前蘇聯(lián)曾經(jīng)對(duì)比了兩條同時(shí)敷設(shè)在相似環(huán)境溫度下的電纜，其中一條在基本正弦電壓下運(yùn)行，另一條電壓畸變率為6%8.5%。經(jīng)2.5年運(yùn)行，后者的泄漏電流平均增加36%，比前者經(jīng)3.5年運(yùn)行還大43%。3）對(duì)電機(jī)的影響1.鐵損增加，線圈過熱，產(chǎn)生附加損耗。 由于高次諧波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦流，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)的鐵損增加，使同步電機(jī)的阻尼線圈過熱，或使感應(yīng)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生附加損耗。2.產(chǎn)生諧波電壓，電機(jī)和變壓器絕緣壽命縮短 在諧波電壓作用下，電機(jī)和變壓器的絕緣壽命將縮短。國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)電壓總諧波畸變達(dá)10%20%，可以導(dǎo)

28、致電動(dòng)機(jī)在短期內(nèi)損壞。4）對(duì)電力變壓器的影響 饋供給整流負(fù)荷的普通電力變壓器，其容量應(yīng)作相應(yīng)的降低。降低值和變壓器的雜損比（即附加損耗與基本損耗之比）有關(guān)。普通變壓器在嚴(yán)重的諧波負(fù)荷下往往會(huì)產(chǎn)生局部過熱，并有噪聲增大等現(xiàn)象。二、對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的影響 在諧波和負(fù)序共同作用下，電力系統(tǒng)中以負(fù)序?yàn)V過器為啟動(dòng)元件的許多保護(hù)及自動(dòng)裝置會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。有的保護(hù)閉鎖裝置因頻繁誤動(dòng)作不得不解除運(yùn)行。電力系統(tǒng)的故障錄波器也會(huì)誤動(dòng)走紙，影響對(duì)實(shí)際故障的記錄。三、對(duì)通信的干擾 諧波通過電磁感應(yīng)干擾通信。通常2000Hz5000Hz的諧波引起通訊噪聲，而1000Hz以上的諧波導(dǎo)致電話回路信號(hào)的誤動(dòng)。諧波干擾的強(qiáng)度

29、取決于諧波電壓、電流、頻率的大小以及輸電線和通信線的距離、并架長(zhǎng)度等。四、對(duì)電度計(jì)量及常用儀表指示的影響研究證明，感應(yīng)式電度表對(duì)高次諧波有負(fù)的頻率誤差，而電子式的電度表頻響特性一般較好。但由于諧波功率在諧波源負(fù)荷（如整流器）中和基波功率流向相反，因此對(duì)這類用戶電度計(jì)量將偏?。环粗?，對(duì)于一般線性負(fù)荷，電度計(jì)量大體上等于基波和諧波電度之和，故諧波電度增加了這些用戶的電費(fèi)支出。有關(guān)在諧波條件下正確計(jì)量的問題，國內(nèi)外均以做了大量的研究，但尚無合理的解決辦法。五、對(duì)電網(wǎng)損耗的影響 諧波在電力系統(tǒng)和用戶電氣設(shè)備上要造成附加損耗。諧波功率本身可以說完全是損耗，從而增大了網(wǎng)損。例如一個(gè)總負(fù)荷5000MW的大電

30、網(wǎng)，饋供各類非線性負(fù)荷共1000MW，后者注入電網(wǎng)的諧波功率平均為0.2%，則總的諧波損耗平均為2MW，年損失電量達(dá)1752萬kwh。六、諧振電力系統(tǒng)中廣泛使用補(bǔ)償功率因數(shù)的電容器，同時(shí)設(shè)備和線路存在分布電容，它們與系統(tǒng)的感性部分（例如線路、變壓器的電抗）組合，在一定的頻率下，可能存在串聯(lián)或并聯(lián)的諧振條件。當(dāng)系統(tǒng)中該次頻率的諧波足夠大時(shí)，就會(huì)造成危險(xiǎn)的諧波過電壓或過電流。 電網(wǎng)中也可能存在某次諧波的串聯(lián)諧振回路，例如從電源看，用戶的供電變壓器和其二次側(cè)的補(bǔ)償電容器（再加上與其并聯(lián)的負(fù)荷）是串聯(lián)的關(guān)系。若此回路對(duì)某次諧波呈現(xiàn)很低的阻抗（即串聯(lián)諧振），則將從電源吸收大量的該次諧波電流，同樣會(huì)造成該

31、回路設(shè)備（例如變壓器、斷路器、線路、電容器等）的諧波過負(fù)荷。 七、對(duì)用電設(shè)備的影響1）電視機(jī)電壓波形中含有較大的諧波時(shí)會(huì)可能會(huì)使電視機(jī)的圖像畸變，畫面及亮度發(fā)生變化，甚至使電視機(jī)圖像“翻滾”；2）照明燈帶鎮(zhèn)流器的日光燈和水銀燈，為了改善功率因數(shù)，往往裝有電容器，它們與鎮(zhèn)流器和供電線路的電感組合有一自然振蕩頻率，如某次諧波的頻率正好與此相近，就會(huì)因諧振而過熱，甚至造成損壞；普通的白熾燈，在頻率為5Hz20Hz的諧波（次諧波）作用下回產(chǎn)生閃爍，引起人眼視感不適（稱為閃變）。3）計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的電源中諧波電壓含量過大導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤或程序出格。4）變流裝置變流裝置本身就是諧波源，除了根據(jù)整流脈動(dòng)數(shù)產(chǎn)生特征諧波及小量非特征諧波外，在整流換相過程中暫短時(shí)間（幾個(gè)微秒）內(nèi)將交流供電網(wǎng)相間短路，這就造成了電壓波形的陷波畸變（換相缺口）。5）低壓中心線過負(fù)荷在三相四線制低壓配電系統(tǒng)向大量單相負(fù)荷供電時(shí)，由于某些負(fù)荷（例如家用電器、計(jì)算機(jī)等）產(chǎn)生很大的3次諧波電流（零序性），在三相回路中3次諧