电能质量分析

提高电能质量是电力部门的一项重要任务，电能质量即电力系统中电能的质量。理想的电能应该是完美对称的正弦波。一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。

衡量电能质量的指标主要是电压、频率、波形、电压波动与闪变和三相不平衡度等。

电压质量对各类用电设备的安全经济运行都有直接影响。各类负荷电压特性如图1。

图1 各类负荷电压特性图

我国目前所规定的用户处的允许电压变化范围如图2。

图2 我国目前所规定的用户处的允许电压变化范围图

电力系统在稳定运行情况下，频率值决定于所有机组的转速，而转速则主要决定于发电机组的转矩平衡。

系统运行频率与系统额定频率之差称为频率偏移。是衡量电能质量的一项重要指标。我国电力系统采用的额定频率为50Hz，为保证频率的质量，其允许偏移值如图3所示。

图3 频率允许便宜值

电能质量要求：供电电压（或电流）的波形应为正弦波。

波形发生畸变的原因：系统中的变压器发生铁芯过度饱和时；变压器中无三角形接法的绕组时；三相负荷不平衡；可控硅控制的非线性负荷等。

造成的后果：影响电动机的效率和正常运行；危害设备；对通信线有干扰；

衡量波形畸变的技术指标：弦波形的畸变率。各次谐波有效值平方和的平方根与其基波有效值的百分比。

供电电压在两个相邻的、持续1s以上的电压均方根值和之间的差值，称为电压变动。通常多以额定电压的百分数来表示电压变动的相对百分值。

电压波动为一系列电压变动或连续的电压偏差。电压波动值为电压方均根值的两个极值之差，常以其额定电压的百分数表示其相对百分值。

三相电压（或电流）大小相等，相位依次（A、B、C）相差120˚。

不平衡的原因：（1）由负荷不平衡；（2）系统三相阻抗不对称；（3）消弧线圈的不正确调谐。

不平衡度（或不对称度）：把负序分量与正序分量有效值之比。