電能質量問題的定義

電能質量包括電壓質量、電流質量、供電質量、用電質量。IEEE第22標準委員會定義了如下相關電能質量問題：

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

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

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

電壓波動(閃變)：電壓波動是電壓幅值在正常的變化范圍內(額定值的 90%-110%)有規律或隨機的變化，電壓波動會產生6—14Hz左右的照明閃爍，此種現象稱為閃變。電壓波動和閃變主要由工業負荷造成的，如電焊接機、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備的影響的一個重要而有效的指標。

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

電能質量問題的危害

電能質量的下降不僅會影響供電系統的正常安全供電，同時也會給用電系統帶來各種各樣的危害，直接影響著人身安全和經濟效率，因此電能質量問題有著較嚴重的后果，具體表現在：

(1)電壓的波動和閃變

會造成用電設備工作不穩定，由于電壓發生波動，使電壓幅值超出容許范圍。另外由于電弧爐煉鋼運行時造成的電壓波動，將會使旋轉電機產生附加損耗，會降低電機的工作效率和壽命。

(2)電壓的短時中斷

典型的瞬態電壓偏差，通常是由于雷電、強風等外界環境影響引起的，也有可能是內部設備或控制裝置誤動作。基于計算機、微處理器控制的各種精密儀器和設備的大量使用，對供電質量的敏感程度不斷增加。IBM公司的市場調查表明，48.5%的計算機數據丟失是由于電能質量引起的。

(3)諧波的危害

1.諧波增加了公用電網的附加輸電損耗，降低了發電、輸電及用電設備的使用效率;

2.諧波會使電氣儀表的測量結果不正確;

3.諧波會影響甚至嚴重影響用電設備的正常工作，比如諧波對電機產生附加轉矩，導致不希望的機械震動、噪聲，還會引入附加銅損、鐵損，以及過電壓，導致局部過熱，絕緣老化，縮短設備使用壽命;

4.諧波會導致繼電保護和自動裝置等保護設備的誤動作;

5.諧波會對鄰近的通信系統造成明顯的干擾，降低通信質量。當諧波頻率與系統的固有頻率相等時，會產生并聯諧振，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電設備和輸電設備的使用效率，增加了設備的容量，同時設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載，還會使電網電壓產生劇烈波動，嚴重影響供電質量。典型的現象有時鐘自動復位，計算機死機，可編程控制器工作異常，通信系統工作不正常，中線過熱電容器，過熱損壞電機，損耗增大出力降低，儀表計量不準，繼電保護和自動裝置誤動作，設備絕緣老化，加速線損和變壓器損耗。

智能電容器用于無功補償

(5)三相不平衡

1.使旋轉電機產生附加發熱和振動，對安全運行和正常出力有很大的影響：

2.使半導體變流設備產生附加的諧波電流(非特征諧波);

3.引起以負序分量為啟動組件的多種保護發生誤動作(特別是當電網中同時存在諧波時)，會對電力系統的安全運行產生嚴重威脅;

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

5.三相不平衡同樣會使電網損耗增加;對于通信設備，會增大對其的干擾，影響正常通信質量。