電力設(shè)備運行中的問題和故障通常是由電網(wǎng)電氣參數(shù)的波動或瞬時干擾引起的，如電壓波動、浪涌沖擊、諧波、三相不平衡、功率因數(shù)低、缺相運行等。長期以來，這些導(dǎo)致設(shè)備故障、維護工作量增加、耗電量增加的情況一直受到用戶和供電部門的廣泛關(guān)注。近年來，電網(wǎng)中非線性負載的逐漸增加是世界各的普遍趨勢，如變頻驅(qū)動或晶閘管整流DC驅(qū)動設(shè)備、計算機、用于重要負載的不間斷電源、節(jié)能熒光燈系統(tǒng)等。這些非線性負載會導(dǎo)致電網(wǎng)污染、電能質(zhì)量下降、供電設(shè)備故障，甚至發(fā)生嚴重的火災(zāi)事故。包括中在內(nèi)的世界上一些建筑物的突然火災(zāi)已被證明與電力污染有關(guān)。電力污染和電能質(zhì)量惡化主要表現(xiàn)在以下幾個方面：電壓波動、浪涌沖擊、諧波、三相不平衡等。2.電力污染的危害電力污染會對電氣設(shè)備造成嚴重危害，主要包括：*干擾通訊設(shè)備、計算機系統(tǒng)等電子設(shè)備的正常運行，造成數(shù)據(jù)丟失或死機。*影響無線電傳輸系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、核磁共振等設(shè)備的工作性能，造成噪聲干擾和圖像混亂。*電氣自動裝置誤操作，甚至發(fā)生嚴重事故。*電氣設(shè)備過熱，增加振動和噪音，加速絕緣老化，縮短使用壽命，甚至失效或燒毀。*導(dǎo)致燈光亮度波動(閃爍),影響工作效率。*導(dǎo)致供電系統(tǒng)的功率損耗增加。3.電源污染的類型3.1電壓波動和閃變電壓波動是指多個正弦波的峰值，在一段時間內(nèi)超過(低于)標準電壓值，從半個周期到幾百個周期，即從10MS到2.5秒，包括過壓波動和欠壓波動。普通避雷器和過電壓保護器根本無法消除過電壓波動，因為它們是用來消除瞬態(tài)脈沖的。普通避雷器在限壓運行時電阻值相當大。考慮到它們的額定熱容量(焦耳)，這些設(shè)備容易燒毀，并且不能提供未來的保護功能。這種情況往往容易被忽視，是導(dǎo)致電腦、控制系統(tǒng)、敏感設(shè)備故障或關(guān)機的主要原因。另一種相反的情況是欠壓波動，指多個正弦波的峰值，在一段時間內(nèi)低于標準電壓值，或者俗稱：抖動或下降。長期低壓情況可能是供電公司或用戶過載造成的，可能是事故現(xiàn)象，也可能是有計劃的安排。更嚴重的是失壓，大多是配電網(wǎng)中的重負荷分合閘造成的，如大型電動機、中央空調(diào)系統(tǒng)、電弧爐、開關(guān)電弧、熔斷熔斷器、斷路器跳閘等的啟停。這是電壓失真的常見原因。大型電氣設(shè)備頻繁啟動導(dǎo)致電壓周期性波動，如電焊機、燙金機、起重機、電梯等。這些設(shè)備需要短期脈沖功率，主要是無功功率。電壓波動導(dǎo)致設(shè)備功率不穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量下降；燈光閃爍會導(dǎo)致眼睛疲勞，降低工作效率。3.2浪涌是指系統(tǒng)的短期過電壓(低電壓)，即時間小于1毫秒的瞬時電壓脈沖，可以是正極性的，也可以是負極性的，可以具有串聯(lián)或振蕩性質(zhì)。它們通常也被稱為尖峰、間隙、干擾、毛刺或突變。IBM對電壓畸變進行了深入研究，結(jié)果如下：畸變類型、畸變數(shù)、畸變相隔天數(shù)、低壓1569 2.1過電壓103 32.2停電65 51.0操作過電壓2831 1.2脈沖過電壓1673 2.0，合計6244。電網(wǎng)中的浪涌沖擊可能是由打開和關(guān)閉大型設(shè)備(電機、電容器等)引起的。)電網(wǎng)內(nèi)部，或者受到外部雷電波的入侵。浪涌沖擊容易造成電子設(shè)備元器件損壞，造成電氣設(shè)備絕緣擊穿；同時 #p#分頁標題#e#

傳統(tǒng)線性負載的電流/電壓只含有基波(50Hz)，沒有或只有極小的諧波成分，而非線性負載會在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生相當大的諧波。電力系統(tǒng)中諧波與基波疊加造成波形畸變，畸變程度取決于諧波電流的頻率和幅值。非線性負載產(chǎn)生陡脈沖電流，而不是平滑正弦波電流。該脈沖中的諧波電流引起電網(wǎng)電壓畸變，形成諧波分量，導(dǎo)致與電網(wǎng)相連的其他負載產(chǎn)生更多的諧波電流。計算機就是這樣的非線性負載之一。和大多數(shù)辦公電子設(shè)備一樣，電腦也裝有二極管/電容電源，只在交流正弦波電壓的峰值產(chǎn)生電流，從而產(chǎn)生大量的三次諧波電流(150Hz)。其他產(chǎn)生諧波電流的裝置主要有：電機變頻調(diào)速器、固態(tài)加熱器等產(chǎn)生非正弦可變電流的裝置。熒光燈照明系統(tǒng)也是一個重要的諧波源。在常見的電磁整流照明電路中，三次諧波的典型值約為基波(50Hz)的13-20倍。在電子鎮(zhèn)流器照明電路中，諧波成分甚至高達80%。非線性負載產(chǎn)生的諧波電流會影響電力系統(tǒng)的許多工作環(huán)節(jié)，包括干式變壓器、中性線、電動機、發(fā)電機和電容器等。諧波電流會導(dǎo)致干式變壓器、電動機和備用發(fā)電機的運行溫度(k參數(shù))嚴重升高。中性線上的過流(諧波和不平衡引起的)不僅會使導(dǎo)體溫度升高，造成絕緣損壞，還會在三相干式變壓器的線圈中產(chǎn)生環(huán)流，導(dǎo)致干式變壓器過熱。由于電網(wǎng)電壓的諧波畸變，無功補償電容器會過熱，導(dǎo)致嚴重的過流；此外，電容器將與電力系統(tǒng)中的電感元件形成諧振電路，這將導(dǎo)致電容器兩端的電壓顯著增加，并導(dǎo)致嚴重故障。照明裝置的啟動電容對高頻電流引起的過熱也非常敏感。起動電容器頻繁損壞說明電網(wǎng)中諧波的影響。諧波還會導(dǎo)致配電線路的傳輸效率降低，損耗增加，干擾電力載波通信系統(tǒng)的運行，如電力管理系統(tǒng)(ems)和時鐘系統(tǒng)。此外，諧波還會增加功率計、有功需求計和電表的測量誤差。3.4三相不平衡三相不平衡會在中性線上產(chǎn)生過電流(由諧波和不平衡引起)，不僅會使導(dǎo)線溫度升高，造成絕緣損壞，而且會在三相干模式下進行變換。

器線圈中產(chǎn)生環(huán)流，導(dǎo)致干式變壓器過熱,甚至引發(fā)嚴重火災(zāi)事故等。4.電源污染的治理現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的精密電子設(shè)備，如計算機、控制系統(tǒng)需要穩(wěn)定的高品質(zhì)的供電電壓，隨著電力污染問題日益嚴重，各紛紛出臺治理措施和相關(guān)標準，對產(chǎn)生電力污染的設(shè)備提出明確的限制。IEEE-519-1992就是應(yīng)這樣的需要而制定的。這個標準較初是由用戶和供電部門聯(lián)合發(fā)起制定的，旨在限制過電壓和配電系統(tǒng)中的電流畸變。諧波畸變的測試點被稱為耦合點或PCC，該點通常位于計量電表處。標準規(guī)定在耦合點處，單次諧波電壓畸變率允許值為基波電壓的3。一方面這可以滿足計量電表的精度，另一方面能保證用戶系統(tǒng)中負載引起的諧波問題對公用供電系統(tǒng)的影響在可接受的范圍。應(yīng)用IEEE-519標準時，應(yīng)注意它只適用于用戶系統(tǒng)與公用供電系統(tǒng)之間的限制要求，并不涉及用戶系統(tǒng)內(nèi)局部電源質(zhì)量的問題，而大多數(shù)諧波是在用戶設(shè)備產(chǎn)生的而不是在公用電網(wǎng)產(chǎn)生的。我1993年頒布實施了GB/T14549-1993 電能質(zhì)量.公用電網(wǎng)諧波 ,規(guī)定電壓奇次諧波畸變率 4,偶次諧波畸變率 4；注入電網(wǎng)的諧波電流 38A(3次)， 61A(5次)， 43A(7次)等。對于現(xiàn)有供電網(wǎng)絡(luò)或待建電網(wǎng)中的電力污染情況，要進行仔細分析，通常解決的方法有兩個：一是局部重組電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分離或隔離產(chǎn)生電力污染的設(shè)備；二是使用電源凈化濾波設(shè)備進行治理，通常電壓諧波是由電流諧波產(chǎn)生的，有效地抑制電流諧波就會使電壓畸變達到要求的范圍。內(nèi)外很多單位已開始重視電源污染的治理,投資安裝電源凈化濾波裝置,取得了提高電源品質(zhì)和節(jié)能的雙重效果。電源污染的治理主要有以下幾種方法： *串聯(lián)電抗器 *有源濾波補償 *無源濾波補償 *增加整流設(shè)備的相數(shù) *安裝各種突波吸收保護裝置,如避雷器等目前，無源濾波補償是實際應(yīng)用較多、效果較好、價格較低的解決方案，它包括三種基本形式：串聯(lián)濾波、并聯(lián)濾波和低通濾波(串并混合)。其中串聯(lián)濾波主要適用于三次諧波的治理；低通濾波主要適用于高次諧波的治理；并聯(lián)濾波是一種綜合裝置，它可濾除多次諧波，同時提供系統(tǒng)的無功功率，是應(yīng)用較廣泛的電源凈化濾波裝置。近年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，有源濾波補償技術(shù)日益成熟，并得到了廣泛應(yīng)用。較傳統(tǒng)的無源濾波補償系統(tǒng)，它具有功能多，適應(yīng)性好及響應(yīng)速度快等優(yōu)點，隨著價格的不斷下降，應(yīng)用將日益普遍。有源濾波補償系統(tǒng)在很多重要場所應(yīng)用效果非常好。ActiveSine電網(wǎng)有源濾波補償裝置是一種高科技的電力電子產(chǎn)品，采用模擬和數(shù)字邏輯電路進行電流檢測和電流注入的工作原理，通過實時檢測負載電流波形，濾除波形中的基波(50/60Hz)成分，將剩余部分的波形反向，通過控制IGBTs的觸發(fā)，將反向電流注入供電系統(tǒng)中，實現(xiàn)濾除諧波、動態(tài)補償系統(tǒng)波動、抑制諧振、提高功率因素等功能。產(chǎn)品為成套設(shè)備，體積小、占地少、安裝操作方便，并聯(lián)安裝于配電系統(tǒng)母線或用電設(shè)備旁，可落地安裝或掛墻安裝。SineWave有源濾波補償裝置是較好種改進型的第二代有源濾波補償裝置，采用DSP和IGBTs電子技術(shù)，通過實時檢測負載電流諧波，將反向諧波電流注入供電系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)濾除諧波、提高功率因素等功能。它具有兩種工作模式：全局濾波和特定濾波，特別適用于三相四線制的三相不平衡負載。產(chǎn)品帶有遠方報警(干觸點)，可遠方控制，并帶有Jbus/RS-485通訊接口(可選)，安裝操作方便，并聯(lián)安裝于配電系統(tǒng)母線或用電設(shè)備旁，可落地安裝或掛墻安裝。LongWay信號電源凈化柜工礦企業(yè)內(nèi)部的交流信號(控制)電源，如電氣化鐵路站、石化、鋼鐵、鋁廠等，經(jīng)常受到供電電源的嚴重污染，包括各種諧波、浪涌沖擊、電壓突變及雷擊干擾等。電源質(zhì)量問題導(dǎo)致信號系統(tǒng)經(jīng)常誤動，嚴重影響生產(chǎn)運行安全。深圳市龍源電氣有限公司在吸收外專業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制開發(fā)出的信號電源凈化柜，集多種功能于一體，可廣泛應(yīng)用于站內(nèi)的信號電源系統(tǒng)的改造。主要功能包括：雙路電源互投、凈化電源、穩(wěn)定電壓、保護控制設(shè)備安全等。ElectroFlow電源凈化濾波安全裝置是世界上唯一擁有多種線路校正電路的集成無源濾波補償裝置，它采用先進的微電腦控制及多級L-C補償回路，以梯級邏輯的方式，實時動態(tài)地監(jiān)視、抑制及補償供電線路上的各種干擾和諧波，平衡三相，穩(wěn)定電壓，提高功率因素，改善供電質(zhì)量，保障用電設(shè)備的安全，同時實現(xiàn)節(jié)能降耗的功能。設(shè)備并聯(lián)安裝于配電系統(tǒng)母線或用電設(shè)備旁。電源質(zhì)量術(shù)語 *干擾量在電氣系統(tǒng)中引起不希望的電磁量變化(電量或磁量)。即使暫時不導(dǎo)致干擾和影響，這個量也稱為干擾量。 *抗干擾性電氣設(shè)備在一定干擾量下不發(fā)生功能錯誤的能力。只有電氣設(shè)備的抗干擾性大于干擾水平時，才能保證設(shè)備正常可靠運行。 *電磁兼容性干擾量的特定值。是指電氣設(shè)備抗干擾水平和干擾發(fā)射水平的基準。因為干擾量超出這個特定值的概率很小，所以在一個電氣系統(tǒng)中設(shè)備能保持正常運行。 *接電點(PCC)接電點是指公用電網(wǎng)與接電用戶的較近點，同時也連接其它用戶或者可以連接其它用戶。 *諧波頻率為基波頻率(50Hz)整數(shù)倍的正弦分量。 *中間諧波頻率不為基波頻率(50Hz)整數(shù)倍的正弦分量。 *諧波次數(shù)諧波頻率波頻率的比值，對于中間諧波，其次數(shù)不為整數(shù)。 *閃變照明設(shè)備光密度波動的主觀現(xiàn)象。 *電壓波動一系列有規(guī)律或無規(guī)律的電壓改變。 *電壓改變電網(wǎng)電壓有效值的單次改變，沒有形狀或延續(xù)參數(shù)。 *浪涌電網(wǎng)中設(shè)備投切引致的電磁暫態(tài)過程，表現(xiàn)為電壓(流)毛刺或尖峰。 *零線電流低壓電網(wǎng)中由于三相負載不對稱和非線性負載產(chǎn)生3次諧波電流，可導(dǎo)致零線電流達到相電流1倍甚至3倍，由于零線導(dǎo)線的截面通常選為相線的一半，這將導(dǎo)致零線嚴重過熱，甚至引發(fā)火災(zāi)。同時由于干式變壓器無零序磁通回路，零線電流將導(dǎo)致干式變壓器產(chǎn)生很大的漏磁，嚴重干擾計算機顯示器和其它電子設(shè)備的正常運行。解決的辦法主要有零線濾波器或有源濾波器。 來源：中電力諧波監(jiān)測及濾波工程技術(shù)網(wǎng)#p#分頁標題#e#