畢業(yè)設計（論文）配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析及改善措施研究

1、2011屆成人高等教育本/?？茖W生畢業(yè)論文 存檔編號：_武 漢 大 學畢 業(yè) 論 文題目 配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析及改善措施研究 專 業(yè)：電氣工程及其自動化學 院： 電氣工程學院 年 級： 2009級 學習形式： 函 授 學 號： 200951461113 論文作者： 指導教師： 職 稱： 副教授 武漢大學繼續(xù)教育學院 制完成時間： 2011 年03 月09 日摘 要隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電力生產(chǎn)正在由計劃向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)變，在電力市場條件下，供電表現(xiàn)為一種商業(yè)服務行為，電能作為一種商品，同其他商品一樣具有質(zhì)量屬性，用戶也將對電能質(zhì)量的要求會越來越高。因此，保證良好的供電質(zhì)量是電力市場的客觀需要，同時，也

2、是促進構(gòu)建和諧社會的重要因素。電能質(zhì)量指的是電網(wǎng)中各點電壓或電流的幅值與波形符合標準的程度，它的優(yōu)劣由電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和負荷的性質(zhì)兩個方面確定。隨著電力電子技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)中出現(xiàn)了大量非線性負荷，這些非線性負荷向電網(wǎng)注入大量的諧波電流并引起三相電壓不對稱51。另外，電力系統(tǒng)中的沖擊負荷也引起電壓波動和閃變，不對稱負荷引起三相電壓不平衡。以上因素造成電能質(zhì)量的下降，嚴重影響了人們的正常生產(chǎn)和生活。本文分析了電能質(zhì)量下降的原因及其危害，介紹了目前國內(nèi)外改善電能質(zhì)量的若干種方法。作者還針對一城市配電網(wǎng)的電能質(zhì)量現(xiàn)狀進行了調(diào)查，分析了其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并對其電能質(zhì)量進行了測量、計算，最后，在此基礎上提出了改善

3、該城市配電網(wǎng)電能質(zhì)量的措施，以指導電網(wǎng)的規(guī)劃、建設與管理，具有理論意義和重要的實用價值。關鍵詞:電力市場，電能質(zhì)量，諧波abstractwith the development of power system, the power product is turning from planned economy to market economy, in the power market, power supply behaves as a kind of financial service, being as a merchandise, power has quality like the

4、other merchandises. the power users demand for power quality is more and more higher.so ensuring power quality is an impersonal demand of power market, at the same time,is an important factor for promoting the civilization and stabilization of social.power quality presents the degree of magnitude an

5、d wave of the voltageor current of every point in the power system to meet the standards, it is confirmed by the construct of power system and the properties of loads. with the development of the technology the power electric, nonlinear loads have appeared in the power system,these nonlinear loads b

6、rought about a large amount of harmonic to the power system,and caused imbalance of three一phase voltage.in addition, the impulse loads caused voltage wave and flink, and lopsided loads caused imbalance of three一phase voltage.the above factors make the power quality declining, and have seriously infl

7、uenced the normal production and living of people.in this paper, the author analyzes the reasons and harm of decling power quality, and produces several methods to promote power quality at present inland and abroad. the author investigated the current situation of power system of a city, analyzed th

8、e power system, measured and calculated its power quality, and finally put forwarded several measures to promote the power quality of yu chengs power system,so that to supervise the layout, construct and management of a city s power system,which has theoretical meanings and important factual value.k

9、ey words:power market, power quality, harmonic目 錄摘 要1abstract2目錄3第一章 緒論51.1選題的背景及研究的意義51.2國內(nèi)外電能質(zhì)量的研究現(xiàn)狀61.3本文主要研究內(nèi)容8第二章 電能質(zhì)量的基本概念及特點82.1 電能質(zhì)量的定義82.2 電能質(zhì)量的指標82.2.1 頻率偏移82.2.2 電壓偏移102.2.3 諧波含量112.2.4 電壓波動和閃變132.2.5 三相電壓不平衡152.3 電能質(zhì)量下降問題分析162.3.1電能質(zhì)量下降的原因162.3.2電能質(zhì)量下降的危害182.4電能質(zhì)量的分析262.4.1 非正弦周期函數(shù)分解為傅立葉

10、級數(shù)262.4.2 傅立葉級數(shù)的指數(shù)形式282.4.3 電能質(zhì)量的分析方法282.4.4 電能質(zhì)量監(jiān)測方法與標準282.5 小結(jié)30第三章 鄂州配電網(wǎng)電能質(zhì)量的現(xiàn)狀及分析323.1 鄂州配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及負荷現(xiàn)狀323.2 配電網(wǎng)供電可靠性現(xiàn)狀333.2.1 供電可靠性分析333.2.2 中壓停電責任原因分類分析353.3 小結(jié)35第四章 改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量的措施374.1 提高配電網(wǎng)電能質(zhì)量的意義374.2 提高配電網(wǎng)電能質(zhì)量的措施374.2.1 電壓偏差過大改善措施384.2.2 減少電壓波動和閃變的技術措施404.2.3 電網(wǎng)諧波超標治理措施404.2.4 三相不平衡問題解決措施454.2.5

11、 電網(wǎng)頻率下降的改善措施464.3 小結(jié)46第五章 總結(jié)及展望475.1 論文取得的研究成果475.2 下一步研究工作的展望48參考文獻49致 謝52第一章 緒論 1.1選題的背景和研究的意義 現(xiàn)代社會中，電能是一種最為廣泛使用的能源，隨著科學技術和國民經(jīng)濟的發(fā)展，對電能質(zhì)量的要求越來越高。在電力市場條件下，供電表現(xiàn)為一種商業(yè)服務行為，電能作為一種商品，同其它商品一樣具有質(zhì)量屬性。供電質(zhì)量不同，成本就不同，只有供電的價格與供電質(zhì)量相聯(lián)系才能建立一個真正的電力市場。作為供電部門，以最小的成本提高電能質(zhì)量是電力市場的客觀需要。同時，對人民生活的供電是一種公益事業(yè)，保證良好的供電質(zhì)量，也是促進社會文

12、明、安定的重要因素。電能質(zhì)量的指標若偏離正常水平過大，會給發(fā)電、輸變電和用電帶來不同程度的危害。據(jù)統(tǒng)計，電網(wǎng)用電負荷中異步電動機占的比例最大。電網(wǎng)電壓和頻率的偏差、諧波、三相電壓不平衡以及電壓波動和閃變等，均會直接影響電機的轉(zhuǎn)速、力矩和發(fā)熱，從而影響生產(chǎn)工效和產(chǎn)品質(zhì)量。電網(wǎng)諧波含量增加，導致了電氣設備壽命縮短，網(wǎng)損加大，系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振的可能性增加，并聯(lián)電容器不能正常運行，同時可能引發(fā)繼電保護和自動裝置的非故障性動作，導致儀表指示和電能計量不準以及計算機、通信受干擾等一系列問題。特別是隨著計算機、電力電子和信息技術等高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和普及，對電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。過去電力企業(yè)不甚關注的電

13、能質(zhì)量某些指標，例如電網(wǎng)中電壓暫降（dip sag）和短時斷電已成為一個突出的問題。一個計算中心失去電壓2s就可能破壞幾十個小時的數(shù)據(jù)處理結(jié)果或者損失幾十萬美元的產(chǎn)值。當今半導體芯片制造廠、自動化精加工生產(chǎn)線，對配電系統(tǒng)中電能質(zhì)量的異常十分敏感，甚至幾分之一秒的電壓暫降就可能使生產(chǎn)停頓、設備損壞或出次品，在工廠內(nèi)部造成混亂，而每次電壓暫降可能造成百萬美元級的損失，這些用戶對不合格電能的容許度可以嚴格到2040個ms。據(jù)美國電力科學研究院jane clemmensen估計，當今和電能質(zhì)量相關的問題，在美國每年造成的損失高達260億美元。電能質(zhì)量指的是電網(wǎng)中各點電壓或電流的幅值、頻率、波形等參量符

14、合標準的程度。主要有五個指標1，2，3，4：(1)電壓偏差；(2)頻率偏差；(3)諧波含量；(4)電壓波動和閃變；(5)三相電壓不平衡。從技術角度講，提供優(yōu)質(zhì)電能是由供用電雙方共同保證的(可以將發(fā)電廠視為理想的正弦電壓源)，因而對電能質(zhì)量日益關注的原因是多方面的，歸納起來主要有四點：（1）現(xiàn)代用電設備對電能質(zhì)量的要求比傳統(tǒng)設備更高許多新的電器和裝置都帶有基十微處理機的控制器和功率電子器件，它們對各種電磁干擾都極為敏感。（2）對電力系統(tǒng)運行總效率的重視程度不斷加強，特別在用電設備方面表現(xiàn)突出。但這些設備的使用又會導致電網(wǎng)諧波污染(更廣義的稱為電氣環(huán)境污染)，致使供電電壓干擾水平加重，對電力系統(tǒng)安

15、全運行帶來直接的或潛在的危害。例如，高效率電機變速驅(qū)動、為降低損耗和校正功率因數(shù)而采用的并聯(lián)電容補償器，以及大量的用戶電子設備等。（3）電力用戶已提高了對電能質(zhì)量的認識，正在了解如供電間斷、電壓凹陷、電路通斷引起的暫態(tài)現(xiàn)象等實際問題。為滿足高技生產(chǎn)流程的需要，維護用電設備的正常運行，越來越多的用戶向電力部門提出了高質(zhì)量供電的要求，甚至通過簽定供電合同和質(zhì)量協(xié)議的方式以獲得保證。（4）電力網(wǎng)的各個部分都是相互聯(lián)系的，因此綜合協(xié)調(diào)處理至關重要，任何一個局部的故障或事件都有可能造成大面積的影響.甚至是重大損失。這迫使供電部門在保證向用戶提供優(yōu)質(zhì)電力的同時，還需極力避免遭受用電設備產(chǎn)生的電力干擾，維護

16、電同安全運行。因此電能質(zhì)量已經(jīng)成為一項系統(tǒng)工程問題。改善電能質(zhì)量的意義14可簡要概括為以下幾點：（1）是電力系統(tǒng)安全(包括用戶設備的用電安全)、經(jīng)濟運行的必要條件，是電網(wǎng)運行水平高低的重要標志。（2）是提高國民經(jīng)濟總體效益、用電效率(節(jié)能、降損)、改善電氣環(huán)境以及工業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的技術保證。（3）是電力市場競爭機制建立的重要手段。（4）在社會效益方面，通過建立和健全電能質(zhì)量的全面管理，保障各行各業(yè)的正常用電秩序，為千家萬戶提供信得過的產(chǎn)品。 隨著電能質(zhì)量標準的制定和實施，電能質(zhì)量監(jiān)督體系將逐步建立，這必將有助于設備制造廠家提高其設備與電源系統(tǒng)的兼容性，嚴格限制對電源系統(tǒng)和其他設備的電磁干擾。

17、并對促進供電部門加強電能質(zhì)量的技術監(jiān)督，推動有關提高電能質(zhì)量的先進技術，保證提供合格的電能和優(yōu)質(zhì)的服務等方面均有重要意義。1.2國內(nèi)外電能質(zhì)量的研究現(xiàn)狀電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量表現(xiàn)為電力系統(tǒng)的電磁兼容性，所謂電力系統(tǒng)的電磁兼容性emc指的是電力系統(tǒng)中的每一個電氣設備應在其所處的電磁環(huán)境中正常工作，并干減少其對電力系統(tǒng)的干擾。提高電力系統(tǒng)的電磁兼容性，已成為國內(nèi)外電力工作者極為關注的問題。日前與emc相關的國際組織很多，最重要的是國際電工委員會（iec）。iec下設78個技術委員會（tc）。tc-77勝要研究低壓網(wǎng)絡中電氣設備之間的電磁兼容性的有關標準與法規(guī)，與電力系統(tǒng)關系最為密切。1981-1986

18、年公布的系列出版物中，提出了電氣設備在供電網(wǎng)中引起諧波、電壓波動等干擾，提出了干擾的測星與計算方法，并規(guī)定了限值。隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展，我國對emc的研究工作也日漸重視。1984年首先由中國電子學會、中國電機工程學會、中國鐵道學會在重慶聯(lián)合召開了全國環(huán)境電磁學學術會議（即第一屆全國emc學術會議），內(nèi)容涉及工頻、音頻、射頻、視頻等方面的干擾。1990年在北京召開的第二屆emc學術會議上涉及內(nèi)容更為廣泛，提出了關于emc方面的宣傳教育問題，同時還舉辦了國際emc展覽會。為了改善電能質(zhì)量，國內(nèi)外電力工作者作了大量的研究，提出了多種電能質(zhì)量分析方法，同時也研制出一系列的補償裝置，為改善電力系統(tǒng)的電能質(zhì)

19、量創(chuàng)造了有利的條件。近年來，作為用戶電力技術的一個重要部分，電能質(zhì)量分析與補償技術的研究取得了長足的進步，基于數(shù)字技術的各種分析諧波方法已在以下領域中得到了廣泛應用：1分析各種擾動源引起的波形畸變；2分析諧波在網(wǎng)絡中的傳播；3開發(fā)各種電能質(zhì)量控制裝置，分析這些裝置在提高電能質(zhì)量方面的作用。裝設諧波補償裝置的傳統(tǒng)方法就是采用lc調(diào)諧濾波器。這種方法既可補償諧波，又可補償無功功率，由于它結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便，因此得到了廣泛的應用。這種方法的主要缺點是補償特性受電網(wǎng)阻抗和運行狀態(tài)影響，易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導致諧波放大，使lc濾波器過載甚至燒毀。此外，它只能補償固定頻率的諧波，補償效果也不甚

20、理想，盡管如此lc濾波器當前仍是補償諧波的最主要手段13。目前，諧波抑制的一個重要趨勢是采用有源濾波器。有源濾波器也是一種電力電子裝置，其基本原理是從補償對象中檢測出諧波電流，由補償裝置產(chǎn)生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償，且補償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響，因而受到廣泛的重視，并己在日本等國獲得廣泛應用14。對于作為主要諧波源的電力電子裝置來說，除了采用補償裝置對其諧波進行補償外，還有一條抑制諧波的途徑，就是開發(fā)新型變流器，使其不產(chǎn)生諧波，且功率因數(shù)為1。大容量變流器減少諧波的主要方法是采用多重化技術，即將多

21、個方波疊加，以消除次數(shù)較低的諧波，從而得到接近正弦波的階梯波。對于小容量整流器，為了實現(xiàn)低諧波和高功率因數(shù)，通常采用二極管加pwm斬波的方式。這種電路己在開關電源中獲得了廣泛的應用15由于電能質(zhì)量問題的日益嚴重，提高電能質(zhì)量的新技術已成為近年來電力系統(tǒng)研究領域中新的研究熱點。目前，國外又興起了研究“用戶特定電力”的高潮，提出利用電力電子控制器提高配電網(wǎng)的電能質(zhì)量16。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，以此為基礎的諸如時域仿真、頻域分析以及建立在不同變換基礎上的各種數(shù)字技術，己在分析電壓電流擾動波形、元件參數(shù)對這些擾動的影響、系統(tǒng)中的諧波以及開發(fā)用以解決電能質(zhì)量問題的新型電力電子控制器等方面得到了廣泛應

22、用。1.3本文的主要研究內(nèi)容本論文的主要研究內(nèi)容是配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析及改善措施。主要包括以下幾個方面：1、詳細闡述了現(xiàn)代社會電能質(zhì)量問題，尤其針對影響最為廣泛的電壓偏移、諧波問題進行了深入的探討。同時對幾種常見的電能質(zhì)量分析方法如傅立葉變換、基于瞬時無功功率理論的諧波檢測方法等進行簡要的分析、介紹。2、 以鄂州配電網(wǎng)的現(xiàn)狀為例，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)對配電網(wǎng)的電能質(zhì)量情況進行分析，分析了當今配電網(wǎng)的情況及存在的主要問題。3、根據(jù)分析結(jié)果找出影響配電網(wǎng)電能質(zhì)量的主要因素并提出相應改善措施。第二章 電能質(zhì)量的概述及特點2.1 電能質(zhì)量的定義電能質(zhì)量是指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的品質(zhì)。理想狀態(tài)的公用

23、電網(wǎng)應以恒定的頻率、正弦波形和標準電壓對用戶供電。同時，在三相交流系統(tǒng)中，各相電壓和電流的幅值應大小相等、相位對稱且互差120。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機、變壓器和線路等設備非線性或不對稱，負荷性質(zhì)多變，加之調(diào)控手段不完善及運行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想的狀態(tài)并不存在，因此產(chǎn)生了電網(wǎng)運行、電力設備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問題，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。圍繞電能質(zhì)量含義，從不同角度理解通常包括：（1）電壓質(zhì)量：是以實際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應的電能是否合格的概念。這個定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問題，但不能包括頻率造成的電能質(zhì)量問題，也不包括用電設備對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染

24、。（2）電流質(zhì)量：反映了與電壓質(zhì)量有密切關系的電流的變化，是電力用戶除對交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運行。這個定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降低線損，但不能概括大多數(shù)因電壓原因造成的電能質(zhì)量問題。（3）供電質(zhì)量：其技術含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性，非技術含義是指服務質(zhì)量。包括供電企業(yè)對用戶投訴的反映速度以及電價組成的合理性、透明度等。（4）用電質(zhì)量：包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的權利、責任和義務，也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費等。2.2 電能質(zhì)量指標電能既是一種經(jīng)濟、實用、清潔且容易控制和轉(zhuǎn)換的能源形式，又是

25、電力部門向用戶提供由發(fā)、供、用三方共同保證質(zhì)量的一種產(chǎn)品（它同樣具有產(chǎn)品的若干特征值，可被測量、預估、保證或改善）。如今，電能作為走進市場的商品，與其他商品一樣，無疑也應講求質(zhì)量。電能質(zhì)量的優(yōu)劣影響著人民的生活質(zhì)量和正常生產(chǎn)的進行，直接關系到國民經(jīng)濟的總體效益。所以，必須注重改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平，下面將對電能質(zhì)量的各個衡量指標進行論述。2.2.1 頻率偏移頻率偏差是指電網(wǎng)頻率對于額定頻率的偏離程度，一般用百分比表示51。 (2-1)式中：頻率偏差；實際頻率；額定頻率（50hz）。 頻率偏移是電能質(zhì)量的一個重要指標，大容量負荷或發(fā)電機的投切以及控制設備不完善都有可能導致頻率偏移。我國電力工業(yè)技

26、術管理法規(guī)規(guī)定，大容量電力系統(tǒng)的頻率偏移不得超過0.2hz，一些工業(yè)發(fā)達國家規(guī)定頻率偏移不得超過0.1hz。頻率的影響因素主要從電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設計和運行調(diào)度等方面考慮。在規(guī)劃設計中，電源和負荷的供需平衡、調(diào)頻調(diào)峰方案的選取，特別是各種類型火力發(fā)電廠、水電廠因地制宜的配置比例是否得當，對運行中的系統(tǒng)頻率影響更大。同時，頻率又反過來影響著火電廠、水電廠；特別是火電廠，當系統(tǒng)頻率下降時，就會導致電廠輔助機械出力減小，繼而發(fā)電出力下降，使得系統(tǒng)頻率更加降低，起著頻率崩潰的推波助瀾的作用。電力系統(tǒng)的頻率變動對用戶、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)本身都會產(chǎn)生影響，具體表現(xiàn)在：1、電力系統(tǒng)頻率變動對用戶的影響系統(tǒng)的頻率

27、與用戶使用的電動機的轉(zhuǎn)速密切相關。頻率的變動會引起電動機轉(zhuǎn)速的變化，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，如紡織業(yè)與造紙業(yè)將因為頻率的變化二出現(xiàn)次品；近代工業(yè)、國防和科學技術廣泛使用的電子設備，其工作會因為系統(tǒng)頻率的不穩(wěn)定而受到影響。同時，頻率的變動會導致壞數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，頻率偏低的時候，雷達和電子計算機等設施不能正常運行，社會各方面受到的影響是不可估量的，其后果不堪設想。2、電力系統(tǒng)頻率變動對發(fā)電廠和系統(tǒng)本身的影響火力發(fā)電廠使用了許多電動機，如風機和泵，當頻率降低時，所能提供的風量和水量將迅速減少，影響鍋爐的正常運行。而且，當發(fā)電機的通風量減少時，為了維持正常的電壓又要求增加勵磁電流，從而導致發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子的溫升

28、增加，為了不超過溫升限額，不得不降低發(fā)電機所發(fā)功率。同時地頻率運行會增加汽輪機葉片所受應力，引起葉片共振，縮短葉片壽命，甚至使葉片斷裂。英國曾經(jīng)在二戰(zhàn)及戰(zhàn)后一段時間內(nèi)發(fā)生過在低頻下運行而致使葉片斷裂的事件。低頻運行時，由于磁通密度的增大，變壓器的鐵芯損耗和勵磁電流都將增大，為了不超過溫升限額，變壓器所帶負荷不得不降低。頻率降低時，系統(tǒng)的無功負荷將增大，無功負荷的增大會促使整個系統(tǒng)的電壓水平下降。由于所有設備都是按照系統(tǒng)頻率來設計的，系統(tǒng)頻率的下降將影響各行各業(yè)。而低頻運行的電網(wǎng)應付事故的能力極差，稍微受到擾動，就會有整個系統(tǒng)瓦解的危險，造成大面積的停電。不僅頻率下降時對電力系統(tǒng)會產(chǎn)生危害，而且

29、頻率上升時對電力系統(tǒng)同樣會產(chǎn)生各種危害。所以，從系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、安全運行的角度出發(fā)，把頻率作為電能質(zhì)量的一項指標，保持頻率在額定值50hz左右，且偏移不超過一定的范圍是非常必要的。針對不同的產(chǎn)生因素，采用調(diào)頻機組進行跟蹤調(diào)節(jié)、增加電力系統(tǒng)裝機容量和系統(tǒng)互聯(lián)、保證電力系統(tǒng)足夠的旋轉(zhuǎn)等方法減少頻率偏差。2.2.2 電壓偏移當線路輸送功率時，電流將在線路阻抗上產(chǎn)生電壓損耗，如圖2-1所示51。圖2-1 線路等值電路圖為輸電線路首端電壓，為輸電線路末端電壓，為線路的電壓降落，而與為電壓降落的橫分量與縱分量。實際中最關心的是線路首末端電壓有效值的差，也就是電壓損耗。當、間的相差角較小時，電壓損耗為電壓降落的橫

30、分量。一般的，輸電線路以及變壓器的xr，由對電壓損耗的分析可以知道，無功功率對電壓損耗的影響很大，無功功率是造成電壓損耗的主要原因。電壓偏移就是，由電力網(wǎng)的電壓損耗引起的電力網(wǎng)首末端電壓與其額定電壓的差值，通常是以其與電力網(wǎng)的額定電壓的百分數(shù)來表示，即為 (2-2)式中：電壓偏差；實際電壓；額定電壓。實際電網(wǎng)線路與變壓器上產(chǎn)生的電壓損耗，一方面與電網(wǎng)的元件參數(shù)有關，由于電網(wǎng)中各點電壓損耗不同，因而導致它們實際的運行電壓或者電壓偏差不同；另一方面電壓損耗的大小還決定于線路或者變壓器傳輸?shù)墓β?，由于傳輸?shù)墓β孰S著時間是不斷變化的，因此，即使在電網(wǎng)同一節(jié)點上，它的電壓損耗或電壓偏移隨著時間是不斷變化

31、的。因而在統(tǒng)計電網(wǎng)電壓或者電壓偏移的范圍時，要注意它們在空間上的分布和隨時間而變化的特點。在系統(tǒng)運行中，如果電壓的偏移太大，會影響工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，損壞設備，甚至引起毀滅性的“電壓崩潰”，造成大面積的停電，電壓偏移對系統(tǒng)和用戶端都會產(chǎn)生影響。系統(tǒng)電壓降低時，發(fā)電機的定子電流增大。如果電流原已達到額定值，那么在電壓降低后會超過額定值。為使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子不至于過熱，不得不減少發(fā)電機的發(fā)出功率。同樣，系統(tǒng)電壓降低后，也不得不減少變壓器的負荷。電壓過低產(chǎn)生危害，電壓過高同樣會產(chǎn)生危害。當系統(tǒng)電壓過高的時候，將使電氣設備的絕緣受損。而且變壓器、電動機等設備的鐵芯要飽和，鐵芯損耗增大，溫升將增加，壽命

32、將縮短。另外，電壓過高的時候，對于對電壓敏感的照明負荷白熾燈而言，將會使白熾燈的壽命縮短。但是，電壓過低，亮度和發(fā)光效率又要大幅度下降。日光燈的反映比較遲鈍，但當電壓偏離其額定值的時候，也將縮短壽命。至于因系統(tǒng)中無功功率短缺，電壓水平地下，某些樞紐變電所母線電壓微小的擾動下，頃刻之間的大幅度下降，則更是一種導致發(fā)電廠之間失步、系統(tǒng)瓦解失誤的災難性事故19。解決電壓地下的方法，可以通過中樞點電壓管理、發(fā)電機調(diào)壓和變壓器調(diào)壓來實現(xiàn)，同時也可以利用并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器和靜止補償器等方法來減小危害。2.2.3 諧波含量1、基本概念一般地，認為電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)供電電壓波形為工頻正弦波形，其數(shù)學表達式為51

33、（2-3）其中：式中：電壓的有效值，其幅值為；初相角；、和工頻角頻率、頻率和周期。在電路中，線性無源元件上的電壓和電流之間的關系，不外乎比例（），微分（）和積分（）等關系，正弦周期函數(shù)在進行加、減、微分和積分等運算時仍保持正弦函數(shù)的特點，所以在電網(wǎng)中要求盡可能由正弦波形的電源來供電。但是，由于非線性負荷的存在，電網(wǎng)電壓的波形偏離正弦波形而發(fā)生畸變?；儾ㄐ慰梢杂靡幌盗胁煌l率的波形來近似表示。其中，與電源頻率（假設電源頻率為）一致的項（帶有的項）為基波分量，其他為諧波分量。諧波頻率是基波頻率的整數(shù)倍，是幾倍就稱為幾次諧波，如含有項的稱為三次諧波，含有項的稱為五次諧波，其它依次類推。在實際的電網(wǎng)

34、中還存在著一些不是基波整數(shù)倍的正弦分量，稱為次諧波和間諧波。在近代的交交變頻器中還存在“旁頻”，即在整數(shù)次諧波附近的非整數(shù)次諧波。2、產(chǎn)生諧波問題的主要原因電力系統(tǒng)諧波問題日益嚴重，其主要原因有如下幾個方面：（1）電力電子設備及其新技術在化工、冶金、礦山、電氣化鐵道等工礦企業(yè)中廣泛采用，使得非線性負荷大量增加；同時各種家用電器的普遍使用，形成遍及整個電網(wǎng)的用戶諧波源，從電網(wǎng)的各個供電點向電力系統(tǒng)注入大量諧波。（2）為了節(jié)省原材料，鐵芯設備的工作點進入飽和區(qū)，引起諧波增加。（3）電弧爐用戶的增多及其容量增大?？梢?，由于非線性用戶的不斷增多和容量增大，使電力系統(tǒng)諧波水平日益上升，稱為相當嚴重的問題

35、。3、諧波的主要危害和影響（1）使旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)子鐵芯及定子繞組產(chǎn)生諧波附加損耗，引起發(fā)熱，并使機組產(chǎn)生振動和噪聲。對于同步發(fā)電機，流入定子繞組的諧波電流，將使轉(zhuǎn)子鐵芯、套箍、槽鍥（汽輪發(fā)電機）以及轉(zhuǎn)子上的阻尼繞組（水輪發(fā)電機）產(chǎn)生局部過熱而損壞。對于異步電動機，諧波電流使定子繞組產(chǎn)生附加銅損耗，形成過熱而燒毀。（2）使變壓器和線路產(chǎn)生諧波附加損耗引起網(wǎng)損增大（諧波網(wǎng)損）。還引起變壓器的振動和噪聲。在發(fā)生系統(tǒng)諧波諧振或諧波 放大的情況下，諧波網(wǎng)損可以達到相當大的程度。（3）在系統(tǒng)電容和電感的配合下，對于注入對應于其諧振頻率的諧波所激勵，產(chǎn)生諧波諧振和諧波放大，從而引起電容補償裝置中的電容器和串聯(lián)電

36、抗損壞，也會使電力電纜擊穿，產(chǎn)生如干擾保護，增大網(wǎng)損等后果。（4）對繼電保護和自動裝置產(chǎn)生干擾，引起誤動，主要諧波在正序（基波）量的基礎上，產(chǎn)生的干擾，如對電容補償裝置的過電流保護產(chǎn)生干擾，引起跳閘。諧波在負序（基波）量的基礎上產(chǎn)生的干擾，如對各種以負序濾過器為啟動元件的保護和自動裝置的干擾，引起頻繁誤動，包含有a) 發(fā)電機的負序電流保護誤動。b) 變電站主變壓器的復合電壓啟動過電流保護裝置的負序電壓啟動元件誤動。c) 母線差動保護的負序電壓閉鎖元件誤動。d) 線路各型距離保護的負序啟動振蕩閉鎖裝置誤動。e) 線路相差高頻保護誤動。f) 故障錄波器誤動。（5）諧波引發(fā)系統(tǒng)事故，如諧波對保護干擾

37、產(chǎn)生誤動，引起a) 大同二電廠200mw發(fā)電機跳閘使北京大面積停電事故。b) 河南電網(wǎng)220kv計駐線跳閘，駐馬店、信陽地區(qū)大面積停電事故；山西晉東南電網(wǎng)瓦解大面積停電事故。此外諧波還對電能質(zhì)量、測量儀表、通訊等產(chǎn)生干擾21?？刹扇≡黾訐Q流裝置的脈動數(shù)、加裝交流濾波器、改變諧波源的配置和工作方式、采用有源電力濾波器等方法來限制和改善電網(wǎng)諧波。2.2.4 電壓波動和閃變1、基本概念供電電壓在兩個相鄰的、持續(xù)時間在1s以上的電壓有效值和之間的差值，稱為電壓變動。電壓波動是一系列電壓變動或連續(xù)的電壓偏差。電壓波動值為電壓有效值的兩個極值和之差，常以其標稱電壓的百分數(shù)表示其相對百分值，即51 （2-4

38、）其中、分別為工頻電壓調(diào)幅波的相鄰兩個極值電壓（均方根值）。為了使電壓波動與電壓偏差（電壓的慢變化）相區(qū)別。規(guī)定電壓變化率大于每秒0.2%時為電壓波動，否則視為電壓偏差。電壓波動會影響一些電氣設備的正常工作，一開始人們把由點光源電壓波動所造成的燈光閃爍，稱之為閃變（或電壓閃變）。實際上閃變是人對照度波動的主觀視感。但在現(xiàn)代電網(wǎng)中常把由電壓波動引起的閃變現(xiàn)象作為首先考核的電壓質(zhì)量指標。受電壓閃變影響的設備包括計算機、控制設備、照明設備等，在這些設備中，白熾燈是對閃變現(xiàn)象最敏感的設備，同時閃變也包括了電壓波動的全部有害作用，所以一般選用白熾燈的工況作為判斷電壓波動的依據(jù)。嚴格的說閃變是電壓波動的一

39、種，不能以電壓波動代替閃變，但在實際中，白熾燈是最廣泛使用的低壓照明電器，其照度波動對電壓波動也最為敏感和顯著，同時，對于高電壓等級也用閃變強度來衡量電壓波動水平，以求統(tǒng)一標準，所以通過對閃變的分析可以起到對電壓波動分析的作用。2、電壓波動與閃變的產(chǎn)生與危害電壓波動大的后果就是產(chǎn)生閃變，電壓波動常會引起許多電工設備不能正常工作。主要表現(xiàn)在（1）照明燈閃爍，引起人的視覺不適和疲勞；（2）電視機畫面亮度變化，垂直和水平幅度擺動；（3）電子計算機、自動控制設備等工作不正常；（4）電機轉(zhuǎn)速不均勻，危及安全運行，影響產(chǎn)品質(zhì)量等。通常供電系統(tǒng)中電壓波動和閃變多由用戶波動性負荷所引起，波動性負荷可分為周期性

40、的波動性負荷和非周期性的波動性負荷兩類，其中周期性或近似周期性波動性負荷對閃變的影響更為嚴重。波動性負荷在系統(tǒng)阻抗上將引起電壓的波動。當負荷波動時，系統(tǒng)阻抗越大（或系統(tǒng)短路容量越?。瑒t其所導致的電壓波動越大，這決定于供電系統(tǒng)的容量、供電電壓、用戶負荷位置、類型、電動機啟動頻率和功率等。電壓方均根值的波動，其秒伏（）面積越大，所引起的閃變干擾越大，電壓變動重復頻率512hz所引起的照明閃變尤為嚴重。特別是在生產(chǎn)精密儀器產(chǎn)品的工廠中，即使有0.1的電壓變動也會使生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量受到損失。波動性負荷主要有電弧爐，感應爐的變頻電源，絞車和軋機，電焊機，電動機啟動，采礦的挖掘機，鋸木機和粉碎機等。這些波

41、動性負荷，影響和危害著與其連接在公共供電點的其他用戶的電工設備，必須引起重視23-24。2.2.5 三相電壓不平衡1、基本概念在理想的三相交流電力系統(tǒng)中，三相電壓應該具有相同的數(shù)值，且按a、b、c三相順序互成120角度，這樣的系統(tǒng)叫做三相平衡系統(tǒng)。然而由于存在種種不平衡因素，實際的電力系統(tǒng)并不是完全平衡的。具體的不平衡因素可歸結(jié)為事故性和正常性兩大類。事故性的不平衡是由于三相系統(tǒng)中一相或兩相出現(xiàn)故障所致。正常的不平衡則是負荷不平衡、系統(tǒng)三相阻抗不對稱以及消弧線圈的不正確調(diào)諧所致。作為電能質(zhì)量指標之一的電壓不平衡是針對正常不平衡運行工況制定的。三相不平衡度的度量可用下式表示 （2-5）式中：三相

42、電壓對稱分量分解后的負序分量的幅值；三相電壓用對稱分量分解后的正序分量的幅值。2、三相不平衡產(chǎn)生的主要原因系統(tǒng)阻抗的不對稱會引起背景電壓的不平衡，其不平衡度一般不超過0.5%，但是，在高峰負荷或者高壓線停電時，不平衡度有時超過1%。一般架空電網(wǎng)的不對稱度或者不平衡電壓不超出0.5%1.5%的范圍，其中1%以上的情況往往是分段的架空電網(wǎng)，其換位是在變電所母線上實現(xiàn)的。對于電纜線路，其不對稱度為零，因為，無論是三芯電纜還是單芯電纜，各相芯線對接地來說都處于對稱的位置。在中性點不接地系統(tǒng)（6、10、35kv）中，當消弧線圈調(diào)諧不當和系統(tǒng)對地電容處于串聯(lián)諧振狀態(tài)時，會引起中性點電壓過高，從而引起三相對

43、地電壓的嚴重不平衡。3、三相不平衡的主要危害及其對策與其他電能質(zhì)量問題一樣，三相不平衡同樣對電力系統(tǒng)本身以及電力用戶造成一系列的危害，具體表現(xiàn)在（1）引起旋轉(zhuǎn)電機的附加發(fā)熱和振動，危及其安全運行和正常出力。（2）引起以負序分量為啟動元件的多種保護發(fā)生誤動作（特別是當電網(wǎng)匯總同時存在諧波的時候），對電網(wǎng)的安全運行具有嚴重的威脅。（3）電壓不平衡使半導體變流設備產(chǎn)生附加的諧波電流（非特征諧波），而這種設備一般設計上只允許2%的電壓不平衡度。（4）電壓不平衡使發(fā)電機容量的利用率下降。這是因為不平衡時最大相電流不能超過額定值。在極端情況下，只帶單相負荷時，則設備利用率僅為。（5）變壓器的三相負荷不平衡

44、，不僅使負荷較大的一相繞組過熱導致其壽命縮短，而且還會由于磁路不平衡，大量漏磁通經(jīng)箱壁、夾件等使其嚴重發(fā)熱，造成附加損耗。（6）在低壓配電線路中，三相不平衡會影響計算機正常工作，還會引起照明電燈壽命縮短（電壓過高）或者照度不足（電壓過低），以及電視機的損壞。（7）三相平衡時，將引起電網(wǎng)損耗的增加。（8）使電熱爐的電能損耗增加，產(chǎn)量減少，爐子的效率降低。（9）低于通信系統(tǒng)，電力三相不平衡時，會增大對其干擾，影響正常通信質(zhì)量。解決三相不平衡通常使用的方法為，將不對稱負荷分配到不同的供電點；將不對稱負荷合理分配到各相；將不對稱負荷接到更高電壓等級上供電，以使連接點的短路容量足夠大；采用平衡裝置等等2

45、5。2.3 電能質(zhì)量下降問題分析2.3.1 電能質(zhì)量下降的原因電力系統(tǒng)中的非線性負荷向電網(wǎng)注入大量的諧波電流并引起三相電壓不對稱，公用電網(wǎng)中的非線性負荷(即諧波源)主要是各種電力電子裝置(含家用電器、計算機等電源部分)、變壓器、發(fā)電機、電弧爐和熒光燈等。在電力電子裝置大量應用之前，最主要的諧波源是電力變壓器的勵磁電流，其次是發(fā)電機。在電力電子裝置大量應用之后，它已成為最主要的諧波源26 。發(fā)電機是公用電網(wǎng)的電源，在設計發(fā)電機時，采取了許多削弱諧波電動勢的措施，因此，其輸出電壓的諧波含量是很小的。國際電工委員會(iec)規(guī)定發(fā)電機的端電壓波形在任何瞬間與其基波波形之差不得大于基波幅值的5%。因此

46、，在分析公用電網(wǎng)的諧波時，可以認為發(fā)電機電動勢為純正弦波形，不考慮其諧波分量26。變壓器的諧波電流是由其勵磁回路的非線性引起的，勵磁電流的諧波含量和鐵心飽和程度直接相關，即和其所加的電壓有關。正常情況下，所加電壓為額定電壓，鐵心基本工作在線性范圍內(nèi)，諧波電流含量不大。但在輕載時電壓升高，鐵心工作在飽和區(qū)，諧波電流含量就會大大增加。另外，在變壓器投入運行過程、暫態(tài)擾動、負載劇烈變化及非正常狀態(tài)運行時，都會產(chǎn)生大量的諧波26。電弧爐的諧波主要是由起弧的時延和電弧的嚴重非線性引起的。電弧長度的不穩(wěn)定性和隨機性，使得其電流諧波頻譜十分復雜。電弧爐工作在熔煉期間諧波電流很大，當工作在精練期間時，由于電弧

47、特性較穩(wěn)定，諧波電流較小。熒光燈的伏安特性是嚴重非線性的，因此也會引起嚴重的諧波電流，其中3次諧波含量最高。近30年來，電力電子裝置的應用日益廣泛，也使得電力電子裝置成為最大的諧波源。在各種電力電子裝置中，整流裝置所占的比例最大。目前，常用的整流電路幾乎都采用晶閘管相控整流電路或二極管整流電路，其中以三相橋式和單相橋式整流電路為最多。帶阻感負載的整流電路所產(chǎn)生的諧波污染和功率因數(shù)滯后已為人們所熟悉。直.流側(cè)采用電容濾波的二極管整流電路也是嚴重的諧波污染源。這種電路輸入電流的基波分量相位與電源電壓相位大體相同，因而基波功率因數(shù)接近l。但其輸入電流的諧波分量卻很大，給電網(wǎng)造成嚴重污染，也使得總的功

48、率因數(shù)很低。另外，采用相控方式的交流電力調(diào)整電路及周波變流器等電力電子裝置也會在輸入側(cè)產(chǎn)生大量的諧波電流26。 除上述電力電子裝置外，逆變器、直流斬波器和間接dc-dc變換器的應用也較多。但這些裝置所需的直流電源主要來自整流電路，因而其諧波和無功功率問題也很嚴重。在這類裝置中，各種開關電源、不間斷電源和電壓型變頻器等的用量越來越大，其對電網(wǎng)的諧波污染問題也日益突出。特別是單臺功率雖小，但數(shù)量及其龐大的彩色電視機、個人計一算機和各種家用電器及辦公設備，其內(nèi)部大都含有開關電源，它們的日益普及所帶來的諧波污染問題是非常嚴重的26。另外，煉鋼電弧爐既是諧波源，也是電壓波動、閃變的肇事者，同時還是不對稱

49、負荷。在電弧爐的熔化期，由于電弧燃燒極不穩(wěn)定，電極經(jīng)常短路和斷路，因而它的基波電流和諧波電流變化都很大，三相不平衡很嚴重27 。電力機車是單相整流負荷，它在消耗電能的同時向供電系統(tǒng)注入大量的高次諧波，而且還產(chǎn)生不平衡電流。由于電氣化鐵道的容量很大，目前大約占總負荷的10%以上，而且分布很廣，因此，電力機車是影響面較大的污染源。另外，家用電器大都是單相負荷，同樣產(chǎn)生不平衡電流27 。2.3.1 電能質(zhì)量下降的危害諧波對公用電網(wǎng)和其它系統(tǒng)的危害大致有以下幾個方面31：1.諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設備的效率，大量的3次諧波流過中性線時會使線路過熱甚至發(fā)生火災

50、。為了補償負載的無功功率，提高功率因數(shù)，常在負載處裝有并聯(lián)電容器。為了提高系統(tǒng)的電壓水平，常在變電所安裝并聯(lián)電容器。此外，為了濾除諧波，也會裝設由電容器和電抗器組成的濾波器。在工頻頻率下，這些電容器的容抗比系統(tǒng)的感抗大的多，不會產(chǎn)生諧振。但對諧波頻率而言，系統(tǒng)感抗大大增加而容抗大大減小，就可能產(chǎn)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振。這種諧振會使諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍，會對系統(tǒng)，特別對電容器和與之串聯(lián)的電抗器形成很大的威脅，常常使電容器和電抗器燒毀。在由諧波引起的事故中，這類事故占有很高的比例。日本的一篇報告中指出，電容器和與之串聯(lián)的電抗器的燒毀在諧波引起的事故中約占75%。諧波電流在電網(wǎng)中的流動會在線路上

51、產(chǎn)生有功功率損耗，它是電網(wǎng)線路損耗的一部分。一般來說，諧波電流與基波電流相比所占比例不大，但諧波頻率高，導線的集膚效應使諧波電阻比基波電阻增加得大，因此諧波引起的附加線路損耗也增大。諧波源在一些諧波頻率上吸收有功功率，在另一些頻率上向外發(fā)送有功功率。這些諧波有功功率通常都是由從電網(wǎng)吸收的基波有功功率轉(zhuǎn)化來的。諧波源吸收的諧波有功功率通.常對產(chǎn)生諧波的裝置本身是有害無益的。諧波源發(fā)出的諧波有功功率也給接在電網(wǎng)上的其它用電設備帶來危害，并增加功率損耗。對于采用電纜的輸電系統(tǒng)，諧波除了引起附加損耗外，還可能使電壓波形出現(xiàn)尖峰，從而加速電纜絕緣的老化，引起浸漬絕緣的局部放電，也使介質(zhì)損耗增加和溫升增高

52、，縮短了電纜的使用壽命。通常電纜的額定電壓越高，諧波對電纜的危害也越大。電纜的分布電容對諧波電流有放大作用，會使上述危害更為嚴重。對于架空線路來說，電暈的產(chǎn)生和電壓峰值有關，雖然電壓基波未超過規(guī)定值，但由于諧波的存在，其電壓峰值可能超過允許值而產(chǎn)生電暈，引起電暈損耗。流過電網(wǎng)中斷路器的電流里含有較大的諧波時，在電流過零點處的di/dt可能要比正常時大得多，從而使斷路器的開斷能力降低。有的斷路器的磁吹線圈在諧波電流嚴重的情況下將不能正常工作，從而使斷路器無法斷開以致?lián)p壞。在民用建筑中，大量使用熒光燈和其它產(chǎn)生大量3次諧波的燈具及各種電器。這些3次諧波都從中性線流過，甚至使其電流超過各相電流。因正

53、常情況下中性線電流比各相電流小得多，因而設計時中性線的導線較細。在大量3次諧波電流流過中性線時，就會使導線過載過熱、絕緣老化，進而發(fā)生短路，引起火災。我國己發(fā)生多起由于這一原因而引起的重大火災，造成慘痛損失，必須引起足夠的重視。諧波對電網(wǎng)的危害除造成線路損耗外，更重要的是使電網(wǎng)波形受到污染，供電質(zhì)量下降，危及各種用電設備的正常運行。2.諧波影響各種電氣設備的正常工作。諧波對電機的影響除引起附加損耗外，還會產(chǎn)生機械振動、噪聲和過電壓，使變壓器局部嚴重過熱。諧波使電容器、電纜等設各過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞。 3.諧波會導致繼電保護和自動裝置的誤動作，并會使電氣測量儀表計量不準確。電力系統(tǒng)

54、中的諧波會改變保護繼電器的性能，引起誤動作或拒絕動作。不同類型的繼電器工作原理和設計性能不同，因此諧波對其影響也有較大的差別。諧波對大多數(shù)繼電器的影響并不太大，但對部分晶體管型繼電器可能會有很大的影響。電力測量儀表通常是按工頻正弦波形設計的，當有諧波時，將會產(chǎn)生測量誤差。儀表的原理和結(jié)構(gòu)不同，所產(chǎn)生的誤差也不相同。4.諧波會對臨近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量；重者導致信息丟失，使通信系統(tǒng)無法正常工作。諧波對通信系統(tǒng)的干擾是一個在國際上十分重視的問題，對此己進行了充分的研究并制定了相應的標準。諧波干擾會引起通信系統(tǒng)的噪聲，降低通話的清晰度。干擾嚴重時會引起信號的丟失，在諧波和基

55、波的共同作用下引起電話鈴響，甚至還發(fā)生過危及設備和人身安全的事故。電力系統(tǒng)傳輸?shù)墓β室哉淄?mw)計，而通信系統(tǒng)的功率以毫瓦(mw)計，兩者相差十分懸殊。因此，電力網(wǎng)中不大的不平衡音頻諧波分量，如果藕合到通信線路上，就可能產(chǎn)生很大的噪聲。電力網(wǎng)中的不平衡電流一般對通信系統(tǒng)影響不大，而不平衡電流，特別是不平衡諧波電流對通信系統(tǒng)可能產(chǎn)生嚴重的干擾。在有多個中性點接地的電網(wǎng)中，如有較大的零序分量諧波電流通過中性點流入大地，就會嚴重干擾附近的通信系統(tǒng)。 諧波引起電能質(zhì)量的下降會使產(chǎn)品質(zhì)量下降，甚至導致生產(chǎn)過程中斷，從而造成大量的經(jīng)濟損失。據(jù)報道，美國工業(yè)由于電能質(zhì)量問題每年造成經(jīng)濟損失在200億美元以

56、上32。 另外，因三相電壓不平衡、電壓波動及閃變引起的電能質(zhì)量下降也會造成危害。三相電壓不平衡(即存在負序分量)會引起電機附加振動力矩和發(fā)熱。如負序電壓含量為4%，由于發(fā)熱其絕緣壽命縮短約一半。如果某相電壓高于額定值，則其絕緣壽命縮短更嚴重。一些保護會因負序和諧波的干擾而發(fā)生動作。1990年4月，山西晉東南由于大焦線電氣化鐵道的諧波和負序干擾，引起漳澤電廠jgx-11 a型高頻保護動作，使220 kv長冶變電站及9個35-220 kv變電站全部停電，甩負荷100 mw以上，使電網(wǎng)和用戶均受重大損失33。 電壓的快速波動會使電動機轉(zhuǎn)速不均勻，不僅危及電動機的安全運行，而且還影響一些產(chǎn)品的質(zhì)量，并引起照明的閃變，使人眼疲勞而降低工效等38。電壓閃變還可能導致共同藕合點電壓下降。 電動機是電網(wǎng)的主要用電設備，占總負荷的60%以上，電網(wǎng)電壓和頻率的偏差，諧波含量，三相電壓不平衡以及電壓波動和閃變均會直接影響輸出的力矩，從而影響生產(chǎn)的工效和.產(chǎn)品質(zhì)量。例如電動機機軸端負荷為恒定時，電壓減少10%，則滑差約增