電能質量問題的研究與探索

摘 要：電能質量是指電力系統中電力的質量，影響到電力系統及其設備的安全性和效率性。本文主要研究了電能質量問題產生的原因和電能質量的主要指標，及對電能質量的治理進行了探索研究。

關鍵詞：電能質量;主要指標;研究

電能的質量直接影響到電力系統和電氣設備的安全和效率，與節約能源也密不可分，也直接影響到人們的生活和社會經濟的總體效益。電能質量的標準是保障電能質量的基本技術依據[1]。目前，國外對電能質量的分析，主要是從電磁容學入手研究的。國內外已經有大量關于電能的質量問題的探索和研究。本文主要從電能質量問題產生的原因，衡量電能質量的主要指標以及電能質量的治理三個方面進行闡述。

一、電能質量問題的產生原因

在電力系統中引起電能質量問題的主要原因有：

（一）電力非線性負荷

目前，在生活和工業等電力系統用電中，存在著很多非線性負荷。如變壓器、發電機和輸電產生的諧波，還有非線性負載產生的諧波。另外，變頻和整流等裝置，產生的諧波電流對電網造成嚴重干擾使它的功率降低。現在許多新型的電力設備，由于包含沖擊性和非線性的負荷，會產生畸形電流，會對電壓造成嚴重的影響。因此由于這些電力非線性負荷的過度應用，電力系統中電能質量的問題將更加嚴重。

（二）電力系統故障

電力系統中的很多故障，會直接或間接地造成各種嚴重的電能質量問題。如電力系統短路故障（電壓的跌落或中斷而產生的）、自然災害（如雷擊引起的絕緣子閃絡、季節氣候或各種線路對地放電等）、人為誤操作以及發電機系統工作狀態的更改等都有可能造成嚴重的電能質量問題。

二、電能質量的主要指標

雖然人們所關注電能質量的角度不同，但是對其主要技術指標認識大體一致，下面就對電能質量的主要指標進行研究。

（一）電壓偏差

電壓偏差是電力系統正常運行的時候的電壓偏移量。如果電壓偏差過大，對很多用電設備的安全性能會產生很大危害，也會很大程度上影響電網的經濟運行。例如：電壓過高，會使鐵芯設備的元件加速老化，更甚者會造成其絕緣損壞。電壓過高時，電動機的絕緣性能會受到影響，電動機的壽命會縮短。

（二）頻率偏差

如果電力系統是在正常運行的情況下，系統的頻率偏差就等于系統頻率的實際值減去標稱值。電力系統的頻率偏差，應該在規定的范圍內，如果偏差過大的話，首先影響他的設備運行，還會影響用戶設備的效率，發熱量增加，甚至燒毀設備。例如：電力系統頻率偏差過大，將會對電動機的轉速產生影響，進而對產品的質量產生影響。系統頻率偏差過大還會對電動機的輸出功率產生影響。

（三）諧波和間諧波

諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉級數分解，其余大于基波頻率的電流產生的電量[2]。非線性的電力設備使電網中產生的諧波和間諧波，會直接引起電能質量的降底。諧波會使系統容量降低，還會加速設備老化，縮短設備使用壽命，甚至損壞設備。

三、電能質量治理

電能質量治理是一項并不簡單的系統工程，可通過對電網系統電能質量進行普查，然后通過制訂科學的管理方法，使投資效益進行提高。

（一）消除局部諧波

電力系統中在變電所或者負荷點裝有并聯的電容器，可以提高電壓水平和補償無功功率。如果系統中含有諧波分量，就很有可能產生并聯或串聯諧振，可以通過安裝交流濾波裝置吸收諧波電流。局部的諧振問題，可通過改動系統的頻率和等值電路中的頻率或者。為了減弱諧波的發生，也可通過改變部分系統運行或者接線方式來實現。

（二）濾波

通過只使用并聯濾波器，讓技術經濟更為合理。無論在理論上還是在實踐上，都會通過并聯電路來濾波。因此，在系統中安裝諧波阻抗低的并聯濾波器，可以將系統里產生的局部諧波電流轉移出去，從而減小諧波電壓壓降 。從本文上面的分析可以知道，電壓偏差小對電能質量影響小。還可以通過無功功率補償電容器的容量、系統的換流負載等對濾波器進行控制。

（三）正確布置和維護用電設備

隨著用戶對電能需求的增加，電力系統運行方式的變化以及設備的陳舊程度都會影響到電能質量的效果。如果整體的用電設備布置和維護不好，使設備不斷的受到污染，會產生非線性的負荷狀態，對電能質量造成嚴重影響。例如：用電設備過熱，在加上維護不好，絕緣老化，加速震動等等，都會對電能質量產生影響進而對電力系統的安全產生威脅。尤其對很多高耗能的企業來說，對電能質量的管理就要更加嚴格，對用電設備的布置要求更加合理，維護與治理要更加強。

綜上所述，本文對電能質量問題產生的原因及電能質量的指標進行了詳細的闡述，并對電能質量的治理進行了探索和研究，電能質量的治理在當前是具有很重大的意義。

參考文獻

[1] 黃弋，周菁.基于FACTS技術的電能質量行業發展現狀及趨勢[J].科技風，2012（15）：50-51.

[2] 戴文，魏淑艷，曹明革.小波變換在諧波檢測中的應用研究[J].電子測量技術，2011，34（7）：37-39，49.

【作者簡介】 張偉（1986—），女，碩士，研究方向：無線通信技術。