電能質(zhì)量及其指標

      一個理想的電力系統(tǒng)應(yīng)以恒定的頻率(50Hz)和正弦的波形，按規(guī)定的電壓水平對用戶供電。在三相交流電力系統(tǒng)中，各相的電壓和電流應(yīng)處于幅值大小相等、相位互差120°的對稱狀態(tài)。由于系統(tǒng)各元件(發(fā)電機、變壓器、線路等等)參數(shù)并不是理想線性或?qū)ΨQ的，加之調(diào)控手段的不完善、負荷性質(zhì)各異且其變化的隨機性以及運行操作、各種故障等原因，這種理想狀態(tài)在實際當(dāng)中并不存在，因此就產(chǎn)生了電能質(zhì)量(Power Quality)的概念。 

      電能質(zhì)量可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差，其內(nèi)容涉及頻率偏差、電壓偏差、電磁暫態(tài)、供電可靠性、波形失真、三相不平衡以及電壓波動和閃變等。
 
      人們對電能質(zhì)量問題的重視并非近幾年的事情，而是伴隨電力系統(tǒng)發(fā)展的全過程，只不過早期包含的內(nèi)容比較簡單，主要局限在頻率偏差和電壓偏差兩個方面。自從80年代以來，隨著新型電力負荷的出現(xiàn)以及它們對電能質(zhì)量不斷增加的要求，電能質(zhì)量問題才逐漸引起電力公司和電力用戶的普遍重視，其主要原因有以下幾個方面： 

      (1)為了提高勞動生產(chǎn)率和自動化水平，大量基于計算機系統(tǒng)的控制設(shè)備和電子裝置投入使用，這些裝置對電能質(zhì)量非常敏感。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(dāng)今自動化設(shè)備的連續(xù)精加工生產(chǎn)，不論是變速拖動還是機器人，工作母機還是自動化生產(chǎn)線，例如柔性制造系統(tǒng)(FlVIS)或計算機綜合制造系統(tǒng)(CIMS)，它們對配電系統(tǒng)中的干擾和異常非常敏感，甚至幾分之一秒的不正常就可能在工廠內(nèi)部造成混亂，這些用戶對不合格電力的容許度嚴格到只有持續(xù)工頻1～2頻率周期。 

      (2)現(xiàn)代電力系統(tǒng)中用電負荷結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大的變化，諸如半導(dǎo)體整流器、晶閘管調(diào)壓及變頻調(diào)整裝置、煉鋼電弧爐、電氣化鐵路和家用電器等負荷的迅速發(fā)展，由于其非線性、沖擊性以及不平衡的用電特性，使電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生畸變，或引起電壓波動和閃變以及三相不平衡，甚至引起系統(tǒng)頻率波動等，這些對供電電能質(zhì)量會造成嚴重的干擾或“污染”。 

      (3)電能作為商品，在電力市場運行機制下，不同的發(fā)電公司，包括獨立電能生產(chǎn)者，在發(fā)電側(cè)實行競爭，輸配電系統(tǒng)(即電力公司)與發(fā)電分離，獨立經(jīng)營管理，為發(fā)電公司和用戶提供轉(zhuǎn)送電能服務(wù)，用戶側(cè)也可以作為獨立實體參加價格控制。這樣一個開放和鼓勵競爭的運行環(huán)境，必然對電能質(zhì)量提出越來越高的要求，并促使電能質(zhì)量標準化的發(fā)展和不斷完善。
 
      電能質(zhì)量與一般產(chǎn)品質(zhì)量不同，有其如下特點：①不完全取決于電力生產(chǎn)企業(yè)，甚至有的質(zhì)量指標(例如諧波，電壓波動和閃變，三相電壓不平衡度)往往是由用戶干擾所造成的；②對于不同的供(或用)電點在不同的供(或用)電時刻，電能質(zhì)量指標往往是不同的，也就是說，電能質(zhì)量在空間上和時間上均處于動態(tài)變化之中。