電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的指標(biāo)是電壓、波形和頻率。

一、電壓質(zhì)量

電力系統(tǒng)理想的電壓應(yīng)該是幅值始終為額定值的三相對(duì)稱正弦波電壓。但由于電力系統(tǒng)中存在阻抗及用電負(fù)荷的變化、用電負(fù)荷的不同性質(zhì)和不同的特點(diǎn)，造成了實(shí)際電壓在幅值、波形和對(duì)稱性上與理想電壓之間的偏差。電壓的質(zhì)量是按照國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，通過(guò)對(duì)電壓的偏移、波動(dòng)和波形的質(zhì)量指標(biāo)評(píng)估得出的。

1、電壓偏移

1）電壓偏移的概念

電壓偏移是指電網(wǎng)實(shí)際電壓與額定電壓之差，也稱電壓損失。

2）電壓偏移的規(guī)定

電壓偏移通常用其是額定電壓的百分之多少表示。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用戶受電端的電壓變動(dòng)幅度應(yīng)不超過(guò)額定電壓的百分?jǐn)?shù)是：

（1）35kV及以上供電和對(duì)電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶電壓偏移為±5%；

（2）10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶電壓偏移為±7%；

（3）低壓照明用戶電壓偏移為+5%～-10%。

3）電壓偏移的影響

電壓偏移對(duì)運(yùn)行中的用電設(shè)備會(huì)造成不良的影響。以電動(dòng)機(jī)為例，當(dāng)電壓降低時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方成比例下降。例如電壓降低20%，轉(zhuǎn)矩會(huì)降低36%，電流會(huì)增加20%~35%，造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低而可能導(dǎo)致工廠廢品產(chǎn)生，溫度升高使電動(dòng)機(jī)線圈過(guò)熱，絕緣加速老化，甚至燒毀電機(jī)；當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，電動(dòng)機(jī)鐵芯會(huì)出現(xiàn)飽和，激磁電流增大，鐵損增大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，效率降低，運(yùn)行性能變壞，甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。

4）減少電壓偏移的主要措施

（1）合理減少系統(tǒng)的阻抗，增大導(dǎo)線或電纜的截面；

（2）減少系統(tǒng)的變壓級(jí)數(shù)，盡量保持系統(tǒng)三相負(fù)荷平衡；

（3）高壓線深入負(fù)荷中心，多回路并聯(lián)供電；

（4）采用有載或無(wú)載調(diào)壓變壓器，直接對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整；

（5）對(duì)功率因數(shù)低，帶有沖擊性負(fù)載的線路，采用無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。

2、電壓波動(dòng)

1）電壓波動(dòng)的概念

電壓波動(dòng)是指電壓在系統(tǒng)電網(wǎng)中做快速、短時(shí)的變化。變化更為劇烈的電壓波動(dòng)稱為電壓閃變。

2）電壓波動(dòng)的原因

電壓波動(dòng)主要是由于用戶負(fù)荷的劇烈變化所引起的。由于電力系統(tǒng)中沖擊性負(fù)荷的作用，如大型電動(dòng)機(jī)的啟停、電弧爐熔化期的工作短路等，都使電網(wǎng)在某一時(shí)期內(nèi)電壓急劇變化而偏離額定值，從而引起電壓波動(dòng)。

3）電壓波動(dòng)的規(guī)定

電壓波動(dòng)程度用電壓在變化中相繼出現(xiàn)的最大值和最小值之差是額定電壓的百分之多少表示。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電壓波動(dòng)允許值為：

（1）10kV及以下電壓波動(dòng)允許值2.5%；

（2）35～110kV電壓波動(dòng)允許值2%；

（3）220kV及以上電壓允許波動(dòng)值1.6%。

4）抑制或減少電壓波動(dòng)的主要措施

（1）采用合理的結(jié)線方式；

（2）對(duì)負(fù)荷變化劇烈的大型設(shè)備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鞴╇姡?/p>

（3）提高供電電壓等級(jí)，減少電壓損失。

（4）增大供電系統(tǒng)容量，減少系統(tǒng)阻抗；

（5）電壓波動(dòng)嚴(yán)重時(shí)減少甚至切除引起電壓波動(dòng)的負(fù)荷；

（6）采用靜止無(wú)功功率補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償，以減少無(wú)功功率沖擊引起的電壓閃變。

二、波形質(zhì)量

1、波形畸變率

正弦交流電的波形一般以波形畸變率來(lái)衡量。波形畸變率是指各次諧波有效值平方和的方根值與基波有效值的百分比。

2、波形畸變的主要原因

電力系統(tǒng)中存在大量非線性阻抗的供用電設(shè)備會(huì)產(chǎn)生諧波，如晶閘管整流裝置、變頻調(diào)速裝置、電弧爐、電抗器、變壓器等都是諧波源。

3、諧波的危害

諧波電氣設(shè)備接入電網(wǎng)后，向電網(wǎng)注入諧波電流，在電氣設(shè)備上產(chǎn)生諧波電壓，引起設(shè)備損耗增加，造成局部過(guò)熱，使電機(jī)機(jī)械振動(dòng)增加，噪聲增強(qiáng)；對(duì)電子元件及自動(dòng)裝置、測(cè)量元件產(chǎn)生干擾，引起工作失常；對(duì)電視和廣播產(chǎn)生干擾，圖像和通信質(zhì)量下降。

4、抑制高次諧波的主要措施

1）限制接入系統(tǒng)的變流設(shè)備及交流調(diào)壓設(shè)備的容量，提高供電電壓或單獨(dú)供電等；

2）在技術(shù)上采取增加整流器的相數(shù)，對(duì)整流變壓器采用Y，d或D，Y結(jié)線，裝設(shè)分流的無(wú)源濾波器，消除和吸收一些高次諧波；

3）對(duì)大型的非線性設(shè)備裝設(shè)靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，以吸收其產(chǎn)生的無(wú)功功率；

4）采用有源交流濾波裝置，即諧波抵消裝置，產(chǎn)生與諧波源相反的高次諧波電流，提供給負(fù)荷，抵消高次諧波。

三、頻率質(zhì)量

1、工頻

中國(guó)電力系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz，俗稱工頻。

2、頻率的規(guī)定

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，頻率偏差不得超過(guò)±0.5Hz。對(duì)容量大的系統(tǒng)不得超過(guò)±0.2Hz。

3、頻率偏離的影響

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著頻率變化，頻率偏移將影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，頻率偏離還會(huì)造成電子設(shè)備誤動(dòng)，信號(hào)誤傳等。頻率急劇下降，有可能使整個(gè)電力系統(tǒng)崩潰。

4、保證頻率質(zhì)量的措施

要達(dá)到頻率的質(zhì)量指標(biāo)，首先要做到電源與負(fù)荷間的有功功率平衡，當(dāng)供用電系統(tǒng)有功負(fù)荷不平衡時(shí)，可以切除些次要負(fù)荷，保持有功功率平衡。發(fā)生頻率偏差時(shí)，可采用調(diào)頻裝置調(diào)頻。