隨著國民經濟的發(fā)展，科學技術的進步和生產過程的高度自動化，電網中各種非線性負荷不斷增長;各種復雜的、精密的，對電能質量敏感的用電設備越來越多。隨著計算機技術的日益普及，大量基于計算機系統(tǒng)的控制設備和電子裝置不僅對供電電能質量異常敏感，同時也加劇了電能質量的進一步惡化。
導致用戶電力設備故障或誤操作的電壓電流或頻率的靜態(tài)偏差和動態(tài)擾動都統(tǒng)稱為電能質量問題。其表現為：電壓、頻率有效值的變化;電壓波動和閃變、電壓暫降、短時中斷和三相電壓不平衡、諧波;暫態(tài)和瞬態(tài)過電壓以及這些參數變化的幅度。電能和其他產品有所不同，發(fā)、輸、變、配和用是同時完成的，發(fā)、輸、變、配和用電設備是連接在一個系統(tǒng)。因此，電能質量不但取決于發(fā)、輸、變和配這些環(huán)節(jié)，而且還取決于用電這個環(huán)節(jié);電能質量不但取決于發(fā)、輸、變和配的勘測、設計、施工、運行這些環(huán)節(jié)，而且取決于用電的勘測、設計、施工、運行這些環(huán)節(jié)。如果說電能質量是一個環(huán)境，那么這個環(huán)境需要上述各方特別是電力部門和各個環(huán)節(jié)的協(xié)調配合，共同努力來創(chuàng)造。
目前城市和農村配網存在低功率因數和諧波污染問題。大量無功電流在電網中的流動會導致線路損耗增大，變壓器利用率降低，用戶電壓跌落嚴重。諧波污染則會使用電設備所處的環(huán)境惡化，也對周圍的通信系統(tǒng)和公用電網以外的設備帶來危害。諧波對公用電網和其他系統(tǒng)的危害大致由以下幾個方面：
1.諧波使公用電網中的元件產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，大量的三次諧波流過中性線時會使線路過熱甚至發(fā)生火災。
2.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、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞。
3.諧波會引起公用電網中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，使諧波危害大大增加，甚至引起嚴重事故。
4.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。
5.諧波對臨近的通信系統(tǒng)產生干擾，輕者產生噪聲，降低通信質量;重者導致信息丟失，使通信系統(tǒng)無法正常工作。
電能質量指標包括頻率波動、電壓正弦波畸變和電壓偏差等項。對農村電力網來說，主要是電壓質量問題。保證電壓質量，使用戶端電壓波動范圍在允許電壓偏差范圍之內，是農村電網建設、改造和運行中的主要任務之一。從1998年開始的農網改造工程，使農村高低壓配電網得到了根本性改善，基本解決了線路老化、線損大、電壓偏低等問題。
1電壓偏低問題
部分地區(qū)電壓偏低，主要原因有：
(1)線路導線截面小。由于農網改造過程中有些地區(qū)對負荷預測不準，導致導線截面選擇過小，經過兩年的運行，負荷發(fā)展較快，線路截面已不能滿足載流量的要求。
(2)無功補償容量不足。由于農村低壓電力網中有大量異步電動機和配電變壓器，而且負載率不高，無功負荷相對比較高，所以自然功率因數偏低。當補償并聯(lián)電容器容量不足時，導致線路輸送大量無功功率，而產生電壓損耗，引起電壓偏低。
(3)10kV或低壓配電線路供電半徑長。當供電半徑超過合理的長度時，線路末端電壓損耗太大，導致電壓偏低。
(4)每逢春季農業(yè)負荷特別集中，造成各級電網電壓偏低。
(5)電網中現有主變壓器，有載調壓裝置投運率低或調壓操作不及時。
(6)有的農村用戶所用配變容量小，負荷高峰時出現了超負荷情況，影響了電壓質量。
(7)由于配電變壓器三相負載不平衡，引起中性點電壓位移，造成負載輕的一相電壓偏高，而負載重的一相電壓偏低。
電壓偏高問題
農網改造使線路結構進一步優(yōu)化，即配電線路導線截面增大、供電半徑相對縮短、無功補償容量增加，而伴隨著產生新的問題，一部分低壓用戶電壓偏高。以我縣為例，最近兩個月，10個D類電壓監(jiān)測點記錄的數據顯示：電壓超高時間50.5%、超低時間1.4%、合格時間48.1%，且二次側最高電壓高達269V。為什么會發(fā)生以上情況呢?分析其中原因，總結如下： [FS:Page]
(1)變壓器分接頭位置不合理。配變出廠時分接頭在額定分頭，即II分頭，但用戶為了保證配變二次電壓較高，將分頭調到III分頭的位置，造成用戶電壓偏高。當變電所10kV出口電壓在規(guī)定范圍的上限時，配變二次出口最高電壓可到258.4V;當變電所少數情況下瞬時電壓高于允許值，二次最高電壓可高達269V。
(2)由于有些10kV配電線路負荷波動很大，而線路中又安裝了大量的無功補償電容，當負荷較小時，在線路上形成過補償，導致10kV線路電壓升高。
問題的由來?
改善電能質量對于電網和電氣設備的安全、經濟運行，保障產品質量和科學實驗以及人民生活和生產的正常等均有重要意義。電能質量直接關系到國民經濟的總體效益。因此人們對電能質量問題的重視并非近幾年的事，只不過早期對此認識比較簡單，主要局限在保持電網頻率和電壓水平(即靜態(tài)或平均偏差不過大)上。自20世紀80年代以來，隨著新型電力負荷迅速[FS:Page]發(fā)展以及它們對電能質量的要求不斷提高，電能質量才逐漸成為電力企業(yè)和用戶共同關心的問題。目前電能質量中某些問題已成為電工領域的前沿性課題，吸引了許多高等院校、科研院所和一大批電力科技工作者投入其中從事開拓性或開發(fā)性工作。歸納起來，電能質量成為熱門課題的主要原因有以下幾方面：?
(1) 為了提高勞動生產率和自動化水平，大量基于計算機系統(tǒng)的控制設備和電子裝置投入使用，這些裝置對電能質量非常敏感。一個計算中心失去電壓2s就可能破壞幾十個小時的數據處理結果或者損失幾十萬美元的產值。當今自動化設備的連續(xù)精加工生產，不論是變速拖動還是機器人，工作母機還是自動化生產線，例如柔性制造系統(tǒng)(FMS)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部造成混亂，這些用戶對不合格電力的容許度可嚴格到1～2個周波。?
(2) 現代電力系統(tǒng)中用電負荷結構發(fā)生了重大變化，諸如半導體整流器、晶閘管調壓及變頻調整裝置、煉鋼電弧爐、電氣化鐵路和家用電器等負荷迅速發(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，對供電電能質量造成嚴重的干擾或“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者在發(fā)電側實行競爭，輸配電系統(tǒng)(即電力公司)與發(fā)電分離獨立經營管理，為發(fā)電公司和用戶提供轉送電能服務，用戶側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)境必然對電能質量提出越來越高的要求，并促使電能質量標準化的發(fā)展和不斷完善。
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