電能質量的多種測量

武漢國電中星自主研發的電能質量分析儀是對電網運行質量進行檢測及分析的專用便攜式產品。可以提供電力運行中的諧波分析及功率品質分析，同時配備了大容量的存儲器，能夠對電網運行進行長期的數據采集檢測，同時配備PC應用軟件，把采集的數據上傳至計算機，便于進行各種分析。     
 

       
       對于大多數工程師來說，電能質量的概念與將電網能量饋送到設施中的設備的交流線路的特性有關。但“電能質量”一詞的變體現在不僅可以指交流線路，還可以指連接到交流電源的設備的屬性。因此，回顧電能質量的基礎知識及其一些較新的解釋可能會有所幫助。

首先考慮一個“理想的”三相電力系統。這里電流與每相電壓同相，相電壓和電流正好相隔 120°，并且彼此相等，電壓和電流正弦波不失真，源阻抗為零，因此負載處的事件不影響源電壓，實際頻率等于標稱頻率。

當然，現實世界中沒有任何電力系統是理想的。存在可接受的偏差范圍。

交流系統中存在的電抗使電壓和電流正弦波彼此異相。電壓以感抗超前電流，電流以容抗超前電壓。低功率因數往往出現在包含大量電機或其他感應負載的工業設施中。對于低功率因數負載，電力公司通常會向大型工業和商業客戶收取更高的費用。

當單相負載（照明、辦公設備等）在每相上吸收不等量的電流時，三相電力系統會出現不平衡。這種負載會對中性線造成更大的壓力。理想情況下，負載是平衡的，這意味著電壓和電流相位彼此之間正好相差 120°，盡管電流可能與電壓不同相。平衡的三相四線 Y 形系統中性線上的電流為零。不平衡系統中中性線上的電流量隨著不平衡而增加，可能導致過熱和火災風險。

由不平衡電壓驅動的電機會產生一種稱為反扭矩的現象，其中小的電機扭矩與電機旋轉方向相反。因此，傳遞給電機的部分能量會對其自身產生不利影響。

諧波是包含非線性負載的電路中出現的一種波形失真，主要以開關電源為特征。這些非線性負載可能會在交流輸入上施加更高頻率的正弦波，從而以廢熱的形式導致功率損失。諧波產生的多余熱量可能對電力系統有害。變壓器特別容易受到諧波渦流造成的損壞，諧波渦流在鐵芯中循環并產生過多的熱量。

諧波是主頻率的倍數，在美國是 60 Hz 例如，60 Hz 系統中的三次諧波為 180 Hz，五次諧波為 300 Hz。電能質量計可以顯示每個諧波頻率的大小。他們還可以讀出總諧波失真 (THD) 和總需量失真 (TDD) 以提供單個諧波失真測量，而不是整個頻譜。

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