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　　今天，很多情況下用戶往往會(huì)以各種形式抱怨電力質(zhì)量的問(wèn)題。一種情況就是抱怨由于電源的原因，造成計(jì)算機(jī)，打印機(jī)，網(wǎng)絡(luò)和復(fù)印機(jī)運(yùn)行不良或不可靠;另一種情況，是從電力維護(hù)的角度看，變壓器過(guò)熱、配電盤(pán)的振動(dòng)、噪聲或斷路器的有害動(dòng)作可能是存在電力問(wèn)題的重要線索。究其原因是什么吶?

　　如今的配電系統(tǒng)比起20年前，有著更多不同類(lèi)型的負(fù)載。這些負(fù)載在原來(lái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮進(jìn)去，雖然它們沒(méi)有明顯特征，但這些負(fù)載可能在非常高的電流和電壓下運(yùn)行。然而這些累積效應(yīng)會(huì)引起過(guò)熱，絕緣過(guò)應(yīng)力和電氣柜的諧振，將甚至燒毀電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和變壓器，對(duì)組成生產(chǎn)中樞的電氣元件造成極大危害。在這些系統(tǒng)中，諧波的危害是潛在的，一個(gè)很小的增長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致變壓器或其它設(shè)備過(guò)早損壞或逐漸毀壞。

　　以上這些現(xiàn)象就是典型的諧波癥狀，而產(chǎn)生這些諧波的負(fù)載，稱之為非線性負(fù)載。雖然這些癥狀是顯而易見(jiàn)的，但是要證明諧波就是危害產(chǎn)生的原因并要確定諧波源，以作為尋找危害根源和修正系統(tǒng)提供必要的依據(jù)，卻一直是人們期待要介決的問(wèn)題。

　　值此應(yīng)該將重點(diǎn)討論涉及電能質(zhì)量的諧波電壓電流的檢測(cè)及調(diào)整方案。尤其應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題的新型電能測(cè)量工具一電能質(zhì)量分析儀選擇作說(shuō)明。首先從諧波產(chǎn)生的原因說(shuō)起。

　　2、非線性負(fù)載是諧波的原因

　?、攀裁词侵C波?

　　它是指其頻率為基波頻率整數(shù)倍的電壓或電流。例如基波頻率為50Hz，則3次諧波為150Hz，5次諧波為250Hz。

　?、浦C波是由非線性負(fù)載所造成的。

　　例如PC機(jī)，打印機(jī)，熒光燈，調(diào)速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，充電器以及電鍍?cè)O(shè)備等。這些設(shè)備將從電路中獲取躍變的脈沖波形電流而不是平滑的正弦波。結(jié)果是含有諧波的畸變電流回流到電力系統(tǒng)的其它地方。而辦公室的非線性負(fù)載通常是單相的，而工廠里通常是三相的。

　?、侵C波的影響

　　非線性負(fù)載只是在輸入電壓被控制的部分吸取電流。這樣可以很好地提高效率，但卻會(huì)在負(fù)載電流中引起諧波。隨后，這些諧波會(huì)導(dǎo)致電力變壓器和中線發(fā)熱，以及斷路器動(dòng)作，更為嚴(yán)重的是燒毀馬達(dá)和變壓器。

　　如果觀察系統(tǒng)中電壓和電流的波形，問(wèn)題就非常明顯。一個(gè)正常的50Hx的線路電壓在示波器上幾乎是一個(gè)很好的正弦波。當(dāng)諧波出現(xiàn)時(shí)，波形就失真了，見(jiàn)圖1所示。

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　　圖1.即使沒(méi)有明顯的癥狀，諧波也余使系統(tǒng)的功率因數(shù)下降。

　　3、什么情況下作諧波的檢測(cè)

　　某些情況下設(shè)備維護(hù)工程師往往會(huì)對(duì)漸變的諧波影響放松警惕。實(shí)際上當(dāng)存在非線性負(fù)載時(shí)，諧波失真總量就會(huì)增加。諧波經(jīng)常引起過(guò)熱現(xiàn)象，即電氣柜、變壓器和電機(jī)等溫度上升。中線導(dǎo)體也會(huì)快速變熱，甚至導(dǎo)致絕緣熔化。因?yàn)殡姎庖?guī)程不允許中線安裝熔絲保護(hù)，所以這時(shí)是非常危險(xiǎn)的。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備有過(guò)熱問(wèn)題，通常應(yīng)該檢查過(guò)電流。用數(shù)字萬(wàn)用表和電流探頭在電機(jī)端可以測(cè)量出過(guò)量的相電流。示波器可以顯示出供電電流的失真。

　　通過(guò)系統(tǒng)的諧波譜圖(見(jiàn)圖2)可以看到經(jīng)常發(fā)生在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中諧波問(wèn)題的本質(zhì)。從電力質(zhì)量分析儀測(cè)量(以Fluke43型諧波故障檢測(cè)儀測(cè)量為例)的顯示中，可以看到5次和7次諧波占主導(dǎo)地位。諧波柱圖指示5次和7次諧波很高，這種情況在調(diào)頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生。

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　　只有在電機(jī)端利用諧波故障檢測(cè)儀才可以顯示更多有價(jià)值的信息。通過(guò)電流諧波失真總量的讀數(shù)可以很快看到諧波是從1次到15次擴(kuò)展展示(例在含有電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、計(jì)算機(jī)和電子鎮(zhèn)流熒光燈照明的系統(tǒng)中電流諧波失真總量很容易達(dá)到40%)。

　　值得注意的是功率因數(shù)PF.，它是配電系統(tǒng)是否正常的一個(gè)主要標(biāo)志之一。從得到的大量診斷信息中，應(yīng)注意到重要的功率因數(shù)PF。功率因數(shù)表示有多少功率被有效利用。理想的功率因數(shù)是1。在帶有感性負(fù)載的系統(tǒng)，例如電機(jī)，當(dāng)功率因數(shù)達(dá)到0.95以上時(shí)通?？梢越邮?。如果功率因數(shù)只有0.65，則說(shuō)明諧波失真引起了顯著的功率損失(低功率因數(shù)也可能導(dǎo)致更高的電能輸出比率)。通過(guò)電力質(zhì)量分析儀可以直接讀取功率因數(shù)。

　　通過(guò)收集到的數(shù)據(jù)，設(shè)備工程師可以采取正確的措施，例如重新分配負(fù)載、增加單獨(dú)的變送器、降低變壓器負(fù)載、安裝濾波器或其他措施。