公用电网电能质量及其改善

式中　a_f——电压调幅波中频率为f的正弦
分量的视感度加权系数，它用来反映人眼对电压调幅波中各种频率成分的敏感程度；
ΔU_f——电压调幅波中频率为f的正弦分量的幅值。
国标《电能质量　供电电压允许电压波动》(GB12326—90)对电压偏差的限值规定为：
电压波动　10 kV及以下为2.5%；
35～110 kV为2%；
220 kV及以上为1.6%。
电压闪变　0.4%～0.6%。
指标5是三相电压不平衡度的度量，用下式表示：

式中　U₂——三相电压用对称分量分解后的
负序分量的幅值；
U₁——三相电压用对称分量分解后的正序分量的幅值。
《电能质量　三相电压允许不平衡度》(GB／T15543-1995)中规定，电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%。
由此可见，电能质量的五项指标围绕着理想正弦波的三要素从不同的方面描绘电网的实际状况与理想系统的差距。

2　影响电能质量的电力污染

　　电能从生产到消耗是一个整体，发供用始终处于动态平衡中，因此，发、输、供、用各个环节都会对电能质量产生影响。相对而言，电压偏差和频率偏差主要决定于电网的结构、系统无功补偿设备和调压、调频手段以及电网调度的合理性。而电力污染(包括电力谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡)主要由各种非线性负荷、冲击性负荷和不对称负荷引起的。
传统上，对电能质量关注的指标是频率偏差和电压偏差，而对电力污染的重视不够，致使这些指标不断恶化，严重威胁着电力系统的安全经济运行。近年，已有多起电力污染引起的事故，逐渐引起重视。但是，应该看到电力污染在很多方面类似于环境污染，需要全社会共同努力，从治理污染源入手，才能取得较好的效果。以下介绍几种主要的污染源。

2.1　整流装置

　　整流装置是典型的谐波源，电力负荷中的整流设备很多，如电解槽、电池充电器、直流电动机等。应用最广的三相六脉动整流装置的主要谐波发生量如表1所列。

表1　整流装置各次谐波含量

谐波次数	5	7	11	13
含　　量	23	7	5	3

2.2　炼钢电弧炉

　　炼钢电弧炉既是电压波动、闪变的肇事者，也是谐波源，同时是不对称负荷。在电弧炉的熔化期，由于电弧燃烧极不稳定，电极经常短路和断路，因而它的基波电流和谐波电流变化都很大，三相不平衡很严重。
电弧炉产生的电压波动可用下式估算：

式中　S_k——电弧炉最大短路容量；
S_C——公共供电点上系统最小短路容量。
电压闪变估算式为：

　　电弧炉通常是33 kV用电负荷，我国钢厂50 t以上电弧炉的33 kV母线电压的电压波动在治理前为6%～12%，电压闪变为2%～3%，严重超标。