电压畸变

当运行的电网电压低于正常的额定电压时，对配电变压器的运行不会带来任何危害，但是电网电压低于规定的范围时，会使用户的电气设备不能正常工作。如家庭用的日光灯将起动不起来；电视、电冰箱和其他电气设备都不能正常工作；有低压保护的电气设备将出现频繁起动，影响其使用寿命；厂矿企业的电动机或其他用电设备也不能正常工作。当运行中的电网电压过高时，将加快铁芯的饱和程度，相应也将使激磁电流增加，导致变压器的铁损增加而过热。由于变压器的激磁电流是无功电流，因此激磁电流的增加会使无功功率增加，在其视在功率不变的情况下，有功功率就会减少。同时，电压波形中的高次谐波值也要增加。高次谐波的出现对用电设备有很大的破坏性。如：①引起用户电流波形畸变，增加电机和线路的附加损耗；②可能使系统中产生谐波共振，并导致过电压使电气设备的绝缘损坏；③线路中的高次谐波对电讯线路产生较大的干扰，影响电讯的正常工作。

由上述可见，运行中电网电压发生畸变对变压器和用户都是不利的。因此不论电压分接头在何位置，变压器外加一次侧的电网电压应规定在一定的范围内，对于6～10kV配电系统，一般规定为 7%～-3%范围内。

扰动源、扰动受体（负荷）和传输路径是同一电磁环境中相互作用的三个量。

(1)扰动源。在谐波交互作用的情况下，干扰源即为谐波源，来自非线性负荷。

(2)受外部干扰的负荷。其性能可能会降低。

(3)电源和负荷之间的耦合或传输路径。一般扰动的主要传导路径是供电网。

降低电压谐波的幅值，从而降低它们的影响，这牵涉到全面的技术措施，需要考虑到上述电磁环境中的每—个要素。在劣质电能出现时，单方面追究终端用户的责任，并强迫他们抑制所产生的谐波是不妥的。需注意到，供电方也应当持续地监控电压畸变程度，以防止电压谐振放大。 2100433B

电压畸变（voltage distortion）指系统中正弦波形的工频电压受谐波电压影响而产生的变形。随着硅整流及可控硅（晶闸管）换流设备的广泛使用和各种非线性负荷的增加。大量的谐波电流注入电网，通过系统阻抗产生谐波电压，造成电压正弦波形畸变，使电能质量下降，给发供电设备及用户用电设备带来严重危害。故必须对各种非线性用电设备注入电网的谐波电流加以限制，以保证电网和用户用电设备的安全经济运行。

电压谐波畸变率以各次谐波电压的均方根值与基波电压有效值之比的百分数来表示。

电压谐波畸变率THDu=√（U2*U2 U3*U3 ... Un*Un）*100%/ U1

式中Un--第n次谐波电压有效值，U1--基波电压有效值，

电压谐波畸变率以各次谐波电压的均方根值与基波电压有效值之比的百分数来表示。

电压谐波畸变率THDu=UH/U1*100%;式中Un--第n次谐波电压有效值，U1--基波电压有效值。

（1）导致电力变压器发热。谐波导致电力变压器发热源于两方面原因，其一是谐波电流能增加变压器的铜损和漏磁损耗；其二是谐波电压能增加铁损。变压器的发热程度直接影响了变压器使用容量的降低程度。

（2）导致电力电缆发热。在三相对称回路中，三次谐波在三相导线中相位相同，在中性线上叠加后产生了3倍于相线的谐波电流和谐波电压，导致中性线温度升高。智能建筑中大量的OA设备及电子式荧光灯均使三次谐波在系统中的占有率增大，因此谐波引起中性线发热问题值得关注。当高频电流通过导线时，电流具有集肤效应，显然高次谐波电流的存在使线路集肤效应加重，线路外表面电流密度加大，从而导致线路（相线及中性线）发热。

（3）导致对电子设备的干扰。智能建筑中自动化及电子信息设备均要求有较高的电源质量，且都工作于低电压水平，极易受到谐波的干扰而使控制失常。控制失常可能引发三A系统的严重故障。

（4）导致低压配电设备工作异常。谐波畸变可使配电用低压电器设备（断路器、漏电保护器、接触器、热继电器等）发生故障。谐波电流使低压电器设备铁损、铜损增加，集肤效应加剧，从而产生异常发热，误动作等故障。

谐波畸变的防范措施鉴于智能建筑对三A系统运行的高可靠性要求，应适当采取消除或抑制谐波危害的防范措施如下：

（1）在根据负载确定电力变压器额定容量时，应考虑谐波畸变而留有格量。在民用建筑设计中一般应保证变压器负荷率为70%～80%左右，该负荷率的工程裕量即可防范谐波引起的变压器发热危害。

（2）在电缆截面选择中应考虑谐波引起线缆发热的危害。对于联接谐波主要扰动源设备的配线，确定线缆载流量时应日有足够裕量，可适当放大一级选择线缆截面。在三相四线制系统中，应考虑三次谐波电流和高次谐波电流引起的集肤郊应对中性线的发热危害，即在中性线截面的选择中国有足够裕量。

（3）在设计和施工阶段，建议采取以下措施抑制谐波对电子设备的干扰。①为该类设备设计专用回路供电，尽可能避免干扰沿供电线路窜入。②为易受干扰设备加装线路滤波器，消除或抑制谐波分量，达到净化电源目的。③使该类设备配线尽可能远离谐波电流畸变严重的线路，以避免空间电磁干扰。