电压不稳定对电机的影响

电力系统中的所有电气设备都有额定工作电压和频率。电气设备在其额定电压和频率下工作时，其综合经济效果最好。例如感应电动机，若电压偏高，虽然转矩增大，但电流也增大，温度增高，将使电动机绝缘严重受损，缩短使用寿命；若电压偏低，则转矩将按电压二次方减少，而在负荷转矩要求一定的情况下，绕组电流必然增大，并使电动机绝缘受损，缩短使用寿命；若电源频率偏高或偏低，也将严重影响电动机的转矩和使用寿命。我国采用的供电频率(简称"工频”)为50Hz，频率偏差范围一般规定为±0．5Hz。又如热辐射光源，若电压偏高，其使用寿命将大大缩短；若电压偏低，则光源照度将明显变暗，严重影响工作效率和人的视力健康。可见电网电压波动将影响电气设备的正常工作和使用寿命。因此，电压、频率和供电连续可靠，是表征电能质量的基本指标。

2 影响供电电压频率稳定的因素

2．1高次谐波产生和造成的危害

高次谐波是指一个非正弦波按傅立叶级数分解后所含的频率为基波频率整数倍的所有谐波分量，而基波频率就是50Hz。高次谐波简称“谐波”。电力系统中的发电机发出的电压，一般可认为是50Hz的正弦波。但由于系统中有各种非线性元件存在，因而在系统中和用户处的线路中出现了高次谐波，使电压或电流波形发生一定程度的畸变。

系统中产生高次谐波的非线性元件很多，例如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯等气体放电灯及交流电动机、电焊机变压器和感应电炉等．都要产生高次谐波电流，最为严重的是大型硅整流设备和大型电弧炉，它们产生的高次谐波电流最为突出，是造成电力系统中谐波干扰的最主要的“谐波源”。

当前，高次谐波的干扰已成为电力系统中影响电能质量的一大“公害”。

高次谐波电流通过变压器，可使变压器的铁心损耗明显增加，从而使变压器过热，缩短使用寿命。高次谐波电流通过交流电动机，不仅会使电动机铁心损耗明显增加，而且还将会使电动机转子发生振动，严重影响机械加工的产品质量。高次谐波对电容器的影响更为突出，含有高次谐波的电压加在电容器两端时，由于电容器对高次谐波的阻抗很小，电容器极易因过负荷而烧坏。此外，高次谐波电流可使电力线路的能耗增加，使计算电费的感应式电度表的计量不准确；还可能使电力系统发生电压谐振，在线路上引起过电压攀升，有可能击穿线路设备的绝缘。高次谐波的存在，还可能使系统的继电保护和自动装置误动或拒动，并可对附近的通信设备和线路产生信号干扰。

因此，国家标准GB／T 14549-93《电能质量·公用电网谐波》规定了公用电网中谐波电压限值和谐波电流允许值，若超过规定值就必须加以改进。

2．2高次谐波的抑制

抑制高次谐波，宜采取下列措施：

(1) 大容量的非线性负荷由短路容量较大的电网供电：电网的短路容量越大，它承受非线性负荷的能力越强。

(2) 三相整流变压器采用Yd或Dy联结：这种联结可以消除3的整数倍的高次谐波。由于电力系统中的非正弦交流对横轴(时间轴)对称，不含直流分量和偶次谐波分量，因此系统中只有影响较小的5、7、11……等次谐波分量，这是抑制整流变压器产生高次谐波于扰的最基本方法。

(3)增加整流变压器二次侧的相数：整流变压器二次侧的相数越多，整流脉冲数也随之增多，其次数较低的谐波分量被消去的也越多。例如整流相数为6相时，出现的5次谐波电流为基波电流的18．5％，7次谐波电流为基波电流的12％；如果整流相数增加为12相，则出现的5次谐波电流降为基波电流的4．5％，7次谐波电流降为基波电流的3％……，由此可见，增加整流相数对抑制高次谐波的效果相当显著。

(4)装设分流滤波器：分流滤波器又称调谐滤波器，由能对需要消除的各次谐波进行调谐的多组R—L—C串联谐振电路所组成。由于串联谐振时支路阻抗很小，因而可使有关次数的谐波电流被谐振支路分流(吸收)而不致注入电网中去。

(5)装设静止补偿装置(SVC)：对大型电弧炉和硅整流设备，亦可装设SVC来吸收高次谐波电流，以减小这些用电设备对系统产生的谐波干扰。

3 影响供电电压稳定的因素及其抑制

3．1电压波动和闪变

电压波动是由于负荷急剧变动引起的。负荷的急剧变动使系统的电压损耗也相应快速变化，从而使电气设备的端电压出现波动现象。例如电焊机、电弧炉和轧钢机等冲击性负荷，都会引起电网电压波动。电压波动值用电压波动过程中相继出现的电压有效值的最大值与最小值之差对额定电压的百分值来表示，其变化速度不低于每秒0．2％。

电压波动会影响电动机的正常起动，会使同步电动机转子振动，使电子设备特别是使计算机无法正常工作，会使照明灯发生明显的闪烁现象等。其中电压波动对照明的影响最为明显。人眼对灯闪的主观感觉称为“闪变”。电压闪变对人眼有刺激作用，甚至使人无法正常工作和学习。

国家标准GBl236—90《电能质量·电压允许波动和闪变》规定了系统由冲击性负荷产生的电压波动允许值和闪变电压允许值，若超过规定值就必须加以改进。

3．2电压波动和闪变的抑制

为了降低或抑制冲击性负荷引起的电压波动和电压闪变，宜采取下列措施：

(1)采用专线或专用变压器供电：对大容量的冲击性负荷如电弧炉、轧钢机等，采用专线或专用变压器供电是降低电压波动对其他设备运行影响最简便有效的办法，

(2)降低线路阻抗：当冲击性负荷与其他负荷共用供电线路时，应设法降低供电线路的抗，

例如将单回路供电改为双回路供电，或者将架空线路供电改为电缆供电等，从而减小冲击性负荷引起的电压波动。

(3)选用短路容量较大或电压等级较高的电网供电：对大型电弧炉的炉用变压器由短路容量较大或电压等级较高的电网供电，也能有效地降低冲击性负荷引起的电压波动。

(4)采用静止补偿装置：对大容量电弧炉及其他大容量冲击性负荷，在采取上述措施尚达不到要求时，可装没能“吸收”冲击性无功功率的静止补偿装置SVC。SVC的型式有多种，而以自饱和电抗器型(SR型)的效能最好，其电子元件少，可靠性高，维护方便，我国一般变压器制造厂均能制造，是值得推广应用的一种SVC。但SVC的价格昂贵因此应首先考虑采用其他措施。

断路开关接触不良对电压的影响