電壓畸變

電壓波形不再保持理性的正弦變化波形稱為電壓畸變。電壓畸變率是指各次諧波有效值平方和的根對基波有效值的百分比。國內對於6～10KV供電電壓畸變不超過4%，0.38KV電壓畸變不超過5%。

基本介紹

• 中文名：電壓畸變
• 外文名：voltage distortion
• 釋義：電壓波形不再保持理性的正弦變化
• 危害：電能質量下降
• 對變壓器影響：引起用戶電流波形畸變
• 減小措施：  降低電壓諧波的幅值

簡介

電壓畸變（voltage distortion）指系統中正弦波形的工頻電壓受諧波電壓影響而產生的變形。隨著矽整流及可控矽（晶閘管）換流設備的廣泛使用和各種非線性負荷的增加。大量的諧波電流注入電網，通過系統阻抗產生諧波電壓，造成電壓正弦波形畸變，使電能質量下降，給發供電設備及用戶用電設備帶來嚴重危害。故必須對各種非線性用電設備註入電網的諧波電流加以限制，以保證電網和用戶用電設備的安全經濟運行。

電網電壓畸變對變壓器影響

當運行的電網電壓低於正常的額定電壓時，對配電變壓器的運行不會帶來任何危害，但是電網電壓低於規定的範圍時，會使用戶的電氣設備不能正常工作。如家庭用的日光燈將起動不起來；電視、電冰櫃和其他電氣設備都不能正常工作；有低壓保護的電氣設備將出現頻繁起動，影響其使用壽命；廠礦企業的電動機或其他用電設備也不能正常工作。當運行中的電網電壓過高時，將加快鐵芯的飽和程度，相應也將使激磁電流增加，導致變壓器的鐵損增加而過熱。由於變壓器的激磁電流是無功電流，因此激磁電流的增加會使無功功率增加，在其視在功率不變的情況下，有功功率就會減少。同時，電壓波形中的高次諧波值也要增加。高次諧波的出現對用電設備有很大的破壞性。如：①引起用戶電流波形畸變，增加電機和線路的附加損耗；②可能使系統中產生諧波共振，並導致過電壓使電氣設備的絕緣損壞；③線路中的高次諧波對電訊線路產生較大的干擾，影響電訊的正常工作。

由上述可見，運行中電網電壓發生畸變對變壓器和用戶都是不利的。因此不論電壓分接頭在何位置，變壓器外加一次側的電網電壓應規定在一定的範圍內，對於6～10kV配電系統，一般規定為+7%～-3%範圍內。

減小電壓畸變的方法

擾動源、擾動受體（負荷）和傳輸路徑是同一電磁環境中相互作用的三個量。

同一電磁環境中相互作用的三個量

(1)擾動源。在諧波互動作用的情況下，干擾源即為諧波源，來自非線性負荷。

(2)受外部干擾的負荷。其性能可能會降低。

(3)電源和負荷之間的耦合或傳輸路徑。一般擾動的主要傳導路徑是供電網。

降低電壓諧波的幅值，從而降低它們的影響，這牽涉到全面的技術措施，需要考慮到上述電磁環境中的每—個要素。在劣質電能出現時，單方面追究終端用戶的責任，並強迫他們抑制所產生的諧波是不妥的。需注意到，供電方也應當持續地監控電壓畸變程度，以防止電壓諧振放大。