如果利益相關者充分利用這些技術，他們昂貴的基礎設施將受益于清潔電源，并具有更長的使用壽命。電能質量是指提供給客戶的電能的各種變化，涉及接線問題、接地問題、開關瞬態、負載變化和諧波產生。在某些情況下，供電質量差可能不會被發現，但會損壞昂貴的設備。在歐洲，運營電網公司提供的電能質量由國家電網規范和歐洲標準(EN  50160)中規定的基準參數定義。當電源電壓畸變時，設備獲得非正弦電流，可能引起過熱、故障、過早老化等技術問題。非正弦電流還會對變壓器和饋電電纜等網絡設備造成熱和絕緣應力。供電不良會導致設備停機，增加維護，縮短使用壽命，最終造成經濟損失。本文將從工業設備的角度分析電能質量差的影響，并說明如何使機器保持更好的運行狀態。

電能質量擾動起源于哪里？

圖1a是電力研究所對美國24家發電廠的配電質量進行的研究總結。大多數(85%)電能質量事故是由電源突然下降或上升、諧波、接線和接地問題引起的。圖1b顯示了歐洲電能質量調查的結果。據估計，在25個歐盟國家中，每年因電能質量問題造成的經濟損失超過1560億美元(1500億歐元)。

在工業環境中，啟動和停止重載可能會導致電壓突然下降和上升，使電網電壓超過標準工況。大部分設備都是設計在一定的工作條件下工作，長時間的電壓驟降和升高會造成停機和工藝中斷。在當今的商業環境下，許多公司正在考慮安裝或已經安裝了當地產生的可再生能源，如太陽能和風力發電。在許多情況下，分布式電源使得電力設施需要開關電源。隨著電力電子和開關電源的使用越來越多，諧波將成為工業設備電能質量問題更常見的來源。這種電源會將諧波注入電線，降低供電質量，從而影響連接到供電網絡的任何東西，包括變壓器和電纜。當網絡元件過載時，設備管理人員可以經常觀察到諧波電流的影響。在某些情況下，網絡組件總損耗增加0.1%到0.5%可能會觸發保護設備。導致電能質量差的其他因素包括：各相位差的負荷分配、接線和接地方案不當、負荷相互作用、EMI/EMC和大無功網絡的切換。

電能質量標準

為了處理和管理電能質量，必須找到可靠的監測和報告方法。一些重要的行業標準是IEC  61000-4-30 A和S、IEC61000-4-7諧波測量和IEC61000-4-15閃爍。大多數電力公司都采用這些電能質量標準來制定和實施規章制度。在某些情況下，如果電能質量標準不符合規范，電力公司可能會處罰客戶。行業標準不僅在實際應用中對供電質量建立共識，還能讓用戶相信自己有準確的數據來解決相關問題。在電網中，電壓突然下降

電能質量監測在改善電網和機器狀態中的應用

利用現代電能質量裝置提供的信息，可以校準整個系統的基準性能，有助于進行預防性維護，監測趨勢和狀態，評估網絡性能及其對過程設備的敏感性，降低電費。可以在供電系統上安裝電能質量監測網絡，并且可以聚集其原始測量數據用于相關性分析，以幫助確定擾動源。電源質量監控也可以是嵌入式設備設計的一部分，可以實現更高的集成度和更精確的控制。捕捉機器獨特的電氣特性，以了解整體運行狀態。數據分析和診斷的結論可以為下一代保護算法和產品的設計提供可靠的信息，提高供電質量。

如果設備已經部署在工廠環境中，則可以使用電能質量曲線來確定更好的控制技術。例如，印度一家工業設施的電能質量曲線顯示，電壓和電流波形嚴重失真。經過充分分析，工廠安裝了混合功率因數校正系統。使用新的校準系統，功率因數從0.5變為0.9，總諧波失真提高了50%。

現代電能質量分析儀

過去，高精度電能質量分析儀的設計需要很高的技術能力，往往涉及分立器件的使用和定制電能質量測量算法的開發。新的電源質量模擬前端(AFE)集成了高性能模數轉換器和數字信號處理器內核，具有低漂移總增益。離散設計方法和編寫定制算法意味著高復雜性和高成本，集成AFE消除了這一缺點。

減少待機過早失效或磨損，清潔電源帶來很大好處。集成AFE計算并提供電能質量參數，如突然下降、突然上升、均方根、相序誤差和功率因數值。它還從輸入信號中獲得線路頻率諧波分量。ADI公司開發了全球領先的電能質量監測前端ADE9000。它消除了大部分計算復雜性，并簡化了實施電能質量監測系統所需的時間和精力。

隨著工業環境中各種設備的日益互聯以及物聯網部署的加速，來自分布式設備的電能質量信息將以新的方式被收集和利用。例如，利益相關者可以分析歷史趨勢，實現對緊急問題的早期發現。在網絡中，多個節點的實時數據可用于識別和隔離干擾。機器診斷的數據分析、預防性維護和隔離問題負載都是減少過程中斷、提高設備壽命和增加正常運行時間的新方法。

標簽

全球能源需求總量預計每年增長5%左右。電網接入設備的規模和復雜程度將不斷增加，電能質量擾動也會相應增加?，F代商業越來越依賴清潔、可靠和不間斷的電能。通過采用新一代電能質量監測技術，工業設備所有者可以期望減少機械設備的過早故障或磨損，清潔電源將帶來巨大的好處。