电能质量问题和电力问题有多种类型,每种类型都有不同的原因。更复杂的是,不同的电能质量问题可以同时发生,互换,或随机发生。下面是对常见电力问题的简要总结。
停电或中断
当电压降到标称值的10%以下时,就会发生中断或中断。中断分为3种:瞬间中断(持续30个周期至3秒)、临时中断(持续3秒至1分钟)和持续中断(持续时间超过1分钟)。
虽然中断是最严重的电力问题,但也最不可能发生。电压下降经常被误认为是中断,因为当电压下降到阈值以下时,设备会关闭或照明中断。
电力中断占电力问题的比例不到4%。下垂和欠压通常代表92%以上的电力问题。
频率
美国电网的运行频率为60赫兹,即每秒60周。美国电力系统的“质量”使得频率问题不太可能出现。几乎所有的电子设备都能在比美国常见频率变化大得多的频率下正常工作
稳定频率不适用于现场发电的封闭系统。即使是大型柴油发电机组也可能出现频率问题。(参见工作频率)。
谐波
谐波是由包括变频驱动器、非线性电源和电子镇流器在内的设备引起的波形反复出现的失真。某些类型的电力调节器,包括铁谐振或恒压(CVT)变压器,可以增加显著的谐波失真的波形。
波形失真也可能是不间断电源(UPS)和其他基于逆变器的功率调节器的问题。UPS实际上并没有增加失真,但由于UPS对波形进行数字合成,波形可能会变成方形或锯齿状,而不是平滑的正弦波。
谐波失真的症状包括过热和设备操作问题。
噪音
噪声是电压波形的高频畸变,由公用事业系统或设备(如电焊机、开关柜和变送器)的干扰引起。噪音常常不被注意到。频繁或高水平的噪音会导致设备故障、过热和过早磨损。
开槽
陷波是一种与正常电压波形极性相反的扰动(从正常波形中减去),持续时间小于半个周期。缺口经常是由电子开关或电源调节器故障引起的。
虽然这通常不是一个大问题,但它会导致设备,特别是电子设备,不正确的操作。
凹陷或下降
美国的“凹陷”和英国的“凹陷”都是指在一个半周期到一分钟内电压下降到标称电压的10%到90%之间。
终端用户体验到的绝大多数电力问题都是下垂的。它们可以从最终用户的设施内部和外部生成。
外部下降主要来自输配电网络。公用事业塌陷的原因多种多样,包括雷电、动物和人类活动、公用事业设备运行正常和异常等。输电或配电系统产生的垂损可以传播数百英里,在一次事故中影响数千名客户。
附近的其他客户也可以产生外部凹陷。启动一个大的电气负载或关闭一个分流电容器组可以产生一个足够大的凹陷影响局部区域。如果终端用户已经遭受慢性欠压,即使是相对较小的振幅下降也可能是有害的。
内部凹陷通常在启动大型电负载(如电机或磁铁)时产生。启动这些负载所需的大电流涌流降低了共用同一电气系统的其他设备可用的电压水平。与外部凹陷一样,内部产生的凹陷会被慢性欠压放大。
短路
短路(或“短路”)通常不被认为是质量问题,而被认为是危险的操作故障或故障。短路是指两根“热”线直接连接(或通过一个小阻抗)或一根“热”线直接连接到地的情况。
短路导致非常高的故障电流流过线路和所有设备之间的点,短路和进来的电源线。如果不加以控制,短路会很快导致灾难性的过热,熔毁和烧毁电线和设备。
为了防止短路造成的损坏,打开断路器或操作保护保险丝。保护断路器和熔断器必须具有适当的尺寸和特性,以避免短路危险。(见故障清除。)
瞬态或飙升
瞬变是振幅变化的持续时间很短(次周期)的事件。电涌通常被称为“电涌”,电涌最常被想象为雷电击毁路径上的任何电子设备所产生的数万伏电压。
瞬变可能由设备运行/故障或天气事件引起。即使是相对较低的电压瞬变,如果频繁发生,也会对电气元件造成损坏。
一个适当大小的工业级浪涌抑制器通常是充分的保护,免受高压瞬态的破坏性影响。
欠压
欠压是指电压下降到标称值的90%以下并持续1分钟以上。电压不足有时被称为“电力不足”,尽管这个术语没有正式定义。当电力公司有意降低系统电压以适应高需求或其他问题时,经常使用电力限制。
电压不足的症状包括从日常设备故障到设备过早故障。在新设备安装或电力系统改变之前,电压不足可能不会被注意到,新的组合负载降低了电压,症状变得明显。设备故障或慢性欠压会导致设备的过度磨损,如电机,如果电压低,它往往会运行热。
电压不足通常是一个长期的问题,由于超出最终用户控制的因素而加剧。电力公司试图维持提供给客户的电压水平在±5%。天气、高需求和其他因素可导致电力电压下降在±10%范围内。即使在理想的条件下,大多数客户也会看到电力电压水平的下降,因为早上8点到下午4点之间的需求增加了。
配电系统的特性也会导致长期的低电压。例如,由于线路损耗加上效用电压变化,长线路末端的客户可能会受到永久性电压降的影响。