電能質(zhì)量問(wèn)題本質(zhì)是電網(wǎng)中電壓、電流、頻率的穩(wěn)定性或波形完整性偏離標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致用電設(shè)備無(wú)法正常工作或壽命縮短。常見問(wèn)題可按 “穩(wěn)態(tài)問(wèn)題（長(zhǎng)期持續(xù)）” 和 “瞬態(tài)問(wèn)題（短期突發(fā)）” 分類，覆蓋從電網(wǎng)供電到用戶側(cè)的全鏈路，具體如下：

一、穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題（長(zhǎng)期持續(xù)，影響設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行）

穩(wěn)態(tài)問(wèn)題通常持續(xù)時(shí)間≥1 分鐘，表現(xiàn)為電壓 / 電流參數(shù)長(zhǎng)期偏離額定值，核心影響設(shè)備壽命和能耗。

1. 電壓偏差（Voltage Deviation）

定義：電網(wǎng)實(shí)際電壓與額定電壓（我國(guó)低壓 220V/380V，高壓 10kV/35kV）的差值，分為 “電壓偏高”（超額定值 + 7%）和 “電壓偏低”（低于額定值 - 7%）。

產(chǎn)生原因：

電壓偏低：負(fù)荷過(guò)大（如工廠集中啟動(dòng)電機(jī)）、供電線路過(guò)長(zhǎng)（線損導(dǎo)致電壓降）、變壓器分接頭設(shè)置不當(dāng)；

電壓偏高：輕負(fù)荷時(shí)（如深夜居民用電少）、無(wú)功補(bǔ)償過(guò)度（電容投入過(guò)多）。

危害：

電壓偏低：電機(jī)轉(zhuǎn)速下降（如水泵出水不足）、白熾燈亮度變暗、電子設(shè)備（如電腦）頻繁重啟；

電壓偏高：家電（如空調(diào)、冰箱）壓縮機(jī)過(guò)熱，壽命縮短；電容器、變壓器絕緣層加速老化，易擊穿。

典型場(chǎng)景：農(nóng)村電網(wǎng)（供電距離遠(yuǎn)，電壓偏低）、深夜商業(yè)區(qū)（負(fù)荷輕，電壓偏高）。

2. 頻率偏差（Frequency Deviation）

定義：電網(wǎng)實(shí)際頻率與額定頻率（我國(guó) 50Hz）的差值，標(biāo)準(zhǔn)允許偏差≤±0.2Hz（重要用戶≤±0.1Hz）。

產(chǎn)生原因：

頻率偏低：發(fā)電功率不足（如發(fā)電機(jī)停機(jī)）、用電負(fù)荷突增（如大型工廠投運(yùn)）；

頻率偏高：發(fā)電功率過(guò)剩（如水電 / 風(fēng)電大發(fā)）、用電負(fù)荷突減（如工廠停產(chǎn)）。

危害：

頻率偏低：電機(jī)（如風(fēng)機(jī)、水泵）轉(zhuǎn)速下降，影響生產(chǎn)效率（如流水線速度變慢）；電子鐘、定時(shí)器走時(shí)不準(zhǔn)；

頻率偏高：電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)快，機(jī)械應(yīng)力增大（如軸承磨損加速）；變壓器、電抗器鐵損增加，發(fā)熱嚴(yán)重。

典型場(chǎng)景：電網(wǎng)故障（如發(fā)電機(jī)跳閘）、新能源大規(guī)模并網(wǎng)（風(fēng)電 / 光伏出力波動(dòng)）。

3. 諧波（Harmonics）

定義：電網(wǎng)電壓 / 電流波形偏離正弦波，產(chǎn)生 “頻率為基波（50Hz）整數(shù)倍” 的成分（如 3 次諧波 150Hz、5 次諧波 250Hz），用 “總諧波畸變率（THD）” 衡量（低壓系統(tǒng) THD≤5% 為合格）。

產(chǎn)生原因：非線性負(fù)載大量使用，如：

工業(yè)負(fù)載：變頻器（電機(jī)調(diào)速）、電弧爐（煉鋼）、整流器（電解鋁）；

民用負(fù)載：充電樁、LED 燈、電腦電源、空調(diào)壓縮機(jī)。

危害：

設(shè)備過(guò)熱：變壓器、電纜因諧波電流產(chǎn)生額外損耗（銅損、鐵損），溫度升高；

設(shè)備故障：無(wú)功補(bǔ)償電容因諧波諧振被燒毀；電表計(jì)量偏差（多計(jì)電量）；保護(hù)裝置（如斷路器）誤動(dòng)作；

干擾通信：諧波通過(guò)電源線耦合到通信線路，導(dǎo)致電話雜音、網(wǎng)絡(luò)卡頓。

典型場(chǎng)景：汽車工廠（變頻器多）、數(shù)據(jù)中心（服務(wù)器電源多）、充電站（充電樁多）。

4. 三相不平衡（Three-Phase Unbalance）

定義：三相系統(tǒng)中，三相電壓 / 電流的幅值差或相位差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)（電壓不平衡度≤2%，電流不平衡度≤10%），常見于低壓三相四線制系統(tǒng)。

產(chǎn)生原因：

單相負(fù)載集中：如建筑照明、家電（空調(diào)、洗衣機(jī)）多為單相，三相分配不均（如 A 相接 20 戶，B 相接 5 戶）；

單相大功率負(fù)載：如電焊機(jī)、單相電爐長(zhǎng)期接某一相。

危害：

電機(jī)損壞：三相異步電機(jī)因 “負(fù)序電流” 產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降、振動(dòng)增大、繞組過(guò)熱，壽命縮短 50% 以上；

變壓器過(guò)載：三相不平衡時(shí)，某一相電流可能超額定值，變壓器局部過(guò)熱，絕緣老化；

保護(hù)裝置誤動(dòng)作：零序電流增大，導(dǎo)致漏電保護(hù)器頻繁跳閘。

典型場(chǎng)景：居民小區(qū)（單相家電多）、建筑工地（電焊機(jī)集中）。

5. 電壓波動(dòng)與閃變（Voltage Fluctuation & Flicker）

定義：電壓幅值在短時(shí)間內(nèi)（幾秒到幾分鐘）周期性或非周期性波動(dòng)（如 220V→210V→220V），當(dāng)波動(dòng)頻率在 0.5~35Hz 時(shí)，會(huì)導(dǎo)致燈光 “閃爍”（人眼可感知），稱為 “閃變”。

產(chǎn)生原因：沖擊性負(fù)載頻繁啟停，如：

工業(yè)負(fù)載：電弧爐（煉鋼時(shí)電流劇烈變化）、電焊機(jī)（點(diǎn)焊時(shí)電流忽大忽?。⑵扑闄C(jī)；

民用負(fù)載：電梯（啟動(dòng) / 制動(dòng)時(shí)電流波動(dòng)）、空調(diào)（壓縮機(jī)啟停）。

危害：

視覺不適：燈光閃爍導(dǎo)致人眼疲勞（如辦公室、教室），影響工作效率；

設(shè)備故障：精密設(shè)備（如數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療 CT 機(jī)）因電壓波動(dòng)導(dǎo)致精度下降或停機(jī)；

電子設(shè)備干擾：電壓波動(dòng)導(dǎo)致電源適配器輸出不穩(wěn)定，影響電腦、服務(wù)器運(yùn)行。

典型場(chǎng)景：鋼鐵廠（電弧爐）、機(jī)械廠（電焊機(jī)）、商場(chǎng)（電梯頻繁啟停）。

二、瞬態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題（短期突發(fā)，影響設(shè)備即時(shí)運(yùn)行）

瞬態(tài)問(wèn)題持續(xù)時(shí)間≤1 分鐘（甚至毫秒級(jí)），表現(xiàn)為電壓 / 電流突然劇烈變化，核心導(dǎo)致設(shè)備即時(shí)故障或數(shù)據(jù)丟失。

1. 電壓暫降（Voltage Sag）

定義：電壓突然降至額定值的 10%~90%，持續(xù)時(shí)間 0.5 周波（10ms）~1 分鐘，是最常見的瞬態(tài)問(wèn)題（占電網(wǎng)故障的 70% 以上）。

產(chǎn)生原因：

電網(wǎng)故障：短路（如線路雷擊跳閘、樹障碰線）、斷路器操作；

負(fù)載沖擊：大型電機(jī)（如風(fēng)機(jī)、水泵）直接啟動(dòng)（啟動(dòng)電流為額定值 5~7 倍，導(dǎo)致電壓驟降）；

新能源并網(wǎng)：風(fēng)電 / 光伏出力驟降（如陣風(fēng)、烏云遮擋）。

危害：

敏感設(shè)備停機(jī)：半導(dǎo)體生產(chǎn)線（電壓暫降 10ms 即停機(jī)，損失百萬(wàn)）、醫(yī)療設(shè)備（如手術(shù)臺(tái)電源中斷）；

數(shù)據(jù)丟失：電腦、服務(wù)器因電壓不足導(dǎo)致未保存數(shù)據(jù)丟失；

電機(jī)停運(yùn)：異步電機(jī)因轉(zhuǎn)矩不足停轉(zhuǎn)，重啟時(shí)需重新啟動(dòng)生產(chǎn)流程。

典型場(chǎng)景：工業(yè)園區(qū)（電網(wǎng)故障頻發(fā)）、風(fēng)電場(chǎng)周邊（出力波動(dòng)）。

2. 電壓暫升（Voltage Swell）

定義：電壓突然升至額定值的 110%~180%，持續(xù)時(shí)間 0.5 周波～1 分鐘，發(fā)生率低于暫降。

產(chǎn)生原因：

電網(wǎng)故障切除：短路故障（如某一相斷線）切除后，剩余兩相電壓突然升高（“斷相暫升”）；

負(fù)載突減：大型負(fù)載（如電弧爐、軋機(jī)）突然停機(jī)，電網(wǎng)功率過(guò)剩導(dǎo)致電壓升高。

危害：

設(shè)備絕緣擊穿：電容器、變壓器因過(guò)電壓燒毀；

電子設(shè)備損壞：LED 燈、顯示器因電壓過(guò)高黑屏或燒毀；

保護(hù)裝置動(dòng)作：避雷器、過(guò)電壓保護(hù)器動(dòng)作，頻繁動(dòng)作縮短壽命。

典型場(chǎng)景：工廠（大型負(fù)載突停）、農(nóng)村電網(wǎng)（單相斷線故障）。

3. 短時(shí)中斷（Short Interruption）

定義：電壓完全降至額定值的 0%~10%，持續(xù)時(shí)間 0.5 周波～3 分鐘（超過(guò) 3 分鐘為 “長(zhǎng)時(shí)間中斷”）。

產(chǎn)生原因：

電網(wǎng)嚴(yán)重故障：線路永久性短路（如倒塔、雷擊斷線），斷路器跳閘后重合閘失敗；

人為操作：電網(wǎng)檢修時(shí)誤斷線路、保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

危害：

生產(chǎn)中斷：流水線、化工廠完全停機(jī)，重啟需數(shù)小時(shí)，損失巨大；

公共服務(wù)中斷：醫(yī)院 ICU 電源中斷（依賴備用電源）、交通信號(hào)燈熄滅（導(dǎo)致?lián)矶拢?/p>

數(shù)據(jù)徹底丟失：無(wú)備用電源的電腦、服務(wù)器數(shù)據(jù)丟失，影響業(yè)務(wù)。

典型場(chǎng)景：雷雨天氣（雷擊導(dǎo)致線路跳閘）、電網(wǎng)檢修時(shí)段。

4. 暫態(tài)過(guò)電壓（Transient Overvoltage）

定義：電壓突然產(chǎn)生尖峰脈沖（幅值為額定值 2~10 倍），持續(xù)時(shí)間極短（納秒級(jí)～毫秒級(jí)），又稱 “浪涌電壓”。

產(chǎn)生原因：

雷擊：直擊雷或感應(yīng)雷擊中線路，產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)伏的尖峰電壓；

開關(guān)操作：斷路器、接觸器分合閘時(shí)，線路電感電容諧振產(chǎn)生過(guò)電壓；

靜電放電：工業(yè)環(huán)境中靜電（如化纖廠、電子廠）通過(guò)電源線耦合到電網(wǎng)。

危害：

設(shè)備絕緣擊穿：電子設(shè)備（如手機(jī)充電器、路由器）電源模塊燒毀；

芯片損壞：精密芯片（如 CPU、FPGA）因過(guò)電壓擊穿，無(wú)法修復(fù)；

保護(hù)裝置損壞：避雷器、浪涌保護(hù)器（SPD）因頻繁吸收浪涌而燒毀。

典型場(chǎng)景：雷雨天氣（戶外線路）、電子廠（靜電多）、變電站（開關(guān)操作）。

三、常見電能質(zhì)量問(wèn)題對(duì)比總結(jié)

核心結(jié)論

不同電能質(zhì)量問(wèn)題的影響差異顯著：

穩(wěn)態(tài)問(wèn)題（如諧波、三相不平衡）需長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)治理，避免設(shè)備慢性損壞；

瞬態(tài)問(wèn)題（如電壓暫降、短時(shí)中斷）需重點(diǎn)防護(hù)（如配置 UPS、穩(wěn)壓器），避免突發(fā)故障導(dǎo)致的重大損失。實(shí)際應(yīng)用中，工業(yè)用戶（如汽車廠、半導(dǎo)體廠）最關(guān)注 “電壓暫降、諧波”，居民用戶最關(guān)注 “電壓偏差、短時(shí)中斷”，需針對(duì)性采取治理措施。

審核編輯 黃宇