關鍵詞：電力歷史 電源不穩定 諧波
一、概 述
隨着我國經濟建設的蓬勃發展，社會對電力資源的需求日益增長，用戶對電力系統的要求也越來越高。供電的可靠性和穩定性已經成爲保障經濟增長和滿足用戶需求的重要問題。我國作爲裝機容量和年發電量均居世界第二位的電力大國，由於國土遼闊、動力資源與用電中心相距遙遠、城鄉家用電器設備的大量普及，對用戶端電力電壓的穩定性提出了更高的要求。保障供電的穩定性也是改善內外部投資環境、滿足人民日益增長的生活水平以及提升綜合國力的重要體現。
我國最早的電廠由英商旗昌洋行於1882年開辦的，最初爲粵恆電燈公司，後被官商合股收購。我國市電起初主要在殖民地使用，大部分爲日本的殖民地，其中東北的電網最大，約佔全國的50%。在不同地區，110V和220V市電都有使用的經歷。至解放前，我國還是多種電壓和頻率並存，主要是與發電設備的生產國制式有關。新中國成立後，統一了全國的電網電壓標準爲220V 50Hz。一方面是由於我國沿襲前蘇聯的制式；另一方面，因爲我國國土幅員遼闊，供電半徑要比美洲國家大，出於降低能耗，減少農村、山區用電成本的目的，我國採用的是比美洲發達國家更高的市電電壓制度。
220V電壓與110V電壓相比的優點：第一，傳輸耗電小，減少了能量損耗；第二，傳輸相同電量，在損耗相同的情況下，使用的導線橫截面積要小一倍，節約了大量的金屬資源；第三，相對減少了變壓器的工作負荷，使變電這一關鍵而又脆弱的節點有了更多的安全保障；第四，對偷盜電力設備的行爲客觀上產生了遏制。
二、影響電源穩定的因素
影響電源穩定的因素主要是兩點：不穩定電壓和諧波。本文着重從這兩方面分析探討。
（一）電壓不穩定的危害
在現代工業用電中，一種電氣設備出現故障就會導致流水線、甚至整個工廠作業的中斷，造成難以想象的損失。對於普通用戶，家用電器長時間在非額定電壓或頻率下工作，會嚴重影響電氣設備的使用壽命。例如：長期在低於額定電壓下工作的計算機，容易出現重啓、程序紊亂、燒燬硬盤等情況。因此在比較重要的資訊採集、數據檢測分析工作點，都要裝設在線式UPS以保證無間斷供電。
（二）電壓不穩定的類型
電壓不穩定主要表現在電壓偏差和電壓波動兩個方面。電壓偏差是在某一時段內，實際電壓幅值“緩慢”變化而偏離了額定電壓，偏差是穩態的，就是我們常說的電壓偏高或偏低。電壓偏差的大小，主要取決與電力系統的執行方式、線路阻抗及有功負荷和無功負荷的變化。電壓偏差主要是用電設備所處的位置及執行的時間，如線路末端電壓偏低，後夜電壓偏高等。
爲改善電壓偏差，可採取以下措施：一是正確選擇變壓器的變壓比和電壓分接頭；二是合理減少線路阻抗；三是提高功率因數，進行合理的無功補償，並根據電壓與負荷變化自動接切無功補償設備容量；四是按照電力系統潮流分佈，及時調整執行方式；五是採取用載調壓手段，如選用有載調壓變壓器等。
電壓波動是在某一時段內，實際電壓幅值急劇變化而偏離了額定電壓，偏差是動態的，就是我們所說的電壓忽高忽低。電壓波動主要是由大型用電設備負荷快速變化引起的衝擊性負荷造成的，如軋鋼機咬鋼、起重機提升啓動、電弧爐熔化期發生工作短路、電弧焊機引弧、電氣機車啓動或爬坡等都有衝擊負荷產生。電壓波動的大小，主要取決於電壓波動的頻度、波動量的大小及工作場所對電壓質量的要求等。抑制電壓波動的措施如下：一是增加供電系統容量，即更換大容量的變壓器，或由大的電網來承擔供電任務；二是提高供電電壓等級；三是採用專用變壓器和專線供電；四是改進生產工藝及操作水平；五是採用專用穩壓設備等。
（三）引起電壓不穩定的原因及解決辦法
按供電系統節點來看，電壓波動可分爲高壓側電壓波動和低壓側電壓波動。高壓側電壓波動又可分爲進線電源處電壓不穩定和高壓母線上電壓不穩定。
1.進線電源處電壓不穩定原因分析
原因之一是上一級電源質量不高。解決方法是更換電源或在上一級負荷處重新架設一條供電線路。原因之二是傳輸過程中（進線電纜）存在問題。解決方法是檢查是否存在電纜破損、電纜質量、電纜選型不正確的情況，有針對性地加以改善。
2.高壓母線上電壓不穩定原因分析
原因之一是變壓器三相空載導致高壓側母線電壓不穩定。解決方法是重新計算變壓器的負載率，更換更大一級容量的變壓器。原因之二是在變壓器負載時，大功率設備衝擊電網造成高壓側母線電壓不穩定。解決方法如下 一是對大功率設備採用變頻啓動或軟啓動方式，來減少對電網的衝擊。二是大功率設備儘量採用高壓電機，以優化電能質量。三是對個別大功率設備，採用單獨無功補償裝置穩定電壓。
3.低壓側電壓波動可分爲電纜出線端電壓不穩定、設備入線端電壓不穩定和低壓母線上電壓不穩定。
（1）電纜出線端和設備入線端電壓不穩定原因分析。原因之一是外接負載功率較大導致的啓動電流衝擊。解決方法是優化設備啓動方式。一是對大功率設備採用變頻啓動或軟啓動方式，來減少對電網的衝擊。二是大功率設備儘量採用高壓電機，以優化電能質量。
三是對個別設備採用單獨無功補償裝置穩定電壓。原因之二是傳輸過程中存在問題。解決方法如下：一是檢查電纜是否存在電纜破損等質量問題，如有則更換電纜，如非質量問題則存在電纜選型問題，應重新計算電纜壓降，從配電櫃出線端到設備進線口的電纜壓降，看是否超過了5%，如果超過了，要更換大一級的電纜來進行電能的傳輸。
（2）低壓側母線電壓不穩定原因分析。 其原因是整個供電系統功率因數的問題。解決方法是提高整個供電系統的功率因數，增大無功功率，使功率因數提高到90%以上。