電力系統電能質量問題的產生原因

在工業和生活用電負載中，非線性負載占很大比例，這是電力系統諧波問題的主要來源。電弧爐是主要的非線性負載，它的諧波主要是由起弧的時延和電弧的嚴重非線性引起的，電弧長度的不穩定性和隨機性使得其電流諧波頻譜非常復雜，而且隨時間會有明顯的變化。

熒光燈的伏安特性是嚴重非線性的，因此也會引起嚴重的諧波電流，其中3次諧波的含量高。3次諧波還有可能引起諧振，使諧波放大，使電壓波形也發生嚴重畸變。大功率整流或變頻裝置在現代工業中的應用極為廣泛，這種基于電力電子的設備會產生嚴重的諧波電流，對電網造成嚴重污染，同時也使功率因數降低。

在電力電子裝置大量使用以前，電力系統中主要的諧波源是發電機和電力變壓器。發電機是公用電網的電源。在實際運行中，由于多種原因，發電機的感應電動勢不是理想的正弦波，因此其輸出電壓中也包含一定的諧波。

變壓器諧波電流是由其勵磁回路的非線性引起的，產生諧波電流的大小與變壓器的鐵心結構、鐵心飽和程度以及變壓器的連接力式都有關系。電力系統運行的內、外故障也會造成電能質量問題，如短路故障、雷擊、誤操作、電網故障時發電機及勵磁系統的工作狀態的改變、故障保護裝置中的電力電子設備的啟動等都將造成各種電能質量問題。