電網(wǎng)電壓質(zhì)量通常用穩(wěn)定性、對(duì)稱性和正弦性等指標(biāo)來衡量。隨著非線形負(fù)荷大量接入電網(wǎng)，使電網(wǎng)電壓質(zhì)量受到嚴(yán)重影響，而各種類型的晶閘管電路是最主要的干擾源。 晶閘管變流（變頻）電路對(duì)電網(wǎng)的影響主要是： -功率因數(shù)低，增加電網(wǎng)損耗； -產(chǎn)生諧波電流，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓畸變； -起動(dòng)無功沖擊引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)。
功率因數(shù)
晶閘管電路相當(dāng)于一個(gè)感性負(fù)載，產(chǎn)生控制無功功率、換向無功功率和畸變無功功率，隨著控制角的改變，其功率因數(shù)也發(fā)生變化，即使晶閘管裝置接的是純電阻負(fù)載，也具有感性特征。
晶閘管電路的功率因數(shù)較低（約為0.6~0.8）要進(jìn)行無功補(bǔ)償。
諧波電流
晶閘管在進(jìn)行相切控制時(shí),網(wǎng)側(cè)交流電流呈現(xiàn)非正弦波形,按傅立葉級(jí)數(shù)進(jìn)行分解,可得到工頻基波電流 和諧波電流。因此，可將晶閘管變流器看作諧波源，整個(gè)電網(wǎng)作為它的負(fù)載。諧波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生同頻率的諧波電壓，并疊加在電網(wǎng)正弦電壓上，使電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變?；兊碾娋W(wǎng)電壓 施加在所有電氣設(shè)備端，會(huì)對(duì)這些設(shè)備的正常工作產(chǎn)生危害。因?yàn)殡姎庠O(shè)備均按正弦電股杓浦圃歟鋇繆褂謝涫?，悼N璞附岱⑷齲夭晃齲踔了鴰怠?br> 為了保證電氣設(shè)備的正常工作，抑制諧波干擾，我國(guó)于1984處頒布了《電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定》，并于1993處制定了《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了電網(wǎng)諧波的允許值
沖擊壓降
大型負(fù)載起動(dòng)時(shí)，需要較多的無功功率，無功沖擊會(huì)導(dǎo)致電壓降落。如果負(fù)載周期性重復(fù)起動(dòng)，則會(huì)形成電壓波動(dòng)，甚至?xí)霈F(xiàn)“閃變”。
電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性是衡量電網(wǎng)電壓質(zhì)量的重要條件，而電壓波動(dòng)的允許值與其出現(xiàn)的頻度有關(guān)。對(duì)于礦井提升機(jī)和軋鋼機(jī)這類負(fù)載，電壓波動(dòng)一般應(yīng)小于5%。
技術(shù)措施
對(duì)于有諧波源的電網(wǎng)，通常將無功補(bǔ)償與諧波抑制結(jié)合起來，即在電容器回路中串聯(lián)電抗器，形成諧波阻塞回路或者濾波回路。
諧波阻塞回路 諧波阻塞回路主要用于防止電容器諧波過負(fù)荷，濾波作用不大，通常安裝在諧波電流較小的電網(wǎng)。
電容器基波功率按下式計(jì)算
Qc1=S*[sinφ1-(sinφ2/cosφ2)*cosφ1]
S——負(fù)載視在功率
φ1——補(bǔ)償前電流電壓相差角
φ2——補(bǔ)償后欲達(dá)到的電流電壓相差角
串聯(lián)電抗器一般定為基波容抗的6%左右，即XL=6%XC1。串聯(lián)諧振頻率為
濾波回路
當(dāng)諧電流超過規(guī)程允許值，或者雖然諧波電流不超限，但卻對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生干擾時(shí)，應(yīng)設(shè)置濾波回路。濾波回路具有吸收諧波電流和補(bǔ)償基波無功功率的作用，原理電路及其阻抗曲線見圖1。
在特征次諧波頻率下，濾波回路的阻抗為
Q——回路的品質(zhì)因數(shù)
L——電感受值
C——電容值
ωR——濾波回路諧振角頻率
ω1——電網(wǎng)基波角頻率
在諧振頻率處濾波回路的阻抗ZS接近于零，對(duì)于有關(guān)諧波形成短路。在諧振頻率以下，濾波回路呈容性，在諧振頻率以上則呈感性。
濾波回路與電網(wǎng)形成并聯(lián)諧振回路，諧振頻率在濾波回路特征頻率以下（見圖2）。
濾波回路與電網(wǎng)的并聯(lián)諧振頻率按下式計(jì)算
NP ——并聯(lián)諧和振頻率次數(shù)
ω1——基波角頻率
LN ——電網(wǎng)電感
LS ——濾波回路電感
C ——濾波回路每相電容
動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償
大功率負(fù)載頻繁動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生沖擊壓降，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)閃變效應(yīng)。沖擊壓降可按下式計(jì)算
△Q——起動(dòng)無功功率
SK ——電網(wǎng)短路功率
抑制電壓波動(dòng)通常采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法，主要有晶閘管控制電抗器（TCR)和晶閘管投切電容器（TSC）以及這兩種形式的組合，見圖4所示。
如果需要更快的跟隨速度，還可以采用感性或容性的無功儲(chǔ)能器進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
由于動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償通常需要與無功補(bǔ)償及濾波電路結(jié)合使用，所以一般采用TCR+FC方式。晶閘管控制電抗器（TCR方式）產(chǎn)生變化的感性無功功率，控制器由兩組反并聯(lián)晶閘管組成，在35KV及以下電壓等級(jí)可以采取直聯(lián)方式。
晶閘管交流控制器由純水冷卻，并設(shè)有RC均壓電路及BOD保護(hù)電路。晶閘管可以采用電磁觸發(fā)或者光電觸發(fā)，均具有較高的可靠性。
動(dòng)態(tài)補(bǔ)償原理見圖5，其中QC為濾波回路提供的容性無功功率。QL為負(fù)載功功率，QLS為TR可調(diào)無功功率。當(dāng)負(fù)載休止時(shí)，TCR提供感性無功電流，用于平衡電容電流。當(dāng)負(fù)載起動(dòng)時(shí)，TCR關(guān)閉，電容電流全部補(bǔ)償負(fù)載感性電流，即QLS+QL=QC。
TCR動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式具有以下特點(diǎn)：
a）從0到最大功率連續(xù)可調(diào)；
b）跟隨速度快，跟隨時(shí)間約10ms（半個(gè)交流周期）；
c）交流控制器產(chǎn)生的諧波電流較??；
d）可以根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況分相調(diào)節(jié)；
e）電路簡(jiǎn)單，便于操作維護(hù)。
典型干擾源
| 負(fù)載類型 |
諧波 |
中間諧波 |
電壓波動(dòng) |
電壓不對(duì)稱 |
| 電動(dòng)機(jī) |
由于磁飽和作用可能產(chǎn)生 |
負(fù)載變化和起動(dòng)時(shí)可產(chǎn)生非穩(wěn)定中間諧波 |
起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電壓降落脈動(dòng)負(fù)載時(shí)產(chǎn)生電壓波動(dòng) |
單相負(fù)載時(shí) |
| 直流拖動(dòng) |
相切控制時(shí)產(chǎn)生諧波 |
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頻繁起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電壓波動(dòng) |
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| 變頻拖動(dòng) |
連續(xù)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生諧波 |
通過電機(jī)調(diào)制頻率產(chǎn)生 |
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| 電弧爐 |
產(chǎn)生非穩(wěn)定諧波 |
產(chǎn)生邊帶諧波 |
產(chǎn)生閃變和電壓跌落 |
電網(wǎng)三相阻抗不相等和三相負(fù)載不相等時(shí)導(dǎo)致電壓不對(duì)稱 |
| 電焊機(jī) |
直流電焊機(jī)產(chǎn)生諧波 |
焊接電弧周期性變化時(shí)產(chǎn)生中間諧波 |
產(chǎn)生周期性電壓波動(dòng)或閃變 |
一般接于兩相可產(chǎn)生電壓不對(duì)稱 |
| 感應(yīng)爐 |
帶變頻器的中頻感應(yīng)爐產(chǎn)生諧波 |
帶變頻器的中頻感應(yīng)爐 |
接通時(shí)產(chǎn)生電壓降 |
工頻感應(yīng)爐接于兩相時(shí)產(chǎn)生 |
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