电力公害

电力公害就是指使用电力电子装置时存在的谐波电流大、电磁干扰严重和网侧功率因数低等问题。随着电力电子技术的不断发展,带非线性负载的电力电子装置的应用日益广泛,电网系统中的谐波污染也日趋严重。电力电子装置已经成为电网最主要的谐波源之一。这些电力电子装置多数通过整流器与电力网接口,在电网中产生大量的电流谐波。这些谐波电流污染了电网系统,干扰了电气设备,增加了功耗,降低了传送容量,成为“电力公害”电力电子装置如整流器、逆变器和斩波器等对于电网来说属于非线性负载，它产生的有害高次谐波电流“注入”电网，造成电网的严重污染。在高频开关器件大量应用的电力电子装置中，由于高电压和大电流脉冲的前后沿很陡峭，会产生频段很宽的电磁干扰信号，这些电磁信号是严重的电磁干扰源，对电力系统的正常运行和其他设备构成相当大的危害。

另外，整流器等电力电子装置往往使网侧电流滞后于网侧电压，造成电力电子装置功率因数降低，使电网无功功率增加，给电网带来额外的负担，并影响供电质量。

1) 使电网供电电压波形畸变，供电质量降低

像对基波电流一样，供电系统对谐波也呈现一定阻抗，因此注入供电系统的谐波电流会在电网上产生一定的压降。这些谐波电压增加到供电电压上，将使电压波形畸变，并使三相交流电的对称性受到影响。

2) 产生网侧过电压和过电流

在电力系统中常有功率因数补偿电容和电感。在这种情况下，供电系统与补偿电感电容构成谐振回路，从而引起过电压或过电流现象。

3) 使供用电系统的能量损耗增加，供用电设备的寿命缩短当供电电压为正弦波而负载电流为非正弦波时，谐波电流都是无功电流。

高频开关变换器工作时，内部的高电压或大电流波形以极短的时间上升或下降，这些具有陡变沿的脉冲信号会产生很强的电磁干扰信号。这些电磁干扰信号一方面会污染电网，通过电网干扰其他用电设备；另一方面通过传输线的传导或经过空间进行辐射而对电子设备的正常工作造成威胁。

按照定义，功率因数是变流装置电网侧有功功率与视在功率之比。电网接变流装置之后，功率因数必然降低，导致网侧输入电流有效值增大，使得熔断器、断路器及传输线的规格及电源滤波器的容量增大。在三相四线制整流电源中不但使网侧功率因数降低，而且由于它的三次谐波电流在零线中相位相同，这些谐波电流合成后使零线电流增大，有时可能超过各相相电流。因为按安全标准规定，零线不能装设保护装置，所以可能使零线因过热而损坏。