电气干扰
电气干扰更正式地称为电磁干扰 (EMI) 或射频干扰 (RFI)。EMI 是更通用的术语，RFI 仅适用于无线电传输所用频段上的干扰。但是，在本文中，这两个术语可以互换，称为 EMI。
EMI 通常比瞬变危害小得多。它的影响通常会使设备暂时出现故障，而不是造成性损坏。即便如此，设备故障通常代价高昂且具有破坏性，因此 EMI 并非小事。
EMI 可能来自多种来源，包括雷达、电视、收音机、手机和微波发射器，也可能来自不太明显的外部来源，如远处雷暴产生的无线电信号。
外部 EMI 可以通过电磁感应、静电耦合或传导进入电气装置。EMI 也可能由设施内的设备产生，但现代电器和设备应按照电磁兼容性 (EMC) 标准进行人工制造，以限度地降低 EMI 产生的风险。
EMI 表现为音频设备上的噪音或嘶嘶声。
其他不太明显的常见影响包括数据网络性能的下降，甚至这些网络的功能停止。这可能会导致错误率增加，并可能导致数据丢失。重要的是要注意 EMI 可以通过靠近在一起的电缆之间的串扰传输。因此，应始终注意隔离电源和数据电缆，并在适当的情况下使用屏蔽电缆。
有多种产品可用于阻止 EMI 并防止其进入设备。其中包括 EMI 抑制滤波器和交流线路滤波器，以及铁氧体磁芯和微波吸收器。此类设备仅对传导 EMI 有效。高效屏蔽——将敏感设备封闭在接地外壳中是防止辐射和感应 EMI 的预防措施，因此对于完整的解决方案，屏蔽和过滤的组合是必要的。
如果您怀疑自己遇到了 EMI 问题，是时候购买电源质量分析仪并设置它来监控现场了。EMI 将明显叠加在输入电压波形上。它本质上可能是间歇性的，因此只有通过记录电力线数天或数周才能发现。
电压不平衡
电压不平衡是一个电能质量问题，大多数时候很少或根本没有受到关注。这是不幸的，因为不平衡的供应会产生严重的后果。如果您的企业只有单相负载，那么不平衡对您来说不是问题。但是，如果您有任何三相负载，建议您阅读本文的其余部分。
在平衡的三相交流电力系统中，三相电压大小相等，相距120度。在不平衡系统中，相电压不相等，和/或相距不是 120 度。电压不平衡比相移更常见，通常由大单相负载引起，例如感应炉。
这些单相负载可以连接在其中一相和电源中性线之间，它们仅从三相中的一相汲取电力，或者它们可以连接在两相之间，从三相中的两相汲取电力。结果，三相负载不均，负载重的一相或多相上的电压将下降。这种电压降低将被连接到同一供电系统的所有其他设备视为电压不平衡。
在三相系统中即使很小的单相负载分布不均，如果有足够多的负载，也会导致电压不平衡。当额外的设备或分支电路被添加到最初在其构建过程中平衡的系统时，这种情况通常会随着时间的推移而发展。
一组中功率因数校正电容器的不均匀退化，甚至一个或多个电容器的故障是不平衡的另一个来源，并且临时不平衡可能是由设施内的一个相上的故障或进一步备份供应网络。
具有平衡的相电压可以说是工业装置最重要的要求之一，特别是如果它使用三相电机，并且至关重要的是如果它们以或接近满载能力运行。对于满载电机，电机端子上的不平衡电压可能导致相电流不平衡高达 10 倍于电压不平衡百分比。这意味着在不平衡电源上运行的电机必须显着降额，即使电压不平衡看起来相对较小。由于 I2R 损耗增加，不平衡还可能导致需要降低电力电缆的额定值。
根据规程标准电压不平衡定义为负序电压与正序电压之比。简而言之，三相电压可以在数学上表示为正序、负序和零序分量的总和。正序电压在电机内产生沿电机预期旋转方向旋转的磁通量，而负序电压产生沿相反方向旋转的磁通量。由于正序电压始终远大于负序电压(前提是电机已正确连接)，因此不会影响电机的旋转方向。
由负序电压引起的反向旋转磁通会在电机绕组中产生额外的热量，最终可能导致绝缘击穿和电机过早失效。在高于推荐工作温度10 ° C (18 ° F) 的情况下连续运行会使旋转机器的寿命缩短两倍，而且电机运行寿命的缩短几乎总是具有破坏性且成本高昂。
此外，固态电机控制器和逆变器包括对电压不平衡敏感的组件。根据产品的不同，如果检测到明显的电压不平衡，其中一些将通过关闭来保护自己和电机，但是，虽然这可以保护设备，但由此产生的中断仍然可能代价高昂。在不自动关闭的不太复杂的产品中，电压不平衡是寿命缩短的常见原因。
当出现不平衡的电源电压时，不间断电源 (UPS) 和逆变器电源的运行效率也会降低，这通常会增加直流输出的纹波，并且在许多情况下，会增加供电系统中的谐波电流。
电压不平衡会产生如此多的有害影响，国家和国际标准都涵盖了这一点。例如，IEEE 112 和 IEC 60034-1 对供电机器施加了 1% 的负相序电压限制。
幸运的是，使用功率和能量记录器可以轻松实现电压和负载(电流)平衡的测量以及不平衡的识别。通过在输入电源上连接 PEL，可以随时间监控整个装置各相的负载，以了解它在正常运行的一天或一周或更长时间内的变化情况。PEL功率和能量记录器可以在装置周围快速移动，非侵入式连接，用于测量单个设备或电路负载和电压，以评估整个装置的平衡状况。然后可以将它们重新连接到输入电源，以进行持续监控，不仅可以监控电压平衡，还可以监控其他重要的电源参数，例如谐波和功率因数。
为了减少电压不平衡及其影响，您应该采取两个关键步骤。种是对大型单相负载使用单独的电路，并将它们连接到尽可能靠近电源的地方。这将确保单相负载不会在其他设备使用的任何接线上引起电压降。第二步是确保所有单相负载，无论大小，都均匀分布在所有三相上。这两个步骤可以省去很多麻烦和费用。
功率因数
像电压不平衡一样，功率因数很少被认为是电能质量问题，但应该是因为功率因数差很常见，这意味着企业要为他们不使用和无法使用的能源支付大笔费用，并且纠正起来相对容易且成本低廉。
功率因数差并不是一个新问题；几十年来，负责管理工业和商业设施的经验丰富的工程师已经采取措施确保他们的设施具有良好的功率因数。但是今天，越来越少的站点有这样的工程师来照顾他们，结果，功率因数被遗忘了，不可避免的结果是不必要地增加了能源费用。
什么是功率因数，为什么它如此重要？
解释的关键是，工业和商业应用中使用的某些类型的电气设备除了它们完成预期工作所需的实际(或有功)功率之外，还消耗一定量的无功功率。这些通常是电感设备 - 即，将线圈作为其结构的一部分的设备。例如电机、感应加热器、弧焊机、压缩机和大多数类型的荧光灯。重要的是要了解无功功率对设备用户而言没有任何用处。
从技术上讲，无功功率是设备使用的实际或有功功率与其消耗的总功率(称为视在功率)之间的矢量差。简单地说，功率因数是有功功率与视在功率之比。
功率因数低的设备会增加配电系统中的能量损失，因此能源供应商会惩罚功率因数低的工业客户。功率因数差的设备比做同等有用功但功率因数高(或好)的设备消耗更多的电流。更高的电流会增加配电系统中的能量损失，导致能源供应商惩罚功率因数差的客户，向他们收取更多的电费，因为他们需要能够提供额外的能量，而这些能量不会显示在收入计。
从技术上讲，这种情况可以通过将其比作一杯典型的啤酒来更容易理解。如果您订购一杯生啤酒，您支付的整杯啤酒相当于视在功率。但仔细看看——那啤酒上有泡沫！啤酒才是你真正想要的部分，相当于有功功率，而对提神没有帮助的头部相当于无功功率。装满啤酒的杯子，没有头，代表功率因数为 1，没有无功功率。实际上，这通常是不可能实现的，0.95(对应于少于 5% 的泡沫)或更好的功率因数通常被认为是可以接受的。
到目前为止，一切都很好，但是如果电气设备固有地消耗有功功率，那该怎么办呢？幸运的是，可以通过添加功率因数校正 (PFC) 系统来校正功率因数。这通常采用连接在主配电盘或其他位置的电容器的形式。
许多站点已经具有某种形式的功率因数校正 (PFC)，但如前所述，它始终是一种安装即忘的解决方案。如果站点上安装了更多设备，或者站点上使用的设备类型发生了显着变化，则 PFC 系统可能不再适用。此外，用于 PFC 的电容器会随着时间的推移而退化，最终需要更换。
事实上，工业装置以高水平无功功率运行，功率因数在 0.7 到 0.8 之间的情况并不少见。这是不必要且昂贵的，因为测量功率因数并不困难。它可以使用便携式测试仪器轻松测量，或者可以通过持续显示的值以及包括电压、电流和能耗在内的许多其他有用参数进行实时监控。
虽然规范 PFC 系统以降低无功功率需要了解几个因素，包括现场无功负载的电压水平和典型使用情况、整个现场的使用情况以及现场负载所需的电能质量，所有其中很容易测量和/或计算。一个设计合理的 PFC 系统将是它所带来的节约成本的一小部分。
的 PFC 形式包括安装电容器，但值得货比三家并听取专家建议以找到能够准确满足您特定要求的系统。如果单机功率因数不佳，可在其上并联电容器，以便在机器开机时补偿功率因数不佳的情况。或者，如果站点的功率因数一直很差，并且没有任何设备单独负责，则可以通过主电源将固定 PFC 连接到场所。
在更复杂的应用中，许多机器在不同时间打开和关闭，功率因数可能会频繁变化。在这种情况下，建议采用专家建议以获得解决方案。
结论
希望本文能够成功解释电能质量这个有时很复杂的主题，并阐明为什么它被认为很重要。如果您是典型的企业主或经理，毫无疑问，您非常关注为企业购买的产品和服务的质量，对您消耗的电力和能源也应该如此。毕竟，能源账单可能是您支出的重要组成部分。
我们已经证明电能质量会以多种方式降低，而这种降低通常会带来不便且代价高昂的后果。然而，同样重要的是，我们已经证明，使用正确的监控和数据记录设备很容易检测到电能质量问题。在大多数情况下，一旦发现问题；提供方便且负担得起的解决方案。
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