2. 电能质量现象分类
电能质量并不是一个单一指标，而是一组在时间尺度、频域特征、对称性和持续时间上差异很大的现象集合。要正确选型监测装置、设置告警阈值并解释录波数据，第一步不是急着看数值，而是先判断“这属于哪一类现象”。分类的意义在于：不同现象对应不同的测量方法、不同的评估指标，也对应不同的治理手段。例如，谐波需要看频谱和总谐波畸变率，电压暂降需要看残余电压和持续时间，而瞬态过电压则要看上升沿和峰值。
从工程监测角度，可以把常见现象按“持续时间—变化速率”两个维度来理解。持续时间从微秒级到小时级跨越十几个数量级，变化速率则从缓慢漂移到纳秒级突变。下面这张图把本节涉及的主要现象放在同一张“时间尺度—频域/对称性”坐标中，便于建立整体印象。
从图中可以看出，左侧的瞬态过电压和暂降类事件属于“事件型”现象，它们持续时间短、幅值变化剧烈，监测装置必须依靠高速采样和事件触发录波才能完整捕获。右侧的谐波、间谐波、三相不平衡则属于“稳态型”或“准稳态型”现象，通常用固定时间窗的统计值来评估。中间的电压波动与闪变介于两者之间，它表现为电压有效值的周期性调制，既不是单次事件，也不是纯稳态量。
稳态偏差类现象
电压偏差和频率偏差是最基础的稳态指标。电压偏差定义为实际电压与额定电压之差对额定电压的百分比，按GB/T 12325，35kV及以上供电电压正负偏差绝对值之和不超过10%，20kV及以下三相供电为±7%，220V单相供电为+7%、-10%。监测时通常取10min有效值作为评估依据，因为过短的时间窗会把暂降等事件误判为偏差。频率偏差则针对系统频率，正常运行时允许偏差为±0.2Hz，小容量系统可放宽到±0.5Hz。频率偏差的监测窗口一般取10s，同样要避开暂态过程的干扰。
这两类现象的共同点是变化缓慢、持续时间长，治理手段主要是调压和无功补偿，而不是靠滤波器或快速开关。监测时要注意：电压偏差的评估必须基于足够长的时间窗，否则会把电压暂降误算成偏差超标。
谐波与间谐波
谐波是指频率为基波整数倍的分量，间谐波则是非整数倍分量。两者都来自非线性负荷，但产生机理和影响不同。谐波主要来自整流器、变频器、开关电源等，间谐波则常来自电弧炉、周波变换器以及变频调速装置的边带分量。监测谐波时，核心指标是总谐波畸变率THD和各次谐波含有率。按GB/T 14549，380V系统电压总谐波畸变率限值为5%，其中奇次谐波3次、5次、7次分别不超过4%、4%、3%。间谐波的评估相对复杂，目前多关注其引起的电压闪变和低频振荡。
实际监测中，谐波分析通常采用10周波（50Hz系统约200ms）的矩形窗做FFT，并配合IEC 61000-4-7规定的谐波子组划分。间谐波则需要更长的采样窗和更细的频率分辨率，否则容易与谐波泄漏混淆。一个常见的工程判断是：如果频谱中出现了非整数倍频率的稳定分量，且幅值超过0.5%，就应怀疑间谐波问题。
电压波动与闪变
电压波动是指电压有效值在一定范围内规则或不规则地变化，闪变则是人眼对灯光亮度变化的主观感受。两者密切相关，但闪变更强调“人眼可察觉”这一主观效应。监测闪变时，使用IEC 61000-4-15规定的闪变仪模型，输出短时间闪变值Pst（10min）和长时间闪变值Plt（2h）。Pst=1对应50%的人能察觉到灯光闪烁的阈值。常见限值为Pst≤1.0、Plt≤0.8。电压波动的来源包括电弧炉、轧机、电焊机等冲击性负荷，其调制频率通常在0.5~30Hz之间。
三相不平衡
三相不平衡用对称分量法描述，核心指标是负序电压不平衡度和零序电压不平衡度。按GB/T 15543，电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%，短时不超过4%。监测时通常取10min有效值，并同时记录负序和零序分量。不平衡的主要来源是单相大负荷、三相负荷不对称以及系统侧的不对称故障。治理手段包括调整单相负荷分布、加装平衡装置等。
暂降、暂升与中断
这三类现象属于短时电压有效值变化事件。电压暂降指电压有效值降至额定值的10%~90%，持续0.5周波~1min；暂升指升至110%~180%；中断则指降至10%以下。监测时以半周波有效值为基本计算单元，并记录残余电压、持续时间、相位跳变三个关键参数。暂降的评估通常用SARFI指标，即统计一段时间内暂降事件次数。例如SARFI-70表示残余电压低于70%的暂降次数。这类事件对敏感负荷影响极大，监测装置必须具备事件触发和波形记录功能。
瞬态过电压
瞬态过电压是持续时间极短（微秒到毫秒级）、峰值很高的电压突变，通常由雷击、开关操作或静电放电引起。监测瞬态过电压需要高速采样，采样率一般不低于1MHz，甚至达到10MHz以上。关键参数包括峰值、上升时间、持续时间、极性。由于瞬态事件随机性强，监测装置通常采用预触发录波方式，保留事件前若干个周波的波形，以便分析起因。治理手段包括避雷器、浪涌保护器、滤波器等。
综合来看，电能质量现象的分类不是学术上的简单罗列，而是直接决定了监测系统的采样策略、事件触发逻辑、统计窗口和评估指标。理解每一类现象的时间尺度和频域特征，是后续选择监测装置、设置阈值和解读数据的基础。