近几十年来随国民经济发展的发展，对电能的需求在一直增长，但发电行业逐步沦为微利甚至亏损在持续不断的增加的行业，发电越多亏损越严重。特别在我国燃煤发电占发电量的80%左右，由于持续巨额经营亏损，煤电企业融资难度加大，发电企业经营状况若无法得到一定的改善，不仅损害火电企业本身，而且势必殃及社会，给国民经济发展带来严重的灾难。因为未来火电仍然是我国的主要发展建设的主力电源，解决或改善发电企业的经营现状非常迫切。面对发电企业发电越多亏损越严重的不利局面，一般业内观点是因为电力建设超常规发展发展，设备利用率低，电煤价格不断上涨，导致发电企业发电成本一直上升，而电能的价格不能同步上调造成的。其实不然，如果我们仔细研究一下现在世界电力行业平均发电机每度电燃煤350克左右，有的地区发电机每度电甚至超过煤耗400克的现实状况与发电机每度电123克的标准耗煤量的理论值相比较，差距非常之大，抛除发电机系统内的固有损耗，平均每度电有150克左右燃煤的不明损失，本人认为这每度电150克左右的不明煤耗，就是电能质量恶化造成的。
电能质量是指发电机通过公用电网供给用户侧的交流电能的品质。根据交流发电机的发电原理，传统的观点在供电回路中测量标称电压值的偏差，电压波波形，为稳定平滑或完好的正弦波形代表着所用交流电源的质量好。如果测量的电压波，有波形畸变或有谐波即可说明电能质量不好，这样的判断容易误导我们对电能质量上的问题的认识与改善电能质量的措施。本人认为最佳的方法就是检测供电回路的工作电流变化曲线与标准正弦波电压曲线的变化差距，因为供电回路电流的非正弦波变化或者脉冲式工作电流会增加发电，输，变电环节的有功电能损失，并造成发，变电设备负载率降低，因为负荷的阻抗毫秒级变化使常规电力运行参数监控仪表无法显示正确的电能指标，尤其是对发电机运行稳定性和能源消耗造成不利结果，当发电机，或变电设备负荷率达一定水平时又有较大负荷接入或退出运行会导致用电侧电压波动和闪变，甚至损坏输变电设备，发生大面积停电事故，故供电回路电流频繁非线性突变是发生电能质量上的问题的关健因素，举一个简单的供电例子：一交流发电机的额定容量SN＝40KVA.标称电压UN＝220V.在不使发电机过载运行的情况下，可点亮220V,40W白炽灯的数量盏。
在发电机消耗相同燃料的情况下，由于日光灯工作的负荷特性使发电机的供电有功输出能力降低50%。发电机发电的营收也将减少50%。如果在40KVA供电能力中混用这两种相同功率的照明灯使用电负载率达到80%左右，不注意限制日光灯的使用量，供电就也许会出现运行电压不稳定，发电机发生震荡或出现失步的危险。
产生这种不良结果的原因是日光灯的工作电流是非线性波，有很高的脉冲峰值工作电流使发电机转子的阻力矩增加，40W日光灯在发电机转子上形成的阻力矩相当于80W白炽灯形成的阻力矩。这时如果测量电压波曲线基本看不出什么变化，但测量供电回路的电流曲线变化却相当大，相同额定功率的负载因为电流特性的差异，对发电机的能耗也有很大的差别，在一个本来电能质量很好的供电网之中一但在用电环节大量使用类似日光灯电流特性的负载，便会使发电机的单位能耗大幅升高，有功输出能力不够，形成发电企业的资源浪费，营收大幅度降低的结果，特别对容量较小的发电机或变压器的经济运行和安全影响更大。
世界大多数国家注重节能始于20世纪70年代石油危机期间，各国政府制定了各种政策措施提高能源效率，降低发电机能源消耗，支持在用电测优化用电，实现低成本电力服务所进行的用电管理活动，提高能源效率和保护自然环境。比如；1，推广绿色照明技术，产品和节能型家用电器,2，推广用电设备经济运行方式，交流电动机电子调速节电技术,3，可控硅调压，调温装置,4，电机变频运,行，5，动态功率因数补偿等等。几十年来我们一方面在用电侧大力倡导推广科学高效的使用电能的生产，生活电器，一方面进行不断的技术革新提高发电机的降低单位能源消耗，完善输电，变电，配电环节，降低线损，来促进电能的科学合理应用，以达到提高供，用电双方的经济效益双赢的局面，从各种电能消耗统计资料分析用电侧电能的使用单位的确受益非浅，节电率都比较高，但是发电机单位能耗水平不降反升。其中的缘由是绝大部分的节电技术，节能产品采用在每个电压周波内控制导通时间和脉冲式电流工作方式，负载靠ms级快速通断电流达到节电目的，因为此类电器使用量日益普及，使电能质量不断恶化，造成用电单位能耗普遍下降，而发电，供电的电能损失加大，发电机单位能耗居高不下。
我单位备有一台额定50KW的柴油发电机，在市电故障维护时自发电，因为单位的照明基本是电子镇流器日光灯，节能灯，生产设备大部分由变频器控制电机运行，满负荷时只有20多KW的负荷的能力，稍微增加一点负荷便发生电压一下子就下降，并出现发电机震荡的危险情况。充分说明采用间歇脉冲工作电流的负荷会极度影响影响电能质量，降低发电机有功输出能力，是导致发电成本上升的最重要的因素。所以研究了解现在使用量比较普遍的用电电器的真实的负荷电流特性非常的重要，能够分辨出各种不同负载运行时反映出来的电流变化波形，就能判断出各种用电负荷给供电系统电能质量产生的影响程度。
要对电网的电能质量进行改善，首先要对电能质量做出精确的检测和分析，为电能质量的改善提供相关依据。由于供电系统的电能参数监控仪表只局限于持续性和稳定能力指标的监测，而基于有效值理论的监测技术不能精确描述电能质量，不容易发现电流巨幅变化问题，现有的电能质量检测仪因信号采样方式，量程幅度限制及扫描时基的调节等技术原因，也难以准确即时直观地显示各种不同负载的电流特性，采集的数据，电流变化曲线模糊不清，对不同特性负载的运行特性分辨率极差，从而难以深入分析造成电能质量的成因，也难进一步提出改善电能质量的措施点。在现代的电路的电参数分析仪当中，数字示波器是维一的能够对任何用电负荷工作时的瞬间电压，电流特性进行直接全方面分析的最有效工具，它能完整地检测显示任何用电电器的全波电压，电流特性并捕捉用电回路瞬时脉冲式电流的全波波形及峰峰值，现在的用电负载的脉冲的特征正好是在每个周波正常电流波形上叠加了极高的多次电流尖峰波，数字示波器是最合适满足1-2个周波的电流变化曲线测量显示，但直接在供电线路上采集电流信号并能清晰显示的示波器我国尚无法生产，国外的设备价格相当昂贵，难以普及应用。如何利用一般数字示波器的普通探头直接在用电侧或发电侧线路上采集幅度变化巨大电流波的波形又有很关健的技术方面的要求，通过我单位不断探索采样阻抗实验，将数字示波器与恰当的电流采样器配合组成数字负载特性示波仪，可以完全不改变所测量电路阻抗特性的前提下使用普通测试探头直接对用电回路及单独负载的工作电流波曲线进行检测。
以是下通过负载特性示波仪对很常用的电器产品运行的工作特性在数字示波器显示的工作电流形照片，显示的电流波形清晰直观，能准确把不同性能的负荷接入相同正弦波电压电源时的工作电流变化幅度形态，清楚，稳定地反映出来。（扫描基选5毫秒，2毫秒）
通过这些真实显示图片，便能对各种各样的性能的用电器对供电网的耗能水平，污染程度进行大致评估。
附图1是电视机的工作电流波形（2.5个电压周波），呈双向尖脉冲电流，呈现6毫秒有极小的电流信号。4毫秒强脉冲电流循环往复的方式运行。如测量电视机负载的有功功率P为100W，（表示在一个电压周波20ms平均功率是100W,因为有12ms工作电流约等于零，8ms有工作电流，数学表大式为20P＝8P1＋12P2，因为P20实际是电视机线ms,形成的平均功率）。所以发电机要产生平衡252W的负载主力矩,浪费150W的用气量（耗煤量）。电视机每耗用一度电，发电机要额外损失1.5度电左右的耗煤量。
附图2所示为相同功率100W白炽灯，电烙铁的工作电流波形，电流波形呈现平滑完整，干净流畅电正弦波。电能的利用率最高，如果发电机给白炽灯等纯电阻的负载供电，发电机的每度电的能耗在200克以内，发电企业可获的最佳效益。
附图3，是目前使用量最大规格为40W电子镇流器日光灯的照明时的工作电流波形图（一个电压周波）。表现为脉冲式电流断续波。呈现6.7毫秒工作电流非常小，3.3毫秒有很强的脉冲工作电流波，循环往复的方式运行。如测量日光灯负载的有功功率为40W，（表示在一个电压周波20ms平均功率是40W,因为有13.ms工作电流约等于零，实际日光灯线ms,形成的平均功率）。所以发电机要产生平衡114W的负载主力矩,浪费74W的用气量（耗煤量）。日光灯每用一度电，发电机要额外损失1.8度电左右的耗煤量。
附图4是液晶电脑的工作电流波形图（一个电压周波），表现为6.5毫秒没有电流信号，3.5毫秒有脉冲工作电流循环往复的方式运行。液晶电脑每耗一度电，发电机要额外损失1.8度左右耗煤量。
附图5是8W节能灯照明的电流波形（2.5个电压周波）。按时间坐标分析6毫秒没有工作电流，4毫秒有强脉冲工作电流循环往复方式运行。节能灯每耗一度电，发电机要额外损失1.5度左右电耗煤量。
附图6显是的是调速电机工作电流波形（2.5个电压周波），按时间坐标分析6.5毫秒的时间电路没有电流，3.5毫秒有脉冲电流波循环往复运行。电机每耗一度电，发电机要额外损失1.5左右的电能煤耗。
附图7是电冰箱的工作电流波形图，工作电流波流畅，有轻微的正弦波变形。发电机能耗损失比较小。
附图8是家用微波炉工作的电流波形图，电流波干净流畅但有非常严重的正弦波变形。发电机损失电量也不太严重。
附图9是几种型号的日光灯，节能灯同时照明在线路上采集的电流波形图，特性相同电流波混杂在一个时间段，从电流波形分析，每消耗一度电，发电机要额外损失一度电的煤耗。
附图10是将100W白炽灯，40W电子镇流器日光灯同时照明的波形图，可以很直观看清楚日光灯的工作电流波是间歇性的，只在正，负半周电压波的波峰时间段才有日光灯工作脉冲电流波，日光灯工作时将叠加电流尖峰在正常的电流波上形成谐波。
通过负荷特性示波仪使用量大的10余种电器的运行特性来测试，证明目前用电侧有60%以上电器的工作特性呈现脉冲电流工作的特性，一部份电器的工作电流有正弦波形变。特别是以脉冲工作电流运行电器的电路分为主回路和控制回路，控制回路以很小的工作电流控制主回路大电流间歇性导通，关闭，造成功率因素表测量的极大偏差，而常规功率表，电流表显示的平均测量数据，电路中极高的尖峰峰值电流被隐藏，因而监控仪表的显示数据容易误导人们对发电机，变电设备真实的运作时的状态的判断。
比如现在大力推广的绿色照明电子镇流器日光灯，节能灯，高压钠灯等气体光源，照明能耗占全国总用电量的15%左右，因为使用量大，照明时间长，它们工作时瞬间叠加了极高的电流尖峰在正常的电流波上。尖峰值电流波使发电机转子的轴功率（阻率矩）异常大幅度的增加，造成发动机平衡的主力矩必须同时增加(开大阀门-增加能源消耗)以达到平衡。虽然照明的耗电量只占我国用电量的15%左右，如果按它们运行的电流特性分析，起码损失发电企业35%左右的耗煤量。
如果在额定功率比较小的发电机组，如风力发电系统内有比较大负荷脉冲电流引起发电机转子轴上的阻力矩突变时，因为缺乏动力同步增加发电机转子的主力矩，特别会造成发电机震荡或失步，发生供电事故。
所以通过负荷特性示波对用电线路或单个负荷进行工作电流曲线分析就不难理解电能质量引起发电企业亏损的问题电源谐波的原因。也为我们测量和治理提供了令人信服的科学依据。
数字负载特性示波仪功能强大，标准化程度高，测量通道多，稳定性高，自动化操作，测量速度快，高，中，低档配置灵活，适合使用的范围广，不仅能近距离测量，也能够完全满足中远距离的监测，即能应用在发，配电等重要环节，可作为便携式仪器进行现场的电能质量上的问题分析，特别是在智能电网快速的发展过程中是保障发电，变电安全，经济运行的重要手段也是改善电能质量的不可或缺的最佳技术工具。
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