電網諧波在線監測係統解決方案

一、概述

隨著現代化的進程，非線性、衝擊性和不對稱性負荷大量接入電網，供電質量日趨嚴重。由於對生活質量和工作效率的高要求，現在人們比以往任何時候更加關注電能質量問題。

電能質量包含多個方麵，如電網電壓偏差、電壓諧波、電壓波動與閃變、三相電壓不平衡度等，但電壓諧波是電能質量中*重要的一種。諧波主要是由用戶中的非線性用電負荷（如：整流裝置、冶煉爐、電氣化機車等）引起的，一個用戶引起的諧波不僅影響到自身，而且汙染電網並影響到該電網中的其它電力用戶。

然而，由於電網的廣泛性和諧波的普遍性，廣大電力用戶、電力生產廠和供電公司希望隨時隨地了解電網諧波情況，因此通過對電網各點諧波的監測，並對諧波進行分析處理，以推進諧波的治理，提高電網的電能質量和加強電網的管理，有著重要意義

二、係統的特點

電網諧波電壓在線監測係統的主要特點體現以下幾個方麵：

**性：配電網的各級高電壓母線處（測量關口）、諧波源接入公用電網的公共連接點（包括用戶處）。本係統既可以實現單個變電站的諧波在線監測，也可以實現區域變電站的諧波在線監測。

實用性：長期在線監測、**、可靠、操作方便，可實現自動化。

經濟性：現場安裝的儀器功能簡單、體積小、價格低，又能在平時作為常規儀器進行顯示、諧波越限報警，便於推廣和普及。

**性：本係統采用無線通信方式，實現遠程操控或就地無線通訊的非接觸式操控方式，有效地保證了儀器和工作人員的**。

抗乾擾：現場存在強電磁乾擾，采用了多種措施提高儀器抗乾擾能力。結構上，采用了屏蔽式箱體結構，硬件設計上，加設看門狗電路、複合濾波電路和信號隔離電路；軟件設計上采用數字濾波技術、數據校驗技術、實時診斷技術等。

技術性：本係統采用的諧波測量儀器工作原理的技術水平要高，便於對實時監測的傳輸的數字信號在接收終端進行記錄、分析、統計、儲存和打印；高電壓母線的諧波信號采集；本係統終端處理的軟件功能強、容量大。

三、電網諧波測量的目的與依據

目的：對發電、供電、用電三方的監督管理，保證公用電網的諧波指標限值在國家標準規定的範圍之內，以保障國民經濟各行各業的正常生產和產品質量以及人民的生活質量。

依據：

1．測量標準

原電力工業部標準《關於電網諧波管理的暫行規定》；

國家標準GB／T14549－93《電能質量公用電網諧波》；

國家標準GB17625.7－1998《低壓電氣及電子設備發出的諧波電流限值》；

國家標準GB17626.7－1998《供電係統及所連設備諧波、間諧波的測量和測量儀器導則》。

2．測量條件

選擇電網正常供電時係統可能出現的*小運行方式，且在諧波源工作周期中諧波量大的時段內。

當測量點附近安裝有電力電容器組或諧波濾波器時，有可能會產生某次諧波放大或諧振，應在各種運行組合的方式下進行測量。

3．監測點

原則上選擇諧波源接入公用電網的公共連接點，即供用電協議規定的電能計量點，測量該點的諧波電壓和諧波源（乾擾電能質量的用電設備）注入公用電網的諧波電流。

4．測試量

諧波電壓和諧波電流的諧波次數一般測量第2－25次，諧波電壓用含有率（）表示，諧波電流用有效值（A）表示，總諧波畸變率用THD（）表示。

5．測量間隔和持續時間

對於負荷變化快的諧波源（如：電弧爐、軋機、電力機車等），測量間隔時間不大於2分，測量次數不小於30次。

對於負荷變化慢的諧波源（如：化工整流器、直流輸電換流站等），測量間隔和持續時間不作規定。

6．測量數據的處理及諧波水平值的確定

標準規定：取測量時段內各相持續測量過程中實測值的95概率值，並取三相中*大一相的值，作為測試時段的諧波水平值，並以此作為判斷諧波是否超標的依據。

四、諧波測量方法的規定

1．諧波測量方法

國際電工委員會（IEC）標準的規定，把諧波按其波動快慢和性質分為四類：

⑴準穩態（慢變化）諧波；

⑵波動諧波；

⑶快速變化諧波；

⑷間諧波及其虛擬部分。

標準中規定的諧波主要指前三類，並對不同波動性質的測量間隔，即測量時段及由測量值確定諧波值的方法提出如下建議：

⑴很短間隔：TVS＝3S；

⑵短間隔：TSH＝10MIN；

⑶長間隔：TL＝1H；

⑷日間隔：TD＝24H；

⑸周間隔：TW＝7D。

2．電網電能質量*低的運行合格率

標準編號標準名稱電能質量指標允許限值*低的運行合格率

GB／T14549－93公用電網諧波各級電網諧波電壓限值（）98

五、諧波測量儀器的功能和精度

1．諧波測量儀器

1.1諧波測量儀器的現狀

諧波測試分析儀是測定電網諧波嚴重程度的專用儀器，就諧波測試分析儀而言，國內外已有不少生產廠家和產品，如美國FLUKE公司的F40／41手持式電力諧波分析儀、日本HIOKI公司的3195和3166便攜式電力分析儀、英國VOLTECH公司的PM3000／300／100電力分析儀、瑞典UNIPOWER公司的UNILYZER900F電力測試分析儀及我國安徽振興公司的PS係列電能質量分析儀等。通過比較分析，不難發現，這些儀器具有如下通用特點：

⑴多功能，高性能，高價格；

⑵實驗室或戶內使用，適用於科學研究、短期電力試驗、電網巡檢或臨時監測；

⑶獨立使用的專用測試儀器，專人管理和使用。

然而，由於電網的廣泛性和諧波的普遍性，廣大發電、供電、用電部門都希望隨時隨地了解電網諧波情況，僅靠專門的諧波測試管理機構和科技人員是滿足不了要求的，高價格的測試分析儀無法推廣和普及。

1.2監測方式及儀器的選用

重要的PCC（電流質量控製）采用連續監測方式，並將數據及時送至上**電能質量監測中心，一般選用將檢測儀器長期安裝在監測點實現連續在線檢測，區域內多個檢測點的儀器聯網構成諧波監測網；一般的PCC采用定時監測方式，並將數據送至上**電能質量監測中心，一般選用便攜式諧波分析儀和定點檢測儀器相結合對多點定時巡回檢測；對於小的單相PCC，根據需要進行檢測，即隨機監測方式，一般使用袖珍式諧波分析儀就可以滿足檢測要求。

1.3係統采用的測量儀器：

⑴HVHE型高壓諧波監測儀：

HVHE係列高壓諧波監測儀（以下簡稱高壓諧波儀）儀由信號測量係統、信號傳輸係統和信號處理係統三部分組成。高壓諧波監測儀是一種智能化諧波測量記錄儀器，主要實現對高壓電網（10、35、110、