電網(wǎng)諧波在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案

一．概述

??? 隨著現(xiàn)代化的進(jìn)程，非線性、沖擊性和不對(duì)稱性負(fù)荷大量接入電網(wǎng)，供電質(zhì)量日趨嚴(yán)重。由于對(duì)生活質(zhì)量和工作效率的高要求，現(xiàn)在人們比以往任何時(shí)候更加關(guān)注電能質(zhì)量問(wèn)題。
電能質(zhì)量包含多個(gè)方面，如電網(wǎng)電壓偏差、電壓諧波、電壓波動(dòng)與閃變、三相電壓不平衡度等，但電壓諧波是電能質(zhì)量中最重要的一種。諧波主要是由用戶中的非線性用電負(fù)荷（如：整流裝置、冶煉爐、電氣化機(jī)車(chē)等）引起的，一個(gè)用戶引起的諧波不僅影響到自身，而且污染電網(wǎng)并影響到該電網(wǎng)中的其它電力用戶。

??? 然而，由于電網(wǎng)的廣泛性和諧波的普遍性，廣大電力用戶、電力生產(chǎn)廠和供電公司希望隨時(shí)隨地了解電網(wǎng)諧波情況，因此通過(guò)對(duì)電網(wǎng)各點(diǎn)諧波的監(jiān)測(cè)，并對(duì)諧波進(jìn)行分析處理，以推進(jìn)諧波的治理，提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量和加強(qiáng)電網(wǎng)的管理，有著重要意義

然而，由于電網(wǎng)的廣泛性和諧波的普遍性，廣大電力用戶、電力生產(chǎn)廠和供電公司希望隨時(shí)隨地了解電網(wǎng)諧波情況，因此通過(guò)對(duì)電網(wǎng)各點(diǎn)諧波的監(jiān)測(cè)，并對(duì)諧波進(jìn)行分析處理，以推進(jìn)諧波的治理，提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量和加強(qiáng)電網(wǎng)的管理，有著重要意義

二．系統(tǒng)的特點(diǎn)

??? 電網(wǎng)諧波電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：

??? 全面性：配電網(wǎng)的各級(jí)高電壓母線處（測(cè)量關(guān)口）、諧波源接入公用電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)（包括用戶處）。本系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)變電站的諧波在線監(jiān)測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域變電站的諧波在線監(jiān)測(cè)。
實(shí)用性：長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)、安全、可靠、操作方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

??? 經(jīng)濟(jì)性：現(xiàn)場(chǎng)安裝的儀器功能簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低，又能在平時(shí)作為常規(guī)儀器進(jìn)行顯示、諧波越限報(bào)警，便于推廣和普及。

??? 安全性：本系統(tǒng)采用無(wú)線通信方式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控或就地?zé)o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安全。

??? 抗干擾：現(xiàn)場(chǎng)存在強(qiáng)電磁干擾，采用了多種措施提高儀器抗干擾能力。結(jié)構(gòu)上，采用了屏蔽式箱體結(jié)構(gòu)，硬件設(shè)計(jì)上，加設(shè)看門(mén)狗電路、復(fù)合濾波電路和信號(hào)隔離電路；軟件設(shè)計(jì)上采用數(shù)字濾波技術(shù)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)技術(shù)、實(shí)時(shí)診斷技術(shù)等。

??? 技術(shù)性：本系統(tǒng)采用的諧波測(cè)量?jī)x器工作原理的技術(shù)水平要高，便于對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的傳輸?shù)?a target="_blank">數(shù)字信號(hào)在接收終端進(jìn)行記錄、分析、統(tǒng)計(jì)、儲(chǔ)存和打??；高電壓母線的諧波信號(hào)采集用國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的由西安億維電力技術(shù)發(fā)展有限公司研制的《高壓諧波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》；本系統(tǒng)終端處理的軟件功能強(qiáng)、容量大。

三．電網(wǎng)諧波測(cè)量的目的與依據(jù)

目的

??? 對(duì)發(fā)電、供電、用電三方的監(jiān)督管理，保證公用電網(wǎng)的諧波指標(biāo)限值在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍之內(nèi)，以保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)的正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量以及人民的生活質(zhì)量。

依據(jù)

1．測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

原電力工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)《關(guān)于電網(wǎng)諧波管理的暫行規(guī)定》；
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》；
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17625.7-1998《低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值》；
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17626.7-1998《供電系統(tǒng)及所連設(shè)備諧波、間諧波的測(cè)量和測(cè)量?jī)x器導(dǎo)則》。

2．測(cè)量條件

??? 選擇電網(wǎng)正常供電時(shí)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最小運(yùn)行方式，且在諧波源工作周期中諧波量大的時(shí)段內(nèi)。
當(dāng)測(cè)量點(diǎn)附近安裝有電力電容器組或諧波濾波器時(shí)，有可能會(huì)產(chǎn)生某次諧波放大或諧振，應(yīng)在各種運(yùn)行組合的方式下進(jìn)行測(cè)量。

3．監(jiān)測(cè)點(diǎn)

??? 原則上選擇諧波源接入公用電網(wǎng)的公共連接點(diǎn),即供用電協(xié)議規(guī)定的電能計(jì)量點(diǎn)，測(cè)量該點(diǎn)的諧波電壓和諧波源（干擾電能質(zhì)量的用電設(shè)備）注入公用電網(wǎng)的諧波電流。

4．測(cè)試量

??? 諧波電壓和諧波電流的諧波次數(shù)一般測(cè)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(cè)量間隔和持續(xù)時(shí)間

??? 對(duì)于負(fù)荷變化快的諧波源（如：電弧爐、軋機(jī)、電力機(jī)車(chē)等），測(cè)量間隔時(shí)間不大于2分，測(cè)量次數(shù)不小于30次。

???? 對(duì)于負(fù)荷變化慢的諧波源（如：化工整流器、直流輸電換流站等），測(cè)量間隔和持續(xù)時(shí)間不作規(guī)定。

6．測(cè)量數(shù)據(jù)的處理及諧波水平值的確定

??? 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：取測(cè)量時(shí)段內(nèi)各相持續(xù)測(cè)量過(guò)程中實(shí)測(cè)值的95概率值，并取三相中最大一相的值，作為測(cè)試時(shí)段的諧波水平值，并以此作為判斷諧波是否超標(biāo)的依據(jù)。

四．諧波測(cè)量方法的規(guī)定

1．諧波測(cè)量方法

??? 國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，把諧波按其波動(dòng)快慢和性質(zhì)分為四類(lèi)：

⑴準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)（慢變化）諧波；
⑵波動(dòng)諧波；
⑶快速變化諧波；
⑷間諧波及其虛擬部分。

??? 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的諧波主要指前三類(lèi)，并對(duì)不同波動(dòng)性質(zhì)的測(cè)量間隔，即測(cè)量時(shí)段及由測(cè)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(zhǎng)間隔：TL=1h；
⑷日間隔：TD=24h；
⑸周間隔：TW=7d。

2．電網(wǎng)電能質(zhì)量最低的運(yùn)行合格率