配電網(wǎng)的諧波及其測量

　　1 概述

　　配電網(wǎng)中的高次諧波的治理已經(jīng)成為我國電力環(huán)保工作的十分重要的內(nèi)容之一。諧波測量對抑制諧波有著重要的指導(dǎo)作用：檢定實(shí)際網(wǎng)絡(luò)諧波源用戶的諧波水平是否符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定;了解和掌握各種電力設(shè)備投運(yùn)前、后相關(guān)系統(tǒng)的諧波水平及其變化、檢驗諧波對有關(guān)設(shè)備的影響;諧波故障和異常的原因測量，以找到應(yīng)采取的相應(yīng)對策;諧波專題測試還可以便于了解諧波源特性、系統(tǒng)諧波阻抗、諧波潮流分布和諧波放大現(xiàn)象等。

　　2 諧波國家標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定

　　2.1 測量條件

　　國標(biāo)GB/T14549-1993《電能質(zhì)量·公用電網(wǎng)諧波》明確諧波測量應(yīng)在最嚴(yán)重的條件下進(jìn)行，即選擇在電網(wǎng)正常供電時系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最小運(yùn)行方式，且在諧波源工作周期中產(chǎn)生的諧波量大的時段內(nèi)進(jìn)行，例如電弧爐應(yīng)在熔化期、可控硅軋機(jī)應(yīng)在軋鋼大負(fù)荷期、電氣化鐵道應(yīng)在電力機(jī)車集中的高峰期測量。

　　當(dāng)測量點(diǎn)附近安裝有電容器組或存在其它諧波濾波器組時，有可能會產(chǎn)生某次諧波放大或諧振，應(yīng)在電容器組，或濾波器組的各種運(yùn)行組合的方式下進(jìn)行測量。

　　實(shí)際測量時，并不一定達(dá)到最嚴(yán)重的條件，例如測點(diǎn)附近有多個諧波源，系統(tǒng)在某些方式下會形成諧振等，可在多種方式和測量的基礎(chǔ)上進(jìn)行評價。

　　2.2 監(jiān)測點(diǎn)和測試量

　　原則上選取諧波源用戶接入公用電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)作為諧波的監(jiān)測點(diǎn)、測量該點(diǎn)的諧波電壓和諧波源用戶注入公用電網(wǎng)的諧波電流，要求監(jiān)測點(diǎn)的諧波水平必須符合諧波國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。諧波電壓和諧波電流的諧波次數(shù)一般測量第2～19次，但根據(jù)諧波源的特點(diǎn)和測試分析結(jié)果，可以適當(dāng)變動諧波次數(shù)測量的范圍，前者用含有率(%)表示，后者用有效值(A)表示;標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，諧波電壓必須測取總諧波畸變率THDu(%)。

　　2.3 測量間隔和持續(xù)時間

　　對于負(fù)荷變化快的諧波源(例如：煉鋼電弧爐、晶閘管變流設(shè)備供電的軋機(jī)、電力機(jī)車等)，測量的間隔時間不大于2min，測量次數(shù)應(yīng)滿足數(shù)理統(tǒng)計的要求，一般不小于30次，以使測量值平均數(shù)的分布接近于正態(tài)分布所需的最低樣本數(shù)。

　　對于負(fù)荷變化慢的諧波源(例如：化工整流器、直流輸電換流站等)，測量間隔和持續(xù)時間不作規(guī)定。

　　為了區(qū)別暫態(tài)現(xiàn)象和諧波，對于負(fù)荷變化快的諧波，每次測量結(jié)果可為3s內(nèi)所測得的平均值。推薦采用下式計算：

　　式(1)中，Unk為3s內(nèi)第k次測得的n次諧波的方均根值;m為3s內(nèi)取得均勻間隔的測量次數(shù)，m≥6。

　　式(1)的值即可作為持續(xù)測量過程中的一次諧波測量值。

　　2.4 測量數(shù)據(jù)的處理及諧波水平值的確定

　　由于諧波源的多樣性和多變性，數(shù)據(jù)處理必須根據(jù)對象有所區(qū)別，在測量時段內(nèi)所測得的各測量值均為隨機(jī)變量，應(yīng)按統(tǒng)計的方法確定其諧波水平。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：取測量時段內(nèi)各相持續(xù)測量過程中實(shí)測值的95%概率值，并取三相中最大一相的值，作為該測試時段的諧波水平值，并以此作為判斷諧波是否超標(biāo)的依據(jù)。為了實(shí)用方便，實(shí)測值的95%概率值可近似按實(shí)測值由大到小的順序排列，舍棄前面5%個大值，取剩余實(shí)測值中的最大值。

　　但對負(fù)荷變化慢的諧波源，可選五個接近的實(shí)測值，取其算術(shù)平均值作為諧波水平值。