電網諧波在線監(jiān)測系統解決方案
加入技術交流群
一．概述
隨著現代化的進程，非線性、沖擊性和不對稱性負荷大量接入電網，供電質量日趨嚴重。由于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面，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最重要的一種。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，而且污染電網并影響到該電網中的其它電力用戶。
然而，由于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(jiān)測，并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．系統的特點
電網諧波電壓在線監(jiān)測系統的主要特點體現以下幾個方面：
全面性：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）。本系統既可以實現單個變電站的諧波在線監(jiān)測，也可以實現區(qū)域變電站的諧波在線監(jiān)測。
實用性：長期在線監(jiān)測、安全、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(guī)儀器進行顯示、諧波越限報警，便于推廣和普及。
安全性：本系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安全。
抗干擾：現場存在強電磁干擾，采用了多種措施提高儀器抗干擾能力。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、復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：本系統采用的諧波測量儀器工作原理的技術水平要高，便于對實時監(jiān)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用國內首創(chuàng)的由西安億維電力技術發(fā)展有限公司研制的《高壓諧波監(jiān)測系統》；本系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(fā)電、供電、用電三方的監(jiān)督管理，保證公用電網的諧波指標限值在國家標準規(guī)定的范圍之內，以保障國民經濟各行各業(yè)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(yè)部標準《關于電網諧波管理的暫行規(guī)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(fā)出的諧波電流限值》；
國家標準GB17626.7-1998《供電系統及所連設備諧波、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系統可能出現的最小運行方式，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(jiān)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(guī)定的電能計量點，測量該點的諧波電壓和諧波源（干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(xù)時間
對于負荷變化快的諧波源（如：電弧爐、軋機、電力機車等），測量間隔時間不大于2分，測量次數不小于30次。
對于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(xù)時間不作規(guī)定。
6．測量數據的處理及諧波水平值的確定
標準規(guī)定：取測量時段內各相持續(xù)測量過程中實測值的95概率值，并取三相中最大一相的值，作為測試時段的諧波水平值，并以此作為判斷諧波是否超標的依據。
四．諧波測量方法的規(guī)定
1．諧波測量方法
國際電工委員會（IEC）標準的規(guī)定，把諧波按其波動快慢和性質分為四類：
⑴準穩(wěn)態(tài)（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(guī)定的諧波主要指前三類，并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．電網電能質量最低的運行合格率
標準編號 | 標準名稱 | 最低的運行合格率 | ||||
GB/T14549-93 | 公用電網諧波 | 各級電網諧波電壓限值（） | 98 | |||
電壓（kV） | 電壓總諧波 畸變率 | 各級諧波電壓含有率 | ||||
奇次 | 偶次 | |||||
0.38 | 5.0 | 4.0 | 2.0 | |||
6,10 | 4.0 | 3.2 | 1.6 | |||
35,66 | 3.0 | 2.4 | 1.2 | |||
110 | 2.0 | 1.6 | 0.8 | |||
注入公共連接點的諧波電流允許值見下表 | ||||||
電壓 kV | 諧波次數及諧波電流允許值A | ||||||||||||
11 | 12 | 13 | |||||||||||
78 | 62 | 39 | 62 | 26 | 44 | 19 | 21 | 16 | 28 | 13 | 24 | ||
43 | 34 | 21 | 34 | 14 | 24 | 11 | 11 | 8.5 | 16 | 7.1 | 13 | ||
26 | 20 | 13 | 20 | 8.5 | 15 | 6.4 | 6.8 | 5.1 | 9.3 | 4.3 | 7.9 | ||
15 | 12 | 7.7 | 12 | 5.1 | 8.8 | 3.8 | 4.1 | 3.1 | 5.6 | 2.6 | 4.7 | ||
16 | 13 | 8.1 | 13 | 5.4 | 9.3 | 4.1 | 4.3 | 3.3 | 5.9 | 2.7 | 5.0 | ||
12 | 9.6 | 6.0 | 9.6 | 4.0 | 6.8 | 3.0 | 3.2 | 2.4 | 4.3 | 2.0 | 3.7 |
電壓 kV | 諧波次數及諧波電流允許值A | ||||||||||||
11 | 12 | 9.7 | 18 | 8.6 | 16 | 7.8 | 8.9 | 7.1 | 14 | 6.5 | |||
6.1 | 6.8 | 5.3 | 5.3 | 4.7 | 9.0 | 4.3 | 4.9 | 3.9 | 7.4 | 3.6 | |||
3.7 | 4.1 | 3.2 | 3.2 | 2.8 | 5.4 | 2.6 | 2.9 | 2.3 | 4.5 | 2.1 | |||
2.2 | 2.5 | 1.9 | 1.9 | 1.7 | 3.2 | 1.5 | 1.8 | 1.4 | 2.7 | 1.3 | |||
2.3 | 2.6 | 2.0 | 2.0 | 1.8 | 3.4 | 1.6 | 1.9 | 1.5 | 2.8 | 1.4 | 2.6 | ||
1.7 | 1.9 | 1.9 | 1.5 | 1.3 | 2.5 | 1.2 | 1.4 | 1.1 | 2.1 | 1.0 |
表3：低壓和中壓配電系統單次諧波電壓限值
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系列電能質量分析儀等。通過比較分析，不難發(fā)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，適用于科學研究、短期電力試驗、電網巡檢或臨時監(jiān)測；
⑶獨立使用的專用測試儀器，專人管理和使用。
然而，由于電網的廣泛性和諧波的普遍性，廣大發(fā)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(jiān)測方式及儀器的選用
重要的PCC（電流質量控制）采用連續(xù)監(jiān)測方式，并將數據及時送至上一級電能質量監(jiān)測中心，一般選用將檢測儀器長期安裝在監(jiān)測點實現連續(xù)在線檢測，區(qū)域內多個檢測點的儀器聯網構成諧波監(jiān)測網；一般的PCC采用定時監(jiān)測方式，并將數據送至上一級電能質量監(jiān)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；對于小的單相PCC，根據需要進行檢測，即隨機監(jiān)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系統采用的測量儀器：
⑴HVHe型高壓諧波監(jiān)測儀:
HVHe系列高壓諧波監(jiān)測儀（以下簡稱高壓諧波儀）儀由信號測量系統、信號傳輸系統和信號處理系統三部分組成。高壓諧波監(jiān)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、220、330、500kV）電壓和電壓諧波的實時監(jiān)測、諧波越限記錄和諧波越限時的錄波并進行處理。
⑵諧波測量表
諧波測量表從功能上可分諧波電壓測量表和諧波電流測量表，從性能上可分簡易型和高級型。
LVHv型諧波電壓測量表和LVHa型諧波電流測量表屬簡易型，是一種用于0.38kV、6（10）kV用戶變電所以及濾波裝置、配電柜、整流柜等其他需要檢測高次諧波電壓和電流的場所，監(jiān)測及數字顯示諧波電壓和電流總畸變率，并有接點輸出供用戶報警或控制保護回路。高級型諧波測量表除具備簡易型的功能外，還可以記錄和儲存信號，如將該信號傳輸到終端，同樣可以進行分析、統計等。
2．測量精度
諧波測量儀器的精度有A、B級。電網諧波在線監(jiān)測一般用B級就可以，主要用于測量諧波大小，相角精度不作規(guī)定。儀器能保證在額定電壓 15∽-15范圍內，電壓總畸變率不超過8條件下正常工作。
諧波測量儀器的最大允許誤差
等級 | 條件 | 允許誤差 | |
A | 電壓 | Uh≥1Un | 5Un |
| Uh1Un | 0.05Un | ||
電流 | Ih≥3In | 5In | |
| Ih3In | 0.05In | ||
B | 電壓 | Uh≥3Un | 5Un |
| Uh3Un | 0.15Un | ||
電流 | Ih≥3In | 5In | |
| Ih3In | 0.50In |
電網諧波在線監(jiān)測系統包括單個變電站（單個用戶）電網諧波在線監(jiān)測系統，與區(qū)域變電站（多用戶）電網諧波在線監(jiān)測系統，并且可以將多個系統進行組合實現遠程諧波在線監(jiān)測。系統擁有方便的擴展性讓用戶不必為以后增加監(jiān)測點和系統升級擔憂，各種類型的組合搭配使系統更靈活。數據分析、處理系統專為用戶量身打造更貼近用戶需求。
單個變電站（用戶）電網諧波在線監(jiān)測系統
電網諧波在線監(jiān)測系統包括單個變電站（單個用戶）電網諧波在線監(jiān)測系統，與區(qū)域變電站（多用戶）電網諧波在線監(jiān)測系統，并且可以將多個系統進行組合實現遠程諧波在線監(jiān)測。系統擁有方便的擴展性讓用戶不必為以后增加監(jiān)測點和系統升級擔憂，各種類型的組合搭配使系統更靈活。數據分析、處理系統專為用戶量身打造更貼近用戶需求。
區(qū)域變電站（多用戶）電網諧波在線監(jiān)測系統
七．解決方案
技術支持：
根據需求為用戶進行項目前期的方案制定。
方案制定：
我們?yōu)槊恳粋€項目成立項目小組，配備從技術到商務的專門人員，為用戶詳細擬地訂一個完善的解決方案。
項目管理：
合同管理部門由訓練有素的合同管理員為用戶建立項目檔案，處理項目的各項事宜。從合同的條款、支付到施工都經過規(guī)范的流程和層層的嚴格管理，以確保合同的有效執(zhí)行。
現場安裝和項目調試：
我們的專業(yè)知識和經驗將順利完成系統安裝和調試。
定期現場維護：
我們將定期到現場進行系統維護，確保系統的日常運行良好。
快速現場維修：
只要用戶有需要，我們隨時快速指派有經驗的工程師到用戶現場。
系統升級：
在專家的幫助下，您的系統升級將更及時、更方便。
評論