IEC对谐波测量方法的规定 - 配电网的谐波及其测量

　　国际电工委员会(IEC)标准的规定，把谐波按其波动快慢和性质分为四类：

　　(1)准稳态(慢变化)谐波;

　　(2)波动谐波;

　　(3)快速变化谐波;

　　(4)间谐波(interharmonics)及其它虚拟部分。

　　标准中规定的谐波主要指前三类。该文件中对不同波动性质的谐波测量间隔，即测量时段及由测量值确定谐波值的方法提出如下建议：

　　(1)很短间隔：Tvs=3s;

　　(2)短间隔：Tsh=10min;

　　(3)长间隔：TL=1h;

　　(4)日间隔：Td=24h;

　　(5)周间隔：Tw=7d

　　第(1)种很短间隔测量的谐波取值、对于产生瞬时影响的波动和快速变化的谐波，取　　Tvs=3s中各点测量值中的最大值，对于产生长期影响的谐波，取3s中各点测量值的均方根值作为各次谐波的评估值。对于后四种间隔的测量，一般采用对实测数据按累积概率P作统计计算，P为谐波取值不超过某一给定值的百分数。根据不同的波动和影响情况，可用测量间隔内每个Tvs=3s内的测量值确定的最大值或均方根值，再取不超过概率P的最大值，第(2)、(3)种测量的P值选取为P=1%、(10%)、50%、(90%)、95%、99%，第(4)、(5)种测量的P值至少选取为95%和99%，测量统计数据至少为100个。

　　4 谐波测量与监测仪器

　　数字式谐波分析仪是已广泛应用于实际的在线谐波测量、分析谐波分布的重要工具，它是利用离散傅立叶级数(DFT)，或由离散傅立叶变换过渡到傅立叶变换(FFT)的基本原理构成。模拟信号经采样、离散化为数字序列信号后，经微型计算机进行谐波分析和计算，得到基波和各次谐波的幅值和相位，并可获得更多的信息，如谐波功率、谐波阻抗、以及对谐波进行各种统计处理和分析，各种分析计算结果可在屏幕上显示或按需要打印输出。仪器精度较高，功能较多，使用方便。

　　由于微机芯片的性能不断提高，利用FFT原理、多通道输入的谐波分析仪渐已取代其它的分析仪，国产比较典型的是GXF-908A多功能电力谐波分析仪，该仪器采用了较先进的MCS-8098单片计算机，使运算速度较快，实时性较强;能实现三相电压和三相电流共六路信号同步采样;可以显示或输出三相2～39次谐波含有率、电压畸变率、相位关系，及谐波功率和阻抗等;可绘出被测信号波形，谐波直方图和变化曲线，并可以从多次测量值中筛选出前五个大值;每次测量结果可以为一个周期或3s平均值等，以适应国标的要求。

　　对谐波进行长期的监测，可以用功能较简单、造价较低、体积较小而又能作为常规仪表接入电网的谐波检测仪，如谐波功率计，谐波电压、电流，谐波监测仪和报警器等。

　　5 测量仪器的功能和精度

　　测量仪器的功能至少应满足谐波国家标准的要求，基本测试量为谐波电压和谐波电流。仪器的测量通道应能同时测取三相量，并具有国标要求的统计功能。

　　谐波测量仪器应具有一定的精度及满足系统现场使用的工作条件。国家标准采用了国际电工委员会(IEC)关于谐波测量和仪器的通用导则。该导则规定了用于谐波测量仪器的主要性能、准确度要求和对不同波动性质的谐波的测量方法，并总结了TV和TA谐波测量的误差等，表1列出了仪器的最大允许误差。

　　在表1中所给的条件下，同一仪器的绝对允许误差较相对允许误差为大，即对较小谐波量的测量，允许精度较低。而B级仪器比A级仪器对应的允许误差较大，精度较低。

　　A级仪器用于较精确的测量，其频率测量范围为0～2500Hz，仪器的相角测量误差不大于±5°(各次)或±1°·h，B级仪器供一般性的测量或监测使用，主要用于测量谐波大小，相角精度不作规定。仪器应保证在额定电压±15%波动范围内，电压总畸变率不超过8%条件下正常工作。

　　6 结语

　　电网谐波管理的依据是国家颁发的《电力法》、《电力供应与使用条例》、《电能质量·公用电网谐波》及电力部门制定的相关法规、条例。对电网的谐波测量和检测有利于谐波的管理，从测量的实际值帮助我们分析和寻找电网谐波电压超标的原因，对有关谐波源和电容器采取针对性的措施。当存有谐波源的电网新增电容补偿设计时，还应核算谐波谐振或放大的可能性，投运前后在系统和电容器组的各种运行方式下进行谐波监测。