浅谈谐波测量分析计算

李佳明+张梓欣

摘 要：随着电能质量工作的开展，谐波监测处于积累资料快速发展的阶段，首先认识谐波，了解谐波的危害。列举典型现场测试实例，谐波测试分析计算方法。并对系统状况及用户种类，今后如何开展谐波质量监测，加强电能质量的监督管理。

关键词：谐波；谐波源；PCC点；畸变率

前言

随着社会经济的不断发展，电力事业得到了蓬勃发展。电力的需求越来越大，用电设备种类繁多。伴随增供扩销工作的开展，首先要保证电力商品的质量，这就要加强电能质量的技术监督和管理。谐波质量是电能质量的重要一项。很多非线性负荷，都会使其电流波形发生畸变，产生谐波电流，对电网造成“污染”。尤其黑河网新上了多家炼硅厂、炼钢厂，其使用的电弧炉、中频炉是较大的谐波源，让我们来认识谐波，加强对谐波源的治理。

1 谐波定义

供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）称为谐波次数。谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。

2 实例分析

爱辉钢厂投产时，由于没有进行谐波测试，也没有安装抑制谐波的装置，致使其投产一个多月就将其他用户的电表、计算机等电子设备烧损，造成了不可弥补的损失。现就其谐波测试计算分析如下。

2.1 标准确立

PCC点在钢厂变压器二次。标称电压为380V，故谐波电压按国标380V电压标准执行，如表5。PCC点短路容量经计算为6.59MVA（由于计算过程复杂，在此省略），国家标准规定的谐波电流允许值是基准短路容量为10MVA下的标准，按公式（1）换算的标准如表1。

2.2 测试结果

爱辉钢厂是中频炉，其整流装置是典型的谐波源。于7月8日进行了治理前的谐波测试，安装抑制谐波装置后于7月27日进行验收，前后测试结果按最大值一相对比，谐波电压见表2，谐波电流见表3。

2.3 结论

治理前，表2与表3比较看，谐波电压的总畸变率和奇次谐波电压含有率均超标，偶次谐波电压含有率没有超标。表3与表1对比，谐波电流值几乎都超标。治理后，各项指标均符合国家标准。安全投入运行。

由此看出，谐波电流超标是产生谐振，烧损其他用户电气设备的主要原因。谐波监测是非常重要的，尤其是非线性用电设备入网投运前，必须进行谐波测试，并且配套的抑制谐波装置应与主设备同时投产，减少影响其他电气设备的使用寿命，避免因系统运行方式改变时，引起谐振而烧损其他电气设备，甚至对系统产生扰动，影响系统的正常运行。

3 谐波测量方法

由于电力系统谐波源的多样性和多变性，使谐波测量方法必须根据测量对象不同而有所区别，再加上电网中的谐波大小不仅随谐波源运行工况而变化，而且随电网运行方式的改变而变化，这使得谐波电压和电流测量结果带有一定的随机性和分散性。测量数据应该用统计分析方法进行处理。

3.1 测量方式的确定

一般电网在较小运行方式时谐波电压含量较大，谐波对电网的影响相对较为严重，所以尽量选择电网正常供电可能出现的最小运行方式下，并且选取谐波源工作周期中产生较大谐波的时段内进行。

3.2 谐波的监测

应对谐波电压比较严重的电网公用连接点，接有对谐波影响比较敏感的重要设备点，可产生较大谐波电流的非线性用户或用电设备，安装谐波电压（或电流）监测仪或报警仪。

3.3 谐波的专门测量

当容量较大的非线性用电设备、并补电容器组（或滤波器）和大型发电设备投运时，应进行谐波的专门测量，以确定其接入电网前后的谐波状况，谐波源的实际谐波发生量，对电网产生的影响情况。

结束语

諧波测量是电能质量监督管理的重要项目，谐波管理应该列到日程上来。随着检测手段的更新，新购仪器的充分利用，工作中不断学习和积累经验，必将会提高谐波监督的水平。

参考文献

[1]张直平等.城市电网谐波手册[M].中国电力出版社，2001.endprint