配电网的谐波及其测量

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。

参考文献
［1］电能质量·公用电网谐波　GB／T14549－1993［S］
［2］吕润．电力系统高次谐波［M］．中国电力出版社，1998年5月
［3］孙树勤，林海雪．干扰性负荷的供电［M］，中国电力出版社，1996年12月