諧波監測

諧波監測分為非線上監測和線上監測兩種方法，非線上監測方法採用攜帶型測試儀，不定期對所關注的疑似諧波源進行測試。線上監測方法一般以監測儀表為核心。

基本介紹

• 中文名：諧波監測
• 分類：非線上監測和線上監測
• 核心：一般以監測儀表為核心
• 儀器：攜帶型測試儀

產生背景

近年來，隨著冶金工業、化學工業和電氣化鐵路的發展，以及直流輸電、大功率單相整流技術在工業部門和用電設備上的廣泛套用，電力系統的污染也日益嚴重。目前,各國都十分重視電能質量的管理，我國已先後頒布了五個有關電能質量的國家標準。《電力法》正式頒布實施後，有關部門又制定了相應的《電能質量監督管理辦法》。

直流輸電、大功率單相整流技術在工業部門和用電設備上的廣泛套用。導致電流波形畸變和三相不平衡日益嚴重，成為影響電能質量的重要因素。衝擊性功率負荷（如電弧爐、直流輸電換流站）投入電網運行後，會使電網電壓發生波動，從而嚴重地干擾了電網中波動敏感負荷如照明、計算機、精密電子儀器等的正常運轉。眾多基於計算機，微處理器控制的精密電子和電力電子裝置在電力系統大量使用，對供電質量的敏感程度越來越高，他們對系統干擾比機電設備更敏感，因此對電能質量的要求也更高。一旦出現電能質量問題，輕則造成設備故障，重則造成整個系統的損壞，由此帶來的損失是難以估量的。另外,大量為提高生產效率,節約能源和減小環境污染而採用的基於電力電子技術的現代化設備正成為電能質量問題的主要來源。

隨著我國市場經濟的發展，電力工業已經逐步市場化，強化電能質量概念是時代發展的需要，是資訊時代提出的新的挑戰，用科學的方法，完善的管理，有效的提高我國電網的電能質量。電能質量的治理是最終目的，GDDN-500C線上式諧波監測儀的監測記錄為電能質量的治理提供依據。該儀器採用32位DSP28XX和16位高速AD，工業控制計算機，全中文接口，可靠性高，長期穩定性好。

監測方式

1、諧波監測分為非線上監測和線上監測兩種方法；

2、非線上監測方法採用攜帶型測試儀，不定期對所關注的疑似諧波源進行測試；這種方法投資少，但存在實時性不強、工作量大、效率低等缺點；

3、線上監測方法一般以監測儀表為核心，用安裝了管理軟體的電腦作為主站，通過有線（RS232/485）和網路（RJ45)將監測數據採集後進行分析處理，以圖表的方式輸出，供相關技術人員進行分析和利用。

監測內容

1、總諧波電壓含量及畸變率2-50 次諧波電壓分量及含有率。

2.、總諧波電流含量及畸變率2--50 次諧波電流分量及含有率。

3 、諧波電壓畸變合格時及合格率、畸變最大值及其出現的時間。

4 、諧波電流畸變合格時及合格率、畸變最大值及其出現的時間。

測量精度

1、電壓電流基波測量： 0.5 級。

2、頻率偏差不大於：0.01Hz

3、 時鐘誤差：每天≤± 0.5s ，每年≤± 1min

4、最大功耗：< 5VA

5、電網諧波測量精度： A 級

採集與管理

具有 RS485 標準通訊連線埠和網口(RJ45)通訊方式，也可用 筆記本電腦在現場採集。上位機基於 WINDOWS 操作平台，各種採集的數據都能自動生成各種報表、曲線、棒圖。報表可根據需要轉換為 WORD 或 EXCEL 格式列印。各種報表、曲線和棒圖均可通過 EMAIL 對外傳送。

保定國電中科電氣有限公司研製的GDDN-500C諧波線上監測裝置，最高可支持3X8路電壓、3X8路電流（即8通道）。

可測試參數

主要用途

可以實時監測顯示系統頻率、電網2-50次諧波電壓和諧波電流、三相電壓不平衡度、電壓波動與閃變、電壓偏差、電壓基波有效值和真有效值、電流基波有效值和真有效值、基波有功功率、有功功率、基波視在功率、真功率因數等國標規定的全部電能質量參數。

套用小波變換測量分析非平穩時變信號的諧波。

測量分析公用電網供到用戶端的交流電能質量。

測量分析各種用電設備在不同運行狀態下對公用電網電能質量。

負荷波動監視：定時記錄和存儲電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相位等電力參數的變化趨勢。

電力設備調整及運行過程動態監視，幫用戶解決電力設備調整及投運過程中出現的問題。

測試分析電力系統中斷路器動作、變壓器過熱、電機燒毀、自動裝置誤動作等故障原因。

測試分析電力系統中無功補償及濾波裝置動態參數，並對其功能和技術指標作出定量評

價。

實時監測功能

實時接收顯示現場測試數據、波形、頻譜，並具有數據列印、點陣圖存儲功能；

自動存儲瞬時分析值。

遠程參數設定功能

可遠程讀取並修改下位機各種參數設定，如電壓變比、電流變比、額定電壓、接線方式、通訊速率以及其他各種測量參數定值。

數據接收、處理功能

將儀器內部存儲的任意時間段的歷史數據自動或手動接收至後台監控管理機；

存貯傳送來的數據，並根據選定的時間段或測試數據篩選條件進行進一步分析處理；

對現場發來的數據，按照統計、分析條件形成綜合統計報表。

圖形輸出功能

輸出各參數的趨勢曲線，可對曲線進行對比、縮放、平移操作，並可將圖片導出為BMP格式，其項目包括：

基波電壓、基波電流長期趨勢曲線；

電壓、電流總畸變率長期趨勢曲線；

電壓、電流各次諧波長期趨勢曲線；

電網頻率趨勢曲線；

長期閃變值（Plt）、短期閃變值（Pst）趨勢曲線；

電壓三相不平衡度以及電壓、電流序分量趨勢曲線；

功率及功率因數趨勢曲線；

波形圖

頻譜圖

報表輸出功能

報表軟體為您定製了多種格式的報表，並且您可利用報表編輯器任意生成您需要的報表格式，編輯器操作簡單，使用方便，可另您隨心所欲的自由設計報表；

按月、日、時或任意時間段生成電能質量綜合統計報表，包括各參數的最大值、最小值、平均值，95%機率值；

基本數據報表；

電壓諧波、電流諧波報表；

電網頻率、電壓偏差報表；

電壓三相不平衡度，電壓、電流序分量報表；

長期閃變值（Plt）、短期閃變值（Pst）報表。

功能及特點

採用DSP+ARM+CPLD 核心，數據處理快速準確，功能強大，大大提高了測試效率和水平， 使得系統集成度更高，穩定性更強，並配備專門的看門狗復位電路，裝置在強幹擾環境下可自動復位，保證正常工作。

可提供多路報警、 跳閘繼電器接點；

電壓輸入採用高電壓隔離模組,電流輸入採用高精度電流變器使輸入信號和測量系統安全隔離，大大提高了裝置的抗干擾能力和安性。

採用大螢幕液晶顯示屏，具有友好全中文界面和選單系統，操作簡潔方便，可以實時顯示電能質量等參數及電壓電流諧波分析圖形、表格等。

採用基準算法對諧波、三相不平衡度、閃變和波動均無近似計算，採用高精度A/D（16 位），同時採樣，採集速率12.8 kHz，符合國標A 級儀器要求。

線上式電能質量監測裝置內置512M 記憶體，以5分鐘為單位存儲數據，每通道可以連續存儲4個月的歷史數據。

支持TCP/IP、RS485等多種通訊方式，支持部頒103規約,可以實現數據上傳功能.

後台監測分析系統支持：遠程設定站點參數；可切換至被監測的任一變電站的任一線路顯示實時數據、波形、頻譜；輸出各種功能曲線並可對曲線進行縮放、平移、對比； 生成電能質量餅形、柱形分布圖；自動輸出電能質量統計報表、統計最大值、95%機率值、最小值、平均值。

該裝置根據客戶需求可加裝印表機功能，也可以在後台分析軟體中添加其它數據、功能。

主要技術指標

測量通道：1-8路通道，可根據實際情況選配。

測量範圍：

輸入電壓量程：AC10～120V

輸入電流量程：5A

測量條件：信號基波分量不小於80%F.S.

測量誤差: ≤0.02Hz

基波電壓允許誤差≤0.5%F.S.；基波電流允許誤差≤1%F.S.

基波電壓和電流之間相位差的測量誤差：≤0.5°

諧波電壓含有率測量誤差：≤0.1%

諧波電流含有率測量誤差：≤0.2%

三相電壓不平衡度誤差：≤0.2%

電壓偏差誤差：≤0.2%

電壓變動誤差：≤0.2%

功率偏差：≤5%

閃變誤差：≤5%

功耗：10VA

工作電源：AC/DC220V±20%,頻率45～55Hz

功能和配置

通訊選擇功能

收/發控制功能,通訊方式選擇功能； 向各監測點傳送指令，提取數據或設定參數； 可設定的參數包括：監測網點、監測指標、系統參數、定時通訊的時間間隔等； 接收各監測點上傳的電能質量數據、波形等； 可切換至被監測的任一變電站的任一條線路，顯示並統計現場數據； 數據處理功能； 圖形輸出功能； 報表輸出功能。

硬體配置

為保證系統和儀器的安全可靠運行，所有電壓、電流輸入通道均採取隔離措施，電流採用電流鉗或內置式感測器，電壓採用光電隔離模組。每通道的絕緣電阻≥20MΩ，耐電壓≥1.5KV。儀器採用免維護設計，採用標準工業控制計算機，性能可靠，自帶看門狗（反應時間小於1.6S）。平均無故障時間（MTBF）大於10小時。

1，網路化方式

儀器支持RS485、TCP/IP等多種通訊方式，儀器配備工控級10/100M自適應網卡，連線可靠，長期運行穩定性好。多台GDDN-500C諧波線上監測裝置聯網可以組成電能質量監測與管理系統.

2，技術參數

·電壓測量範圍：10~100V

·電流測量範圍：0.05~6A

·電網頻率誤差：≤0.01Hz

·諧波電壓（電流）含有率測量誤差：≤0.1%

·電壓偏差誤差：≤0.2%

·三相電壓不平衡度誤差：≤0.2%

·基波電壓（電流）相位誤差：≤0.5&ordm;

·閃變誤差：≤5%

·電源：AC/DC 220±15%,50Hz

3，數據通訊

·通訊接口：RJ45,RS485

開孔條件

安裝開孔尺寸為標準19英寸 4U機箱 多通道可擴展設計

產品主要用途

測量分析公用電網供到用戶受電端的交流電能質量，其測量分析的指標：供電頻率偏差、供電電壓偏差、供電電壓波動和閃變、供電三相電壓允許不平衡度、電網諧波 套用小波變換測量分析非平穩時變信號的諧波。 測量分析各種用電設備在不同運行狀態下對公用電網電能質量的影響。 負荷波動監視：定時記錄和存儲電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相位等電力參數的變化趨勢。 電力設備調整及運行過程動態監視，幫助用戶解決電力設備調整及投運過程中出現的問題。 測試分析電力系統中斷路器動作、變壓器過熱、電機燒毀、自動裝置誤動作等故障原因。 測試分析電力系統中無功補償及濾波裝置動態參數並對其功能和技術指標作出定量評價