Fluke電能質(zhì)量技術(shù)交流

福祿克電氣及電能質(zhì)量系列產(chǎn)品

的應(yīng)用美國福祿克國際公司北京辦事處產(chǎn)品介紹會內(nèi)容

公司簡介福祿克公司的產(chǎn)品系列電能質(zhì)量分析儀系列產(chǎn)品電能質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量的故障診斷福祿克公司成立于1948年，它是Danaher集團(tuán)下的一個(gè)公司總部：美國華盛頓州埃佛里特市

全球有100多個(gè)分支機(jī)構(gòu)Danaher集團(tuán)是世界500強(qiáng)企業(yè)之一，全球銷售額$200億2003《財(cái)富》雜志評選世界最受尊敬公司，F(xiàn)LUKE因精密、便攜的測試工具排名第一精密便攜電子測試工具的領(lǐng)導(dǎo)者公司簡介福祿克公司的產(chǎn)品系列福祿克公司精密測試儀器部工業(yè)測量儀器部網(wǎng)絡(luò)儀器部工業(yè)測試儀器部電氣和電能質(zhì)量產(chǎn)品電能質(zhì)量產(chǎn)品鉗表絕緣電阻測試便攜式F1760.F1750普通鉗表F353,F355接地電阻測試儀在線式F1745手持式單相:F43B三相:F43*、F1735鉗式F1630溫度測試漏電流鉗表F360功率鉗表F345F1550BF1587,F1577手持式F1621記錄儀F1710功率分析儀N4K三相N5K六相高級F1623,F1625F330系列F310/320系列接觸式F50Ⅱ非接觸式示波表Fluke電能質(zhì)量系列產(chǎn)品便攜式電能質(zhì)量分析儀在線式電能質(zhì)量監(jiān)測儀手持式電能質(zhì)量分析儀F1750F1760F1745,F1744單相手持式三相手持式F43BF345F434,F435F1735電能質(zhì)量系列產(chǎn)品F1750綜述-產(chǎn)品主要區(qū)別電能質(zhì)量在線記錄儀

連續(xù)監(jiān)測電壓電流，諧波，電壓波動與閃變、電壓偏差、三相電壓不平衡度、頻率偏差等電能質(zhì)量指標(biāo)便攜式電能質(zhì)量分析儀

存儲容量大，分析功能強(qiáng)，適于對電能質(zhì)量及電力故障進(jìn)行較為復(fù)雜的測試分析手持式電能質(zhì)量分析儀

單相/三相，體積小，使用方便，適用于現(xiàn)場簡單的電能質(zhì)量測試電力工程師I&C維護(hù)技術(shù)員應(yīng)用:公用事業(yè)/工業(yè)/敏感設(shè)備的生產(chǎn)長期分析、排除電能質(zhì)量故障或預(yù)防/預(yù)測性維護(hù)電能質(zhì)量測量與評估：兩個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)正在影響國際電能質(zhì)量的監(jiān)測與評估領(lǐng)域IEC61000-4-30：2003：實(shí)驗(yàn)和測量技術(shù)—電能質(zhì)量的測試方法EN50160：2007：公用配電系統(tǒng)供電電壓的特性—?dú)W洲國家強(qiáng)制執(zhí)行的第一個(gè)關(guān)于供電產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量的定義：

電力系統(tǒng)指定點(diǎn)處的電特性，根據(jù)預(yù)定的基準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)來評價(jià)

這些參數(shù)大多與供電和負(fù)荷之間的兼容性有關(guān)IEC61000-4-30定義了下述電能質(zhì)量參數(shù)的測量方法、

頻率瞬態(tài)電壓供電電壓不平衡閃變

電壓間諧波上下電壓偏差參數(shù)電壓中斷供電電壓幅值

供電電壓驟升驟降電壓諧波電壓快速變動

供電電壓上的信號電壓IEC6100-4-30：標(biāo)準(zhǔn)概述1、系統(tǒng)工頻頻率測量A級：每10秒鐘獲得頻率讀數(shù)，在每個(gè)絕對10秒鐘時(shí)鐘上（±20ms）開始測量，測量不確定度不應(yīng)該超過±0.01HzS級：測量方法與A級相同，測量不確定度不應(yīng)該超過±0.05Hz2、供電電壓福值A(chǔ)級：每10周期時(shí)間間隔計(jì)算電壓方均根值A(chǔ)級測量不確定度不應(yīng)超過Udin的±0.1%S級：測量方法與A級相同，測量不確定度不應(yīng)該超過Udin的±0.5%3、電壓諧波A級：IEC6100-4-7定義的10個(gè)周期諧波子組Usg,h測量方法，無間隙測量（電流諧波：如10周期內(nèi)發(fā)生驟降、驟升或電壓中斷，則將該10周期的電流諧波測量結(jié)果標(biāo)記為“已標(biāo)記”）S級：IEC6100-4-7定義的10個(gè)周期諧波子組Usg,h測量方法，允許存在測量間隙閃變和瞬變與驟升驟降如何區(qū)別IEC61000-4-30按電壓變化范圍來區(qū)分

閃變和電壓快速變動：電壓有效值的變化范圍小于±10%

電壓驟升驟降：電壓有效值的變化范圍大于±10%電壓事件：IEC61000-4-30定義電壓驟降

供電電壓幅值：突然降到標(biāo)稱電壓的90%---1%之間，然后很短時(shí)間恢復(fù)到正常值

電壓驟降持續(xù)的時(shí)間：通常在10ms—1min之間

電壓驟降的深度：電壓驟降期間最小值和標(biāo)稱值的差值

標(biāo)稱電壓±10%之內(nèi)的供電電壓變化，不屬于驟降幅值50%電壓事件：IEC61000-4-30定義電壓驟升電壓有效值上升至額定電壓的110%以上。持續(xù)時(shí)間為0.5個(gè)周期至1分鐘.電壓中斷

電壓中斷是電壓驟降的一個(gè)特例

統(tǒng)計(jì):采用后處理的辦法,區(qū)分電壓驟降和中斷

短時(shí)間中斷:電壓有效值降至額定值的1%以下,持續(xù)時(shí)間10ms---3min

長時(shí)間中斷：電壓有效值降至額定值的1%以下，持續(xù)時(shí)間為3min以上福祿克，助您與時(shí)代同步古埃及：建造金字塔的長度標(biāo)準(zhǔn)公元前3000年，長度的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)“埃爾”。

法老的肘關(guān)節(jié)到中指指尖的長度加上他手中一根棕櫚枝長的總長度定義為

“1埃爾”。該長度標(biāo)準(zhǔn)用黑色花崗巖刻制，作為原始標(biāo)準(zhǔn)。中國：秦始皇，商鞅變法，統(tǒng)一了的中國的度量衡。測量的意義度量衡FLUKE：測量儀器及工具的領(lǐng)導(dǎo)者。

在所涉足的領(lǐng)域內(nèi)都保持著第一或第二的領(lǐng)導(dǎo)地位。6100AF1760門捷列夫：“沒有測量，就沒有科學(xué)”FLUKE-電能質(zhì)量監(jiān)測、分析與評估，專業(yè)領(lǐng)域的先鋒和標(biāo)準(zhǔn)！F411949年：FLUKE推出第一個(gè)產(chǎn)品，101型高精度臺式功率計(jì)，通用電氣公司是首家用戶。1994年：F40/41，世界首款便攜式諧波分析儀。成功地降低了專業(yè)諧波分析儀器的門檻，電網(wǎng)及動力部門諧波普查基礎(chǔ)工具。1999年：F43，測試諧波和瞬態(tài)信號的電能質(zhì)量分析儀。2003年：6100A，世界第一臺電功率與電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)源。(ElectricalPowerStandard)

電能質(zhì)量行業(yè)獨(dú)一無二的標(biāo)準(zhǔn)源。電能質(zhì)量測量儀器生產(chǎn)廠家、計(jì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)必備的校準(zhǔn)與驗(yàn)證工具。

2005年：F1760，世界首款完全符合IEC61000-4-30A級標(biāo)準(zhǔn)的便攜式三相電能質(zhì)量分析儀。

F430，世界首款完全符合IEC61000-4-30標(biāo)準(zhǔn)的手持式三相電能質(zhì)量分析儀。PCC及協(xié)議容量：含義PCC：公共連接點(diǎn)*電力系統(tǒng)中一個(gè)以上用戶負(fù)荷連接處。用戶向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值國標(biāo)《公用電網(wǎng)諧波》：諧波電流限值設(shè)置含義。標(biāo)準(zhǔn)給出了各級電網(wǎng)基準(zhǔn)短路容量時(shí)的諧波電流允許值?；鶞?zhǔn)短路容量，PCC處所有用戶向電網(wǎng)注入的總諧波電流允許值。協(xié)議容量，PCC處用戶之一向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值。同一公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值，按此用戶在該點(diǎn)的協(xié)議容量與其公共連接點(diǎn)的供電設(shè)備容量之比進(jìn)行分配。

(電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的最小短路容量不同于基準(zhǔn)短路容量時(shí)，按比例修正各次諧波電流的允許值。)PCC配電網(wǎng)其他用戶待檢測用戶PCC配電網(wǎng)其他用戶待檢測用戶*IEC61000-3-4:1998給出了PCC的定義。公共連接點(diǎn)PCC：示例所有用電設(shè)備符合CE認(rèn)證諧波問題？還是驟降問題？合理濾波？背景：*銀行系統(tǒng)某印制企業(yè)的新型印鈔機(jī)器屬于電能質(zhì)量敏感設(shè)備。因企業(yè)使用了大量變頻器，導(dǎo)致印鈔設(shè)備的程控系統(tǒng)工作紊亂，故障頻繁。該企業(yè)采用了原裝進(jìn)口的最新型有源濾波器，治理諧波。但程控設(shè)備的故障隱患依舊存在，而且，有源濾波器也常出現(xiàn)莫名其妙的故障。該企業(yè)對諧波問題很重視。但發(fā)現(xiàn)各廠家諧波儀器的測量結(jié)果不一致，治理諧波的投資不一定合理。原因：

1、可能存在驟降或瞬態(tài)等電壓質(zhì)量問題，影響印鈔設(shè)備和有源濾波器正常工作。

2、普通品牌諧波儀器可能過高評估諧波水平。(某些品牌諧波儀也可能低估諧波水平)。建議：該行業(yè)客戶統(tǒng)一配備國際標(biāo)準(zhǔn)B級儀器F434：對企業(yè)的諧波、驟降、瞬態(tài)等電能質(zhì)量狀況進(jìn)行綜合監(jiān)測及分析調(diào)查。

統(tǒng)一配備國際標(biāo)準(zhǔn)A級儀器F435：準(zhǔn)確評估諧波水平，正確評判濾波效果。解決方法：

第一步，采用F434正確評估諧波水平，監(jiān)測驟降與瞬態(tài)電壓質(zhì)量事件，準(zhǔn)確分析事故的真實(shí)原因。

第二步，采取合理濾波，或DVR方式，綜合治理電能質(zhì)量。

第三步，采用F435評估電能質(zhì)量治理效果。F430的關(guān)鍵點(diǎn)：

1、詳盡、準(zhǔn)確的電壓事件監(jiān)測與記錄。

如驟降與瞬態(tài)等電壓質(zhì)量現(xiàn)象的發(fā)生時(shí)間、嚴(yán)重程度等。

2、“標(biāo)記”功能：避免錯(cuò)誤的諧波統(tǒng)計(jì)。

3、符合國際標(biāo)準(zhǔn)的、權(quán)威的諧波評估結(jié)果。*FLUKE北京辦事處，2008年8月生產(chǎn)線供電質(zhì)量問題：閃變超標(biāo)？背景：*

東北地區(qū)某德國合資知名品牌高檔轎車生產(chǎn)線出現(xiàn)了供電質(zhì)量問題，故障頻率大概每年10次。企業(yè)的諧波水平符合國家標(biāo)準(zhǔn)，用于功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M也正常工作。客戶提問：

國標(biāo)關(guān)于電能質(zhì)量主要有諧波、閃變和三相不平衡。生產(chǎn)線供電質(zhì)量問題是否可能是閃變超標(biāo)？需要測量電壓波動和閃變嗎？應(yīng)如何評判其供電質(zhì)量問題？回答與建議：

電能質(zhì)量分析與測量是一個(gè)相對較新且發(fā)展迅速的領(lǐng)域。隨著研究的深入，IEC對電能質(zhì)量觀測與評估規(guī)范越來越細(xì)致。一般認(rèn)為：電壓驟降、驟升及電壓中斷事件是破壞電氣系統(tǒng)的主要原因之一。電壓波動與閃變并不影響電氣設(shè)備的正常工作。近年來，IEC標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)與變化相當(dāng)大，國標(biāo)的修訂工作進(jìn)展較慢。按目前的國標(biāo)評估諧波、閃變與不平衡，無助于該企業(yè)事故原因的分析與研判。從該企業(yè)故障發(fā)生的頻率看來，無需測量電壓波動與閃變。東北電網(wǎng)的諧波與閃變狀況普遍比較好。建議客戶使用符合最新的IEC61000-4-30A級標(biāo)準(zhǔn)的F435，對其生產(chǎn)線電源系統(tǒng)作長期監(jiān)測，查找與分析其供電質(zhì)量的問題?？赡艿脑颍?/p>

1、該企業(yè)生產(chǎn)線頻發(fā)的故障可能由電壓質(zhì)量問題引起。

2、企業(yè)供電線路結(jié)構(gòu)可能不合理。生產(chǎn)線附近的沖擊性負(fù)荷、電網(wǎng)運(yùn)行操作或瞬時(shí)故障，可能導(dǎo)致了該企業(yè)生產(chǎn)線電源的驟降或瞬態(tài)等電壓質(zhì)量問題。F435的關(guān)鍵點(diǎn)：

1、詳盡、準(zhǔn)確的電壓事件監(jiān)測與記錄。如驟降與瞬態(tài)等現(xiàn)象的發(fā)生日期、時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間、幅值等。

2、儀器內(nèi)置16M內(nèi)存，可以捕獲多達(dá)1000個(gè)電壓事件。*FLUKE沈陽辦事處，2006年11月F430電力用戶：如何診斷電能質(zhì)量故障？(1)電力公司工業(yè)用戶電力公司：供電主回路符合標(biāo)準(zhǔn)供電特性EN50160某企業(yè)供電主回路無法解釋的生產(chǎn)中斷與設(shè)備損害EN50160：供電特性合格電壓驟降、中斷？過電壓？……用戶：如何發(fā)現(xiàn)、評估與診斷諧波問題？諧波電流過大：設(shè)備過載、發(fā)熱，破壞絕緣、降低設(shè)備壽命●諧波電流狀況〇16A以下設(shè)備應(yīng)滿足的諧波限值：GB17625.1-2003(等同于IEC61000-3-2:2001)。

〇16A至75A設(shè)備應(yīng)滿足的諧波限值：IEC61000-3-12:2004。國標(biāo)對小于16A用電設(shè)備的諧波限值，與IEC相同。由3C認(rèn)證嚴(yán)格要求。大于16A設(shè)備的諧波限制，國標(biāo)GB/Z17625.6-2003等同IEC61000-3-4:1998。(EN采用了61000-3-12)

〇PCC點(diǎn)注入電網(wǎng)的諧波電流：GB/T14549-1993?！癜l(fā)現(xiàn)、評估與診斷諧波問題

〇PCC點(diǎn)供電網(wǎng)電源電壓的諧波水平：GB/T14549-1993。〇諧波可能帶來的主要問題：設(shè)備過載、諧振。諧波電流過大可能導(dǎo)致設(shè)備過載：過熱，使絕緣老化、降低設(shè)備壽命、破壞設(shè)備。紅外熱像儀：尋找、發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備與動力系統(tǒng)的非正?，F(xiàn)象。電能質(zhì)量測量儀器：正確診斷。定量計(jì)算、原因分析。過電流，諧波電流含量的大小。例如：維護(hù)監(jiān)測時(shí)發(fā)現(xiàn)，3th諧波電流達(dá)60%。該諧波狀況是偏高，還是正常？評估與診斷標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)備工作的熱像。是否存在不正常的溫升與過熱。電力變壓器：異常發(fā)熱現(xiàn)象單周期時(shí)間窗問題：諧波？電壓合格率？時(shí)間：2007-9-1013:16:10到2007-9-2412:56:10

地點(diǎn)：廣東佛山，西江變電站*電壓等級35KVPT:35000:100CT:2000:1FLUKERPM1650電能質(zhì)量：電流諧波測試報(bào)告基準(zhǔn)短路容量250MVA最小短路容量2587MVA用戶協(xié)議容量10MVA供電設(shè)備容量10MVA參數(shù)A相B相C相國標(biāo)值合格超限次數(shù)最大值平均值95%值最大值平均值95%值最大值平均值95%值A(chǔ)相B相C相基波電流(A)1561.565722.9831540.8481553.796719.1471533.0791553.796719.1071531.784

237.5500.3061.29537.5500.2870.00038.8450.3601.295155.220Y000諧310.3591.3093.88411.6532.0706.4742.5900.1681.295124.176Y000波43220.24319.47840.140260.2613.0625.179409.1665.0177.76979.680Y171617電572.5105.29012.94863.4475.10212.94873.8055.59014.243124.176Y000流62.5900.0060.0001.2950.0010.0002.5900.0060.00052.775Y000含725.8971.2202.59023.3071.2682.59024.6021.3302.59091.062Y000量814.2430.0930.00012.9480.0850.00014.2430.0930.00039.322Y000(A)91.2950.0060.0000.0000.0000.0001.2950.0040.00042.427Y000

106.4740.0340.0003.8840.0280.0005.1790.0310.00032.079Y000

112.5900.3661.2952.5900.2691.2952.5900.2671.29557.949Y000指標(biāo)類別最大值最小值平均值95%值國際限值總監(jiān)測次數(shù)超限次數(shù)合格合格率電壓偏差A(yù)相18.94%7.55%2.46%2.55%10.00%201577否96.18%

B相12.47%4.50%2.63%2.42%10.00%2015158否92.16%

C相18.33%5.84%2.02%3.03%10.00%201511是99.45%問題：第4次諧波明顯偏高。諧波最大值不合常理。電壓合格率評估問題。說明：RPM1650推出迄今已逾10年。以IEEE標(biāo)準(zhǔn)算法為基礎(chǔ)，其逐周期無間隙連續(xù)分析技術(shù)、Windows平臺電能質(zhì)量綜合分析等，當(dāng)年曾雄居行業(yè)最前端。RPM1650在驟降與瞬態(tài)過電壓監(jiān)測方面也廣受好評。2007視角：FFT時(shí)間窗為單周期；可能對電容投切等瞬態(tài)作FFT評估諧波；對瞬態(tài)與驟降作穩(wěn)態(tài)計(jì)算考核電壓合格率。

500kV西江變電站是西電東送、廣東接受貴州至肇慶超高壓直流輸電的門戶，廣東電網(wǎng)及華南電網(wǎng)樞紐點(diǎn)。*FLUKE深圳辦事處，2007年10月F1750電力用戶：如何診斷電能質(zhì)量故障？(2)電力公司監(jiān)測儀器廠家生產(chǎn)設(shè)備制造廠家咨詢專家技術(shù)人員管理層“配電網(wǎng)供電沒問題。問題出在你廠里！”“沒有提供有價(jià)值的監(jiān)測數(shù)據(jù)？”“我們的設(shè)備按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與制造，非常可靠。問題應(yīng)該出在您廠里?！薄翱赡苁茿、B、C、…”？電力用戶：如何診斷電能質(zhì)量故障？(3)電力公司監(jiān)測儀器廠家生產(chǎn)設(shè)備制造廠家咨詢專家技術(shù)人員管理層“確認(rèn)是電源供電問題?！薄爸x謝！”“確認(rèn)是你的設(shè)備故障”“一定是原因D”電能質(zhì)量：諧波諧波：產(chǎn)生原因、危害與治理★諧波電流產(chǎn)生原因：整流負(fù)載★諧波電壓產(chǎn)生原因：用戶的諧波電流★諧波的主要危害：諧振、設(shè)備過載發(fā)熱★解決方案：提高設(shè)備容量、濾波諧波電流：負(fù)載非線性(1)線性系統(tǒng)：判斷標(biāo)準(zhǔn)：對正弦波輸入的響應(yīng)線性系統(tǒng)特點(diǎn)：輸入正弦波，輸出為同一頻率的正弦波。輸入輸出之間有幅值差異及相移。線性負(fù)載：電阻性，電感性，電容性。非線性負(fù)載：如：內(nèi)含整流電路的設(shè)備。負(fù)載的電流與施加的電壓不呈線性關(guān)系，電流中包含有其它頻率成分，即：諧波。例：整流負(fù)載的非線性諧波電流的產(chǎn)生原因整流負(fù)載的非線性例：半波整流電路的輸出信號例：三相橋式整流電路的非線性(A相電流：THD為99%)(A相電流：THD為31.9%)(電網(wǎng)側(cè)電流：THD為136%)(電網(wǎng)側(cè)電流：典型頻譜)輸入正弦波輸出正弦波線性系統(tǒng)相移AoutAinAout=KAin輸入輸出系統(tǒng)電源系統(tǒng)阻抗線性阻抗I3rdI5thI7th諧波電流：負(fù)載非線性(2)6脈動整流設(shè)備：電流頻譜，第5、7、11、13次諧波線性負(fù)載與非線性負(fù)載典型的非線性負(fù)載：晶閘管整流設(shè)備線性負(fù)載非線性負(fù)載電流波形電流波形電壓波形電壓波形非線性負(fù)載電流波形頻譜THD變頻器充電器計(jì)算機(jī)熒光燈電壓電壓電流電流非線性負(fù)載的等值電路諧波電壓：非線性負(fù)載的諧波電流(1)流過系統(tǒng)阻抗的諧波電流，導(dǎo)致了諧波電壓的產(chǎn)生。諧波電流、系統(tǒng)阻抗、以及由此產(chǎn)生的諧波電壓，隨時(shí)間而變化。F430：波形測量F430：諧波分析諧波電壓的產(chǎn)生原因由用戶非線性負(fù)載的諧波電流而引起系統(tǒng)阻抗諧波電流U=E-ZIEZI電壓源其他負(fù)載非線性負(fù)載●加大供電系統(tǒng)容量抑制諧波影響與危害的主要措施之一：提高系統(tǒng)容量。供電系統(tǒng)容量越大，則：系統(tǒng)等值短路阻抗就越小，母線諧波電壓水平則越低?！襁x擇更高等級的供電電壓高壓電網(wǎng)的短路容量大。大功率諧波源負(fù)荷，可以由電網(wǎng)的更高一級電壓供電。諧波電壓：非線性負(fù)載的諧波電流(2)●非線性負(fù)載的諧波電流在系統(tǒng)阻抗上產(chǎn)生的電壓降，導(dǎo)致配電網(wǎng)出現(xiàn)諧波電壓。系統(tǒng)阻抗電壓源線性負(fù)載基波電流線性負(fù)載示例系統(tǒng)阻抗電壓源非線性負(fù)載含諧波電流出現(xiàn)諧波電壓非線性負(fù)載示例非線性負(fù)載線性負(fù)載系統(tǒng)阻抗電壓源系統(tǒng)電源正弦波非線性負(fù)載電流含高次諧波線性負(fù)載受配電網(wǎng)影響配電網(wǎng)電壓出現(xiàn)諧波PCC點(diǎn)諧波問題的現(xiàn)象：過電流諧波：集膚效應(yīng)●集膚效應(yīng)：交流電流趨向于在導(dǎo)體外表面流動。工頻下集膚效應(yīng)影響很小，300Hz以上時(shí)較為顯著。高的諧波頻率增大了導(dǎo)線的諧波電阻，導(dǎo)致附加的損耗和過熱。三相線性平衡負(fù)載三相線性不平衡負(fù)載三相非線性平衡負(fù)載中性線：無電流中性線：基波電流中性線：諧波電流零序諧波電流：中性線過載發(fā)熱問題●區(qū)分諧波相序的目的：零序諧波電流(如3,6,9)：導(dǎo)致中性線過載發(fā)熱、地電位升高。

(零序諧波：次數(shù)為3n，n=1,2,3,…)負(fù)序諧波電流(如2,5,8)：三相不平衡。

(負(fù)序諧波：次數(shù)為3n-1，n=1,2,3,…)

●中性線過載發(fā)熱、地電位升高的解決方案：加粗線纜(IEC60364-5-52)*IEC60364-52：中性線大小與3次諧波含量中性線增大倍數(shù)相電流第3次諧波(%)*IEC60364-5-52,Electrical

installations

ofbuildings–Part5-52:Selectionanderectionofelectricalequipment–Wiringsystems相電流測量結(jié)果中性線測量結(jié)果諧波的主要危害●可能引發(fā)諧振現(xiàn)象，導(dǎo)致電容器、互感器等因過電流或過電壓而損壞?！裰C波可能導(dǎo)致繼電保護(hù)、安全自動裝置拒動或誤動作?！裨龃罅穗娏ο到y(tǒng)的諧波損耗。●降低電力設(shè)備利用率，使電氣設(shè)備(如旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電容器、變壓器)及導(dǎo)線(如低壓中性線、電纜、母排等)過載運(yùn)行(發(fā)熱、振動、異常聲響等)，縮短使用壽命。3次諧波：導(dǎo)致中線過載諧振：電容器損壞事故諧波：變壓器損壞事故諧波：導(dǎo)致設(shè)備過載運(yùn)行、發(fā)熱諧波治理：無源濾波器、有源濾波器畸變電流波形：分解為正弦基波及諧波波形50Hz(h=1)150Hz(h=3)250Hz(h=5)350Hz(h=7)450Hz(h=9)550Hz(h=11)650Hz(h=13)畸變電流波形：分解為基波及各次諧波成分電流發(fā)生器DSP有源濾波器CTIhIfundIload負(fù)載電流諧波電流基波電流系統(tǒng)電源系統(tǒng)阻抗線性阻抗I3rdI5thI7th無源濾波器組示例圖有源濾波器示意圖I3rdI5thI7thI11th頻率(Hz)阻抗雙調(diào)諧無源濾波器概況為了補(bǔ)償設(shè)備的無功功率，提高功率因數(shù)，配電母線處一般并聯(lián)裝有電容補(bǔ)償濾波器。在工頻情況下，這些電容器的容抗比系統(tǒng)的感抗大得多，沒有問題。如果諧波含量豐富，這些諧波使電容的容抗變小而使系統(tǒng)的感抗變大，可能引發(fā)諧振。并聯(lián)LC電路諧振：很小的諧波電流將產(chǎn)生大的電壓畸變。串聯(lián)LC電路諧振：很小的電壓畸變將產(chǎn)生高的諧振電流。現(xiàn)象：電容器支路電流過大，導(dǎo)致電容器損壞，或無法投運(yùn)。電壓頻譜中，某次諧波含量明顯偏大。案例*

：諧振導(dǎo)致諧波放大

某企業(yè)的大功率變頻電機(jī)(6kV,1800kW)，結(jié)合無功補(bǔ)償裝設(shè)了兩套濾波器，但是變頻電機(jī)所產(chǎn)生的諧波非但沒能濾除，反而被放大了。大量的諧波電流注入系統(tǒng)，導(dǎo)致電機(jī)無法正常運(yùn)行。不投入無功設(shè)備時(shí)，諧波測試分析結(jié)果：

諧波狀況滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的限制(標(biāo)準(zhǔn)允許值為4%)。諧波電流中5次、7次含量很少，不同負(fù)荷下THDi為5.1%～10%，符合12脈動整流設(shè)備的特點(diǎn)。由于6.6kV系統(tǒng)短路容量很大，注入系統(tǒng)的各次諧波電流沒有超標(biāo)。但功率因數(shù)有時(shí)達(dá)不到要求。投入無功設(shè)備時(shí)的測試結(jié)果：配置1200kvar電容器接入6kV母線，分兩組分別設(shè)計(jì)成11、13次諧波濾波器，參數(shù)：

11次濾波通道：電容AAM4-250-1W，250kvar，4kV；電抗CKSG-6.225/6.6，6.6kV；

13次濾波通道：電容AAM4-150-1W，150kvar,4kV電抗-CKSG-2.664/6.6，6.6kV。投入濾波器后，不同運(yùn)行方式下諧波測試結(jié)果均嚴(yán)重超標(biāo)：

調(diào)速電機(jī)、2組濾波器運(yùn)行，母線A相電壓總諧波畸變率達(dá)12.3%。

調(diào)速電機(jī)、11#濾波器運(yùn)行、13#濾波器停，6kV母線A相電壓THD達(dá)9.2%，母線A相電流THD高達(dá)50%。濾波器無法正常運(yùn)行的原因分析：11、13次諧波濾波器對較低次諧波電流放大。改進(jìn)方法：更改電抗器參數(shù)，躲開低次諧波的諧振點(diǎn)。無功補(bǔ)償、無源濾波器：諧波諧振問題*

陳俊杰：一組濾波器無法運(yùn)行的原因分析與改進(jìn)措施，《農(nóng)村電氣化》2005,No.4非線性負(fù)載的諧波電流可能引發(fā)諧振現(xiàn)象12脈動整流：電流頻譜(11、13次)無功補(bǔ)償電容器供電電壓總諧波畸變（THD），如何計(jì)算IEC61000-4-30標(biāo)準(zhǔn)的原則50Hz系統(tǒng)的FFT時(shí)間窗必須為10個(gè)周波（200ms)舊標(biāo)準(zhǔn)的問題：不同的廠家的諧波測量儀器，測量結(jié)果差異很大

原因就在于原標(biāo)準(zhǔn)允許400ms,320ms,1個(gè)周波等時(shí)間間隔諧波總畸變率：諧波畸變率（THDU）等于各次諧波電壓平方值和開平方除以基波的百分比我們一般都以40次諧波計(jì)算

非正弦電壓或電流以諧波形式表示：有效值公式：利用三角函數(shù)的正交性，整理可得有效值積分結(jié)果：即結(jié)論：1、總有效值為直流分量及各次諧波分量有效值平方和的方根。

2、諧波分量通常將使有效值增大。

3、諧波，并不一定增大有功功率。真功率因數(shù)、基波功率因數(shù)與諧波的關(guān)系正弦波電源電壓，非線性動態(tài)負(fù)載：對于正弦波電源電壓，諧波電流不產(chǎn)生有功功率。但諧波電流使總有效值增大，從而降低了功率因數(shù)。有功功率：電流有效值：真功率因數(shù)與基波功率因數(shù)的關(guān)系：諧波：使功率因數(shù)降低THD(%)PF/DPF真功率因數(shù)、基波功率因數(shù)與諧波的關(guān)系電壓驟降：最嚴(yán)重的電能質(zhì)量事件

電壓驟降的危害設(shè)備名稱影響與危害制冷控制器電壓低于80%時(shí)，控制其切除制冷電機(jī)，導(dǎo)致巨大損失芯片制造業(yè)電壓低于85%時(shí)，芯片被毀，測試停止工作，內(nèi)部電子電路主辦故障PLC當(dāng)電壓低于90%持續(xù)幾個(gè)周波時(shí)，I/O設(shè)備切除，低于81%時(shí)PLC停止工作精密制造業(yè)電腦或機(jī)器人控制操作的精密加工過程，當(dāng)電壓低于90%持續(xù)2—3個(gè)周波時(shí)，其工作過程中斷直流電機(jī)當(dāng)電壓低于80%時(shí)，電機(jī)保護(hù)跳閘調(diào)速電機(jī)（VSD)當(dāng)電壓低于70%持續(xù)時(shí)間超過6個(gè)周波時(shí)，VSD被切除；當(dāng)電壓低于90%持續(xù)時(shí)間超過3個(gè)周波時(shí)，一些精密加工液的電機(jī)會跳閘推出運(yùn)行直流接觸器電壓低于50%持續(xù)時(shí)間超過1個(gè)周波時(shí)，借出去就會脫扣，又是電壓低于70%接觸器就會脫扣計(jì)算機(jī)電壓低于50%持續(xù)10個(gè)周波時(shí)，計(jì)算機(jī)工作受到影響，數(shù)據(jù)丟失電壓驟降產(chǎn)生的原因和解決原則無論供電系統(tǒng)可靠性如何搞，輸配電網(wǎng)絡(luò)以及特殊負(fù)載仍會無法避免的電壓驟降例如：各種短路故障，大型電機(jī)的啟動