标题：谐波监测
谐波监测
一、谐波监测仪产生的背景近年来，随着冶金工业、化学工业和电气化铁路的发展，以及直流输电、大功率单相整流技术在工业部门和用电设备上的广泛应用，电力系统的污染也日益严重。目前,各国都十分重视电能质量的管理，我国已先后颁布了五个有关电能质量的国家标准。《电力法》正式颁布实施后，有关部门又制定了相应的《电能质量监督管理办法》。 
直流输电、大功率单相整流技术在工业部门和用电设备上的广泛应用。导致电流波形畸变和三相不平衡日益严重，成为影响电能质量的重要因素。冲击性功率负荷（如电弧炉、直流输电换流站）投入电网运行后，会使电网电压发生波动，从而严重地干扰了电网中波动敏感负荷如照明、计算机、精密电子仪器等的正常运转。众多基于计算机，微处理器控制的精密电子和电力电子装置在电力系统大量使用，对供电质量的敏感程度越来越高，他们对系统干扰比机电设备更敏感，因此对电能质量的要求也更高。一旦出现电能质量问题，轻则造成设备故障，重则造成整个系统的损坏，由此带来的损失是难以估量的。另外,大量为提高生产效率,节约能源和减小环境污染而采用的基于电力电子技术的现代化设备正成为电能质量问题的主要来源。 
随着我国市场经济的发展，电力工业已经逐步市场化，强化电能质量概念是时代发展的需要，是信息时代提出的新的挑战，用科学的方法，完善的管理，有效的提高我国电网的电能质量。电能质量的治理是最终目的，GDDN-500C在线式谐波监测仪的监测记录为电能质量的治理提供依据。该仪器采用32位DSP28XX和16位高速AD，工业控制计算机，全中文接口，可靠性高，长期稳定性好。二、谐波监测的方式1、谐波监测分为非在线监测和在线监测两种方法； 
2、非在线监测方法采用便携式测试仪，不定期对所关注的疑似谐波源进行测试；这种方法投资少，但存在实时性不强、工作量大、效率低等缺点； 
3、在线监测方法一般以监测仪表为核心，用安装了管理软件的电脑作为主站，通过有线（RS232/485）和网络（RJ45)将监测数据采集后进行分析处理，以图表的方式输出，供相关技术人员进行分析和利用。三、谐波监测的基本内容1、总谐波电压含量及畸变率2-50 次谐波电压分量及含有率。 
2.、总谐波电流含量及畸变率2--50 次谐波电流分量及含有率。 
3 、谐波电压畸变合格时及合格率、畸变最大值及其出现的时间。 
4 、谐波电流畸变合格时及合格率、畸变最大值及其出现的时间。四、测量精度1、电压电流基波测量： 0.5 级。 
2、频率偏差不大于：0.01Hz 
3、 时钟误差：每天≤± 0.5s ，每年≤± 1min 
4、最大功耗：< 5VA 
5、电网谐波测量精度： A 级五、数据采集与管理具有 RS485 标准通讯端口和网口(RJ45)通讯方式，也可用 笔记本电脑在现场采集。上位机基于 WINDOWS 操作平台，各种采集的数据都能自动生成各种报表、曲线、棒图。报表可根据需要转换为 WORD 或 EXCEL 格式打印。各种报表、曲线和棒图均可通过 EMAIL 对外发送。
保定国电中科电气有限公司研制的GDDN-500C谐波在线监测装置，最高可支持3X8路电压、3X8路电流（即8[1]通道）。
可测试参数
主要用途可以实时监测显示系统频率、电网2-50次谐波电压和谐波电流、三相电压不平衡度、电压波动与闪变、电压偏差、电压基波有效值和真有效值、电流基波有效值和真有效值、基波有功功率、有功功率、基波视在功率、真功率因数等国标规定的全部电能质量参数。
应用小波变换测量分析非平稳时变信号的谐波。
测量分析公用电网供到用户端的交流电能质量。
测量分析各种用电设备在不同运行状态下对公用电网电能质量。
负荷波动监视：定时记录和存储电压、电流、有功功率、无功功率、频率、相位等电力参数的变化趋势。
电力设备调整及运行过程动态监视，帮用户解决电力设备调整及投运过程中出现的问题。
测试分析电力系统中断路器动作、变压器过热、电机烧毁、自动装置误动作等故障原因。
测试分析电力系统中无功补偿及滤波装置动态参数，并对其功能和技术指标作出定量评
价。
实时监测功能
实时接收显示现场测试数据、波形、频谱，并具有数据打印、位图存储功能；
自动存储瞬时分析值。
远程参数设置功能
可远程读取并修改下位机各种参数设置，如电压变比、电流变比、额定电压、接线方式、通讯速率以及其他各种测量参数定值。
数据接收、处理功能
将仪器内部存储的任意时间段的历史数据自动或手动接收至后台监控管理机；
存贮发送来的数据，并根据选定的时间段或测试数据筛选条件进行进一步分析处理；
对现场发来的数据，按照统计、分析条件形成综合统计报表。
图形输出功能
输出各参数的趋势曲线，可对曲线进行对比、缩放、平移操作，并可将图片导出为BMP格式，其项目包括：
基波电压、基波电流长期趋势曲线；
电压、电流总畸变率长期趋势曲线；
电压、电流各次谐波长期趋势曲线；
电网频率趋势曲线；
长期闪变值（Plt）、短期闪变值（Pst）趋势曲线；
电压三相不平衡度以及电压、电流序分量趋势曲线；
功率及功率因数趋势曲线；
波形图
频谱图报表输出功能报表软件为您定制了多种格式的报表，并且您可利用报表编辑器任意生成您需要的报表格式，编辑器操作简单，使用方便，可另您随心所欲的自由设计报表；
按月、日、时或任意时间段生成电能质量综合统计报表，包括各参数的最大值、最小值、平均值，95%概率值；
基本数据报表；
电压谐波、电流谐波报表；
电网频率、电压偏差报表；
电压三相不平衡度，电压、电流序分量报表；
长期闪变值（Plt）、短期闪变值（Pst）报表。主要功能及特点采用DSP+ARM+CPLD 内核，数据处理快速准确，功能强大，大大提高了测试效率和水平， 使得系统集成度更高，稳定性更强，并配备专门的看门狗复位电路，装置在强干扰环境下可自动复位，保证正常工作。
可提供多路报警、 跳闸继电器接点；
电压输入采用高电压隔离模块,电流输入采用高精度电流变器使输入信号和测量系统安全隔离，大大提高了装置的抗干扰能力和安性。
采用大屏幕液晶显示屏，具有友好全中文界面和菜单系统，操作简洁方便，可以实时显示电能质量等参数及电压电流谐波分析图形、表格等。
采用基准算法对谐波、三相不平衡度、闪变和波动均无近似计算，采用高精度A/D（16 位），同时采样，采集速率12.8 kHz，符合国标A 级仪器要求。
在线式电能质量监测装置内置512M 内存，以5分钟为单位存储数据，每通道可以连续存储4个月的历史数据。
支持TCP/IP、RS485等多种通讯方式，支持部颁103规约,可以实现数据上传功能.
后台监测分析系统支持：远程设置站点参数；可切换至被监测的任一变电站的任一线路显示实时数据、波形、频谱；输出各种功能曲线并可对曲线进行缩放、平移、对比； 生成电能质量饼形、柱形分布图；自动输出电能质量统计报表、统计最大值、95%概率值、最小值、平均值。
该装置根据客户需求可加装打印机功能，也可以在后台分析软件中添加其它数据、功能。主要技术指标测量通道：1-8路通道，可根据实际情况选配。
测量范围：
输入电压量程：AC10～120V
输入电流量程：5A
测量条件：信号基波分量不小于80%F.S.
测量误差: ≤0.02Hz
基波电压允许误差≤0.5%F.S.；基波电流允许误差≤1%F.S.
基波电压和电流之间相位差的测量误差：≤0.5°
谐波电压含有率测量误差：≤0.1%
谐波电流含有率测量误差：≤0.2%
三相电压不平衡度误差：≤0.2%
电压偏差误差：≤0.2%
电压变动误差：≤0.2%
功率偏差：≤5%
闪变误差：≤5%
功耗：10VA
工作电源：AC/DC220V±20%,频率45～55Hz
主要功能和硬件配置
通讯选择功能收/发控制功能,通讯方式选择功能； 向各监测点发送指令，提取数据或设置参数； 可设置的参数包括：监测网点、监测指标、系统参数、定时通讯的时间间隔等； 接收各监测点上传的电能质量数据、波形等； 可切换至被监测的任一变电站的任一条线路，显示并统计现场数据； 数据处理功能； 图形输出功能； 报表输出功能。硬件配置为保证系统和仪器的安全可靠运行，所有电压、电流输入通道均采取隔离措施，电流采用电流钳或内置式传感器，电压采用光电隔离模块。每通道的绝缘电阻≥20MΩ，耐电压≥1.5KV。仪器采用免维护设计，采用标准工业控制计算机，性能可靠，自带看门狗（反应时间小于1.6S）。平均无故障时间（MTBF）大于10小时。[2]
1，网络化方式
仪器支持RS485、TCP/IP等多种通讯方式，仪器配备工控级10/100M自适应网卡，连接可靠，长期运行稳定性好。多台GDDN-500C谐波在线监测装置联网可以组成电能质量监测与管理系统.
2，技术参数
·电压测量范围：10~100V 
·电流测量范围：0.05~6A 
·电网频率误差：≤0.01Hz 
·谐波电压（电流）含有率测量误差：≤0.1% 
·电压偏差误差：≤0.2% 
·三相电压不平衡度误差：≤0.2% 
·基波电压（电流）相位误差：≤0.5&ordm; 
·闪变误差：≤5% 
·电源：AC/DC 220±15%,50Hz 
3，数据通讯
·通讯接口：RJ45,RS485
安装开孔和产品用途
开孔条件安装开孔尺寸为标准19英寸 4U机箱 多通道可扩展设计产品主要用途测量分析公用电网供到用户受电端的交流电能质量，其测量分析的指标：供电频率偏差、供电电压偏差、供电电压波动和闪变、供电三相电压允许不平衡度、电网谐波 应用小波变换测量分析非平稳时变信号的谐波。 测量分析各种用电设备在不同运行状态下对公用电网电能质量的影响。 负荷波动监视：定时记录和存储电压、电流、有功功率、无功功率、频率、相位等电力参数的变化趋势。 电力设备调整及运行过程动态监视，帮助用户解决电力设备调整及投运过程中出现的问题。 测试分析电力系统中断路器动作、变压器过热、电机烧毁、自动装置误动作等故障原因。 测试分析电力系统中无功补偿及滤波装置动态参数并对其功能和技术指标作出定量评价