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　　如果出現頻率小于50Hz的諧波，稱為分數次諧波，即在0Hz~50Hz之間，幅值范圍和諧波電壓相同，而諧波電流則小于額定電流。

　　閃變的變化范圍在>0Hz~35Hz之間，電壓幅值約為額定電壓的4%以下。

　　電壓波動是變量，頻率基本不變，其幅值一般在幾個百分數。

　　電壓不對稱在幾個百分比之間變化。上述百分比均為與電網額定電壓的百分比。

表1 測量值

干擾類型	電壓	電流
諧波	50Hz…2.5kHz 至10%U_n	50Hz…2.5kHz 至I_n
中間諧波	50Hz…2.5kHz 至10%U_n	50Hz…2.5kHz 至I_n
次諧波	>0Hz…50Hz 至10%U_n	>0Hz…50Hz <I_n
電壓波動	…50Hz… 10%U_n	_
三相不對稱	50Hz <3%	_
閃變	>0Hz…35Hz <4%	_

2. 測量過程和掃描頻率

　　目前主要使用數字式測量儀器，測量精度取決于模數轉換的幅值分解和掃描頻率、通道數和數據存儲功能。數字測量儀器可以將測量值按12、14甚至16Bit進行分解。輸入量分解為2.048，8.192，32.768等級，測量值標記使用1個Bit。掃描頻率采用Shannon掃描理論，即掃描頻率至少為2倍的被測量信號的頻率，實際可以達到3~4倍。儀器至少可以分析到40次諧波，50Hz電網掃描頻率至少為8kHz，60Hz電網掃描頻率至少為9.6kHz。如果儀器有多個通道，則每個通道的掃描頻率必須相同。諧波測量時測量信號的基波頻率需要與掃描頻率同步化。為此設置PLL電路用于產生掃描和控制頻率。注意此處并沒有時間的概念，因為掃描頻率是電網頻率的多倍。測量后的準確配置需要附加電路。

3. 測量準確度要求

　　電能質量標準中規定了對諧波分析儀器的具體要求，傅立葉級數的分析周期(即時間)必須與測量目的相吻合。具體要求見表2。

表2 諧波測量推薦分析周期

測量對象	窗口寬度	其他要求
近似穩定	0.1s…0.5s	窗口之間允許有間斷
波動	0.32s 0.4s…0.5s	矩形窗口：無間斷哈寧窗口：半重疊
快速變化	0.08s…0.16s	無間斷

A級儀表用于實驗室，B級用于現場測量。儀器測量誤差角度小于+/-5º，或者小于h1º，h為諧波次數。見圖2。

圖2 諧波測量的準確度要求

4. 電流電壓互感器

　　測量系統必須根據相關標準中準確度要求確定頻率和幅值范圍。一個完整的測量系統包括電流電壓互感器，中間互感器，計算和計值部分，見圖3。只有儀器的參數設定符合標準中規定的參數，測量結果才具有重現性和可比較性。

-- 低壓

　　低壓系統的電流電壓互感器比較好配置，例如電流測量鉗和帶電壓輸出的電流測量鉗，以及Rogowski線圈都可以使用。幅值誤差小于1.5%，角度誤差小于15º。

-- 中壓

　　電壓互感器在1kHz以下的測量誤差小于5%，至700Hz角度誤差小于5º。電流互感器在1.5kHz以下基本可以保證測量精度。

-- 高壓

　　電壓互感器在500Hz以下的測量誤差小于5%。電流互感器在整個諧波范圍內適于測量。如果需要準確的測量電壓，需要使用電阻分壓器(Un<1kV)或者電容分壓器(Un>1kV)。

圖3 測量系統的基本構成

5. 測量接線

　　測量地點與電流電壓互感器的安裝地點有關。在低壓電網中不需電壓互感器，直接測量。可以通過儀器自帶的測量鉗測量電流，也可以從電流互感器二次引出電流信號，但接線比較費事，推薦使用測量鉗。低壓電網有時作為TN電網運行，相電壓和線電流直接對應。因此可在諧波范圍內測量功率。對于閃變測量由于相線和地線之間接有照明燈具同樣適用。

中壓和高壓電網測量只能通過電流互感器和電壓互感器或者分壓器，應考慮互感器傳遞函數對測量的影響，特別是測量諧波和中間諧波，而對于閃變測量基本沒有問題。中壓電網用三臺互感器測量的誤差相對較低，而使用2個互感器則會出現誤差。圖4 表示互感器的接線。

2個電流互感器采用2相差接線，也可以等效為3個互感器。測量諧波功率時必須測量相/地電壓。有時需要通過相/地電壓造一個人工中性點。此時需注意，因為形成了零序系統，不能測量3的倍數次諧波。另外，相對地電壓只有在忽略零序系統時才可以根據線電壓確定。

因為中壓電網為線電壓，比較適合測量閃變。中壓電網的電壓互感器的接線方式不適合測量線對地電壓。

注意：有些中壓和低壓電網的互感器接線不適合測量電網干擾。

圖4 中壓電網互感器的接線

6. 測量輸入

　　本文所描述的方式假定在三相系統中進行測量，因此必須有3個電流互感器和3個電壓互感器。如果低壓系統為3相4線制，測量儀器必須具有零線輸入端口。

　　測量儀器必須具有信號轉換特性，要求見表3。

　　測量儀器采用的計算和分析方法必須和標準要求一致。一般用戶不會研究測量儀器的內部工作原理，并確定測量儀器的適用性。

　　儀器本身應該注明適用的標準。

表3

	測量范圍	其他要求
電壓輸入	110V/ 230V；400V	波形系數1.5 功率<3VA 4倍電壓或者1kV，1s
電流輸入	1A；5A	波形系數3 功率<3VA Du<0.15V(B級) 1.2ln長期，10ln(1s)
	0.1V或者1V	電阻分流

7. 測量輸出

　　測量儀器的測量數據必須以便于觀察的形式輸出，以便進一步分析。例如諧波測量，需要分析0-40次的3相諧波電壓和電流。每分鐘有一個160ms的掃描窗口。如果連續測量一周，則諧波幅值的數據量超過145個百萬。數據流必須通過測量系統處理和表示。測量數據的綜合見表4。

表 4

測量分析對象	測量值和計算值
電流電壓瞬時值	按時間順序儲存
電流電壓有效值	取瞬時值
有功，無功，視在功率	取瞬時值和有效值
電流電壓的諧波含量(幅值和相位)	按傅立葉變換計算
諧波有功和無功功率	按諧波電流電壓計算
THD系數	按諧波電流電壓計算
短時閃變值P_st;A_st	按電壓瞬時值計算
長時閃變值P_lt;A_lt	按短時干擾計算
電流電壓不對稱度	按基波數據計算

　　在電網干擾范圍，測量的所有參數和時間順序必須可以按概率表示。是按95%概率還是按99%概率，可以任意選擇。另外必須測量完整的負荷周期，才能取得全面數據。如果不明確典型的負荷周期，則可以任意確定測量時間和分析時間段。

　　相對概率給出在整個測量期間有多少測量值處在定義的幅值范圍內。由此將眾多測量數據按簡單的方式表現。但是此種表示方法不再具有時間的概念。

　　相對總概率由各個相對概率綜合而成，大于或者小于單個概率的幅值。相對總概率表示總測量值大于定義值的百分比。分析電網干擾通常采用95%概率值。

　　需注意，95%總概率雖然與標準吻合，但是如果沒有附加說明有時會導致不明晰。盡管都是95%概率分配，但是在不同時間段會出現差異。除了按概率表示外，還可以按時間表示，例如大型負荷的投入，或者電網改變接線方式時。有時并不需要將所有測量段都進行處理，僅顯示幾個特征段即可。標準中給出了不同間隔的數據壓縮，見表5。

將數據綜合處理和顯示可以對整個測量結果有直觀的掌握。

表 5

間隔	延續時間	注
很短	3s	有效測量時間，存儲諧波最大值
短	10min	至少100個數值，按概率處理
長	1h	綜合概率
天	24h	綜合概率，諧波最大值，確定有效值
星期	7 天	沒有特別要求

圖5 一周內5次諧波的相對總概率

8. 測量儀器的選擇

　　測量電網干擾或者研究電能質量通常需要研究干擾量的各種坐標，具有諧波分析和示波功能的組合儀器比較適用。現代測量儀器可以滿足各種要求。表6 列出了測量儀器的主要功能。

表6

測量儀器	電壓波動	閃變	不對稱	諧波	中間諧波	測量時間	準確度	綜合分析
x-t打印
機械式	0	-				至一天	+
電子式	+	-				至一天	0+
存儲示波	+	-		-		短時	0+
瞬態紀錄	+	0	+	0	0	短時	0+
頻譜分析
試驗設備			0	+		短時	+
便攜設備			-	0		至一天	-+
專用設備			+	+	+	至一周	+
閃變測試儀	+	+				至一周	+

9. 實際測量

　　電能質量的測量除了選擇合適的儀器外，還要明確測量的目的，例如：

-- 分析某種干擾現象；

-- 測量電能質量現狀；

-- 新用戶的干擾發射允許值測量。

　　在分析研究時需要標明儀器、設備和電網的數據，使用標準格式的表格進行匯總，見表7。

應該盡可能全面的收集數據表中列出的項目。測量時注明地點，時間，測量人員等。接好測量儀器后首先校對相位和基準時間，日期。有時需要注明變壓器調壓接頭的位置。大型負荷的運行情況。

　　測量結束后應確認，測量項目是否完整，有些數據可以現場顯示。

注意，一次有效的測量必須包括所有必要的電網參數和運行條件。

表7

電能質量測量數據表
用戶或設備:
名稱：	電話/FAX:
地址：	聯系人：
測量接點: 測量儀器：
電壓等級： kV	是否安裝變壓器：
定購功率： kVA	變壓器容量： kVA
最小短路容量： MVA	短路電壓： Uk%
供電系統圖：	變壓比： kV/ kV
電網參數：	接線組：
無功補償:
種類固定連接( )	總功率： kvar
分級投切( )	每級功率： kvar
有無串聯電抗：
電抗率： % 諧振頻率： Hz
諧波數據：電壓波動：三項平衡度：

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