谐波评估报价及实施方案建议

2.6.4.1 谐波评估的必要性

原电力工业部于1998年3月19日发布了《电网电能质量技术监督管理规定》（电综[1998]第211号），其中：

第五条 因电网或客户用电原因引起的电能质量不符合国家标准时，按“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则及时处理，并贯穿于电网及用电设施设计、建设和生产的全过程。

第十六条 对于干扰影响电能质量和污染电气安全使用环境的电气设备、工程，必须在该设备、工程立项前，根据当地电网条件、国家标准和有关规定，对其接入电网运行产生的干扰，影响进行技术评估。发现不符合规定时，该设备、工程应采取有效的防治措施，并与工程同时设计、同时施工、同时验收、同时接入使用。

据此，很多省级电网公司都出台并陆续修订了具体的电能质量管理规定。按照规定，对于具有非线性负荷（如电气化铁路、冶金行业等）并可能影响供电质量或电网安全运行的客户，应书面告知客户委托有资质的单位开展电能质量评估工作，并提交初步治理技术方案，作为业扩报装申请的补充资料。这也是设计和验收所需的资料。一般评估只有省级电力科学研究院才具有评估资质。有的省份要求具有大功率中压变频器的项目也要进行评估。2011年华北地区某项目35kV变电站谐波评估价格为6.8万元。作为客户应注意评估结果的公正性和正确性，可参考同行同等规模厂家的情况，特别是跨省运作的大型企业集团，可以将同等规模的工厂做对比。

2.6.4.2 谐波概念及相关要求

1.谐波

在理想的情况下，供电系统的电压或电流波形应该是理想的工频（50Hz或60Hz，我国为50Hz）正弦交流电，它们经过线性无源元件电阻、电感或电容后仍是工频正弦波形，但经过非线性元件后电压或电流的波形就发生了变化，不再是正弦波了，我们称波形发生了畸变。用傅里叶级数分析可得出，这些畸变的波形可以看作是由基波分量（频率等于工频频率的正弦交流量）和频率大于工频的正弦交流分量合成的，其中频率为基波频率整数倍的称谐波，非整数倍的称间谐波。

谐波对公用电网是一种最主要、最常见的污染，它使用电设备所处的环境恶化，也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。因此，必须加以限制和治理。

国标GB/T 14549—1993《电能质量 公用电网谐波》中相关定义：

基波（分量）：对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到的频率与工频相同的分量；

谐波（分量）：对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量；

谐波次数：谐波频率与基波频率的整数比。如150Hz的谐波称为3次谐波。

2.谐波源

谐波源指向公共电网注入谐波电流或在公共电网中产生谐波电压的电气设备。谐波源都是具有非线性特性的设备。当前，电力系统的谐波源，就其非线性特性而言可分为三大类：

铁磁饱和性：各种铁心设备，如变压器、电抗器，其铁磁饱和特性呈现非线性。

电子开关型设备：主要为各种交直流换流装置、双向晶闸管可控开关设备以及PWM变频器等电力电子设备，如电气机车、整流器、逆变器、变频器、相控的调速和调压装置、电视机、计算机等。

电弧型：气体放电灯、交流电弧炉和交流电焊机等具备严重非线性特性的设备。

3.常见的大容量非线性负荷设备(www.xing528.com)

（1）大容量非线性负荷指接入110kV及以上电压等级电力系统的电弧炉、轧钢设备、地铁、电气化铁路牵引机车，以及单台4000kVA及以上整流设备等具有波动性、冲击性、不对称性的负荷。

（2）常见的接入电网的非线性负荷设备的主要种类如下：

1）换流和整流装置，包括电气化铁路、电车整流装置、动力蓄电池用的充电设备等；

2）冶金部门的轧钢机、感应炉和电弧炉；

3）电解槽和电解化工设备；

4）大容量电弧焊机；

5）大容量、高密度变频装置；

6）其他大容量冲击设备的非线性负荷。

4.电力系统对新建或增容谐波源客户的管理

（1）管理对象。在冶金、交通、化工、电信、煤炭、有色金属、机械、汽车制造等行业及其他行业中可能对电网造成谐波影响的客户。

（2）供电方案制定部门负责在谐波源客户供电方案上注明“必须做谐波评估”。

（3）按照“谁污染、谁治理”、“同步设计、同步施工、同步投运、同步达标”的原则，在供电方案中，明确客户治理电能质量污染的责任及技术方案要求，以国家标准为唯一治理目标值。

（4）客户应委托有资质的专业机构出具非线性负荷设备接入电网的电能质量评估报告。

（5）供电公司谐波专责工完成与客户签订“保证公用电网电能质量协议”工作。只有供电公司谐波专责工确认客户签订了“保证公用电网电能质量协议”和“委托评估协议书”后，该客户方可领取供电方案。

（6）客户应在用电工程报竣工前，提供“保证公用电网电能质量协议”“谐波指标书”“用电设备对公用电网电能质量影响评估报告”等资料。

（7）有的省网公司规定：新（扩）建或改造的非线性客户在申请用电时，必须提供有关用电设备的参数和运行特点。当客户非线性设备用电容量占其总用电容量20%及以上的，客户必须委托开展接入系统前的电能质量评估；客户非线性设备用电容量占总用电容量不足20%或无法确定负荷性质的，可暂不评估，但必须在投运后进行电能质量指标的测试，确定对电网电能质量的影响是否在国标允许范围内。

（8）谐波限值。客户负荷注入公共电网连接点的谐波电压限值及谐波电流允许值应符合《电能质量 公用电网谐波》（GB/T 14549—1993）国家标准的限值。

（9）电压波动和闪变的允许值。客户的冲击性负荷产生的电压波动允许值，应符合《电能质量 电压波动和闪变》（GB/T 12326—2008）国家标准的限值。