总谐波补偿率检测

总谐波补偿率检测是评价有源电力滤波器(APF)、静止无功发生器(SVG)或其他谐波治理装置性能的核心指标之一。在电力系统中，非线性负载（如变频器、整流器、电弧炉等）会产生大量谐波电流，严重污染电网，导致电能质量下降、设备过热、保护装置误动作等危害。总谐波补偿率（Total Harmonic Compensation Rate, THCR）定量表征了谐波治理设备对特定负荷产生的总谐波电流（或电压）的抵消能力，其定义为：治理设备投入运行后，系统侧剩余的总谐波电流畸变率（THDi）或总谐波电压畸变率（THDu）相对于治理前（仅负荷侧）的降低程度。该指标直接反映了治理设备的实际治理效果，对于保障电网安全稳定运行、提高供电质量、延长设备使用寿命至关重要。进行准确、规范的总谐波补偿率检测，是设备选型、验收、运维及评估电能质量改善效果不可或缺的环节。

检测项目

总谐波补偿率检测的核心项目包括：

1. 基础电气参数测量： 检测治理设备投入前后，系统侧或特定监测点的电压、电流有效值（基波及总有效值）、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等。

2. 谐波含量分析： 精确测量治理设备投入前（仅负荷运行）和投入后（治理设备与负荷共同运行）在系统侧或指定点（通常为公共连接点PCC）的谐波电流和/或谐波电压。需要测量从2次到50次或更高次（依据标准要求，通常≤50次）的各次谐波含有率（HR）或谐波含有量。

3. 总谐波畸变率计算：

• 总谐波电流畸变率 (THDi)： 投入前 (THDi_load) 和投入后 (THDi_sys) 的值。
• 总谐波电压畸变率 (THDu)： 投入前 (THDu_load) 和投入后 (THDu_sys) 的值（通常用于评估治理设备对电压质量的影响）。

4. 总谐波补偿率计算：

• 电流总谐波补偿率 (THCRi)： THCRi = [1 - (THDi_sys / THDi_load)] × 100%
• 电压总谐波补偿率 (THCRu)： THCRu = [1 - (THDu_sys / THDu_load)] × 100% （该指标应用相对较少，重点通常是电流补偿）。

5. 动态响应性能（可选但重要）： 在负荷谐波特性发生阶跃变化时，记录治理设备的响应时间和达到稳定补偿状态的过程，评估其动态补偿能力。这虽不直接属于稳态THCR计算，但对全面评价设备性能很关键。

检测仪器

进行总谐波补偿率检测需要高精度、宽频带的专业仪器：

1. 电能质量分析仪 / 高级功率分析仪： 这是核心设备。必须具备：

• 高采样率（通常需要≥200 kS/s，以准确捕捉高次谐波）和高带宽（通常DC~数kHz或更高）。
• 高精度的电压、电流测量通道（通常精度要求优于0.1%~0.2%）。
• 强大的谐波分析功能，能按标准要求（如IEC 61000-4-7）进行分组或间谐波分析，准确计算各次HR、THDi、THDu等。
• 数据记录功能，能长时间记录波形和参数变化。
• 同步测量多个通道的能力（至少三相电压、三相电流）。

2. 电流互感器（CT）/ 电压互感器（PT）或传感器：

• 电流测量：需使用宽频带、高精度的钳形电流互感器（如柔性罗氏线圈）或高精度电流传感器，其带宽和精度需满足最高次谐波测量的要求（通常带宽需≥100 kHz，精度优于0.5%~1%）。避免使用普通工频CT。
• 电压测量：通常直接接入或通过高精度、宽频带电压探头/分压器接入分析仪。

3. 负载模拟装置（实验室环境）： 在实验室测试或型式试验中，需要可控的非线性负载（如可编程交直流电子负载、晶闸管整流桥负载箱等）来模拟真实工况，并能在不同功率等级和谐波频谱下工作。

4. 数据记录与分析软件： 通常与仪器配套，用于配置仪器参数、数据、进行深入分析和生成报告。软件应能自动计算THCR等关键指标。

检测方法

总谐波补偿率的检测需遵循严格的流程，以确保结果的可比性和准确性：

1. 准备工作：

• 确认被测谐波治理设备（APF/SVG等）已正确安装、接线完毕，参数设定符合要求。
• 根据标准和现场情况，确定测量点（通常为PCC点或治理设备接入点）。
• 正确连接电能质量分析仪的电压线和电流传感器。确保电流钳方向正确（流向负载），电压极性正确。
• 设置分析仪参数：电压/电流量程、接线方式（如三相四线）、额定频率、谐波次数范围（如2-50次）、数据记录间隔（如200ms/周波）等。

2. 背景谐波测量（可选但推荐）： 在负荷未启动或治理设备未接入时，测量系统侧（电网侧）的背景谐波水平（THDi_bg, THDu_bg）。这对精确计算负荷本身产生的谐波有参考意义。

3. 负荷谐波测量（治理设备OFF）：

• 启动负荷，使其运行在典型的、需要治理的工况下（如额定负载或主要谐波源负载运行）。
• 断开或关闭被测谐波治理设备（确保其不工作）。
• 使用电能质量分析仪记录足够长时间的（如10-15分钟或依据标准要求）系统侧（或PCC点）的三相电压、电流波形、各次谐波含量、THDi_load、THDu_load等数据。记录期间负荷应保持相对稳定。
• 计算并记录此状态下的平均THDi_load（和THDu_load）。

4. 补偿后谐波测量（治理设备ON）：

• 保持负荷工况与步骤3完全相同。
• 投入被测谐波治理设备，等待其达到稳定运行状态（通常需要数十毫秒到数秒）。
• 使用电能质量分析仪记录与步骤3相同时长、相同数据点的系统侧（或PCC点）的三相电压、电流波形、各次谐波含量、THDi_sys、THDu_sys等数据。
• 计算并记录此状态下的平均THDi_sys（和THDu_sys）。

5. 计算总谐波补偿率 (THCR)：

• 根据记录的平均值，使用公式计算电流总谐波补偿率： THCRi = [1 - (THDi_sys / THDi_load)] × 100%。
• 如需电压补偿率： THCRu = [1 - (THDu_sys / THDu_load)] × 100%。
• 通常需要分别计算三相的THCRi，并可能报告最小值或平均值。明确说明计算基于哪个点的测量值（如PCC点系统侧）。

检测机构资质证书

CMA认证

检验检测机构资质认定证书

证书编号：241520345370

有效期至：2030年4月15日

CNAS认可

实验室认可证书

证书编号：CNAS L22006

有效期至：2030年12月1日

ISO认证

质量管理体系认证证书

证书编号：ISO9001-2024001

有效期至：2027年12月31日

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