谐波分析方法对比
谐波标准 新旧 差异

谐波标准新旧差异谐波标准是指在电力系统中,用来限制谐波含量的一种标准。
随着电力系统的不断发展,谐波标准也在不断更新和完善。
在新旧谐波标准之间存在着一些差异,本文将对新旧谐波标准的差异进行分析和比较。
首先,新旧谐波标准在谐波含量的限制上存在差异。
旧标准中对谐波含量的限制相对较宽松,而新标准则对谐波含量有更为严格的限制。
这是因为随着电力系统的发展,谐波对电力设备和系统的影响越来越大,因此有必要对谐波含量进行更为严格的限制,以保证电力系统的稳定运行。
其次,新旧谐波标准在谐波频率范围的划分上也存在差异。
旧标准中对谐波频率范围的划分比较简单粗暴,而新标准则对谐波频率范围进行了更为细致的划分。
这是因为不同频率的谐波对电力设备和系统的影响也有所不同,因此有必要对谐波频率范围进行更为细致的划分,以便更好地进行谐波分析和处理。
此外,新旧谐波标准在对谐波波形的要求上也存在差异。
旧标准中对谐波波形的要求比较宽松,而新标准则对谐波波形有更为严格的要求。
这是因为不同波形的谐波对电力设备和系统的影响也有所不同,因此有必要对谐波波形进行更为严格的要求,以保证电力系统的安全稳定运行。
最后,新旧谐波标准在对谐波分析和处理的方法上也存在差异。
旧标准中对谐波分析和处理的方法比较简单粗暴,而新标准则对谐波分析和处理的方法进行了更为细致的规定。
这是因为随着电力系统的发展,对谐波分析和处理的要求也越来越高,因此有必要对谐波分析和处理的方法进行更为细致的规定,以保证电力系统的安全稳定运行。
总的来说,新旧谐波标准在谐波含量的限制、谐波频率范围的划分、谐波波形的要求以及谐波分析和处理的方法等方面都存在一定的差异。
随着电力系统的不断发展,谐波对电力设备和系统的影响也越来越大,因此有必要对谐波标准进行不断更新和完善,以保证电力系统的安全稳定运行。
希望本文对新旧谐波标准的差异有所帮助,谢谢阅读!。
低谐波绕组的对比及其谐波分析

摘 要 : 三 相绕 组磁 场 中高次谐 波的 强弱直 接 影响 到异 步 电机 的性能 , 星. 三角 串接三相 正弦绕 组和 不等匝 三 相正 弦绕组 都能有 效减 少谐 波磁势 分 量。 用基 于电机
上常采用星. 三角串接三相正弦绕组或 不等匝正 弦绕组来 削弱磁场 谐波 f l - 2 ] 。 磁场 谐波的分析成
为设计合适的低谐波绕组的重要环节。 传统的谐 波磁场分析通常是从三相交流绕组的磁势出发, 从磁势 的角度推算出磁场的谐波[ 3 ] 。 用此法计算 谐波分布需要针对不同的绕组进行繁琐 的计算。
本文提 出了一种基于磁场分布的谐波磁场分析方
磁 场分布 的谐 波磁场 分析新 方 法, 对 比了两 种绕 组 的谐 波磁 场对 电机 性能 的影 响。 证 明 了该 分析方 法对几 何结 构和 计算模 型的通 用性 , 适 用于低 谐波含 量绕 组的 谐波
Ab s t r a c t : P e r f o r ma n c e o f t h e a s y n c h r o n o u s mo t o r wa s
d i r e c t l y i n l f u e n c e d b y s t r o n g o r we a k h i g h e r h a r mo n i c i n t h e ma g n e t i c i f e l d o f t h e t h r e e . p h a s e wi n d i n g s . Ei t h e r t h e t h r e e — p h a s e s i n u s o i d a l wi n d i n g s c o n n e c t e d wi t h s t a r - d e l t a i n s e r i e s o r t h e u n e q u a l t u r n s t h r e e - - p h a s e s i n u s o i d a l wi n d - -
谐波治理各方案比较分析

谐波治理各方案比较分析谐波治理的目的包括:1. 满足电力公司对谐波电流发射的限制要求2. 释放变压器的有效容量,提高变压器的效率3. 提高配电系统(包括无功补偿装置、继电保护器、电缆等)的可靠性4. 为企业内的各类设备提供质量优良的电能,保证制造系统的稳定运行人们对谐波的危害已经十分熟悉,很多企业也开始重视谐波的治理。
谐波治理的目的不同,所采取的方案也是不同的。
因此,在确定谐波治理的方案之前,要明确谐波治理的目的。
企业在谐波治理方面投资,要达到的目的如图所示。
满足电力公司的要求是企业进行谐波治理的首要动机。
为电力用户提供合格的电能,是电力公司的责任。
因此,电力公司要对那些可能污染电网的用户的提出谐波治理的要求。
随着越来越多的企业对电能质量的要求提高,电力公司将对电力用户进行更严格的要求。
在目前阶段,出于后面几个目的而进行谐波治理的企业较少。
企业仅在出现了故障现象后,才开始考虑谐波治理的问题。
其中,谐波导致无功补偿装置烧毁的情况最为常见。
无论谐波治理的最终目的是什么,其本质就是减小负载(可能是一组负载)向电网注入的谐波电流,因为谐波电流是谐波问题的根源。
只不过,针对不同的目的,控制谐波电流的位置不同,也就是采用的谐波治理方案不同。
谐波治理的策略按照谐波治理的位置,可以有三个策略。
第一:在高压母线上治理,采用的设备是SVC、SVG等。
第二:在变压器的下端,低压母线上治理谐波。
采用无援滤波器、有源滤波器等。
无源滤波器往往会发出额外的容性无功,这在有些场合是不允许的。
第三:在设备的电源入口处治理谐波。
这称为就地治理。
就地治理是最理想的谐波治理策略。
因为,这样相当于将非线性负载转变成了线性负载,谐波导致的一切问题都迎刃而解。
大部分发达国家按照这个策略开展谐波治理。
达到这个目的的管理措施就是,要求电气电子设备满足相应的电磁兼容标准(例如,GB17625)要求,电磁兼容标准对谐波电流发射进行了明确的规定。
传统的谐波治理策略传统的谐波治理项目大多采用策略1和策略2。
谐波检测方法分析

的时频局部化分析方法。这就是说在高频部分具有较低的频率 分辨率和较高的时间分辨率 ,在低频部分具有较低的时间分辨 率和较高 的频率分辨率 ,不但可 以应用于平稳信号 ,而且可 以 应 用于分析非平稳信号。利用离散小波变换可 以将信号分解到
学术研讨 l 1 1 5
信号 分解 的结果 ,使用多分辨率 的概念 ,低频段 的结果不含谐 波的基波分量 。利用该算法可以使用软件进行谐波检测 ,该方
法 计 算速 度 快 ,可 以快 速 跟 踪谐 波 的 变 化 。 但它 也 有 固 有 的缺
陷 ,反映在窗 口能量不集中 ,有频率重叠现 象 ,需要找到能量 集 中、分 频严格 的小波函 数。 目前 ,尚未 出现理 想的小波 函 数。多分辨率分析是小波变化 的一个特点 ,并且在时域和频域
用。
谐 波 检 测 方 法 分 析
◇ 陕西铁 路 工程 职业技 术 学 院 王语 园
随着 电力 电子器件 的大量使 用 ,电力系统 谐波污染 日益
利用神经网络进行谐波测量 ,即使 用神经元来代替带通或
带 阻 滤 波 器检 测 法 中 的带 通 滤 波 器 和检 波 器 。待 测 量信 号 作 为 神 经 网络 的 输 入 ,相 当于 放 大 器 的 输 出信 号 。检 波器 的输 出信 号 对 应 神 经 网 络 的输 出 。通 过 这 种 方 法可 以得 到 所 要 测量 的各 次 谐 波 信 号 的 幅值 ,输 出为 零 就 可 以 判 断为 被 测 信号 中不 含 某 次谐波。
构建三相 电路 。这一方法主要优 点是 当电网 电压对称且无畸变
时 ,各电流分量的测量电路比较简单 ,并且延时少。 在这种方法 中,需要用到与瑚 电网 电压 e 同相位的余弦 信号一 c o s t 0 t  ̄ ' l l 对应的正弦信号s i n t o t ,它们可以由一个正 、余弦 信号发生器和一个锁相环得到。根据定义可以计算得 出 、 , 再经过低通滤波器 ( L P F) 滤波得出 f 、 。 的直流分量 z 、 。
谐波检测方法

谐波检测方法谐波是指在正弦波中,频率是基波频率的整数倍的波。
在电力系统中,谐波是一种常见的问题,它会导致电气设备的过热、损坏甚至系统的不稳定。
因此,对谐波进行有效的检测和分析是非常重要的。
本文将介绍几种常见的谐波检测方法。
首先,最常用的方法是使用谐波分析仪进行检测。
谐波分析仪是一种专门用于检测电力系统中谐波的仪器,它可以测量各次谐波的幅值、相位和频率,帮助工程师们全面了解系统中的谐波情况。
通过谐波分析仪的检测数据,可以快速准确地定位谐波源,并采取相应的措施进行治理。
其次,另一种常见的谐波检测方法是使用数字保护装置进行在线监测。
数字保护装置在电力系统中起着重要的作用,它不仅可以对系统的电气参数进行监测和保护,还可以实时检测系统中的谐波情况。
通过数字保护装置的在线监测,工程师们可以及时发现系统中的谐波问题,并进行相应的调整和控制,确保系统的安全稳定运行。
另外,还有一种比较简单粗暴的方法是使用示波器进行检测。
示波器是一种常见的通用仪器,它可以显示电压和电流随时间变化的波形图像。
通过观察波形图像,工程师们可以初步判断系统中是否存在谐波,并大致了解谐波的频率和幅值。
虽然示波器不能像谐波分析仪那样精确地测量各次谐波的参数,但在一些简单的情况下,也可以发挥一定的作用。
最后,还有一种比较新颖的方法是使用智能电网技术进行谐波检测。
智能电网技术是近年来发展起来的一种新型技术,它可以实现对电力系统的智能监测和控制。
通过智能电网技术,工程师们可以实时监测系统中的谐波情况,并利用智能算法进行分析和预测,为系统的稳定运行提供有力的支持。
总之,谐波检测是电力系统中非常重要的一环,它关乎着系统的安全稳定运行。
针对不同的情况,工程师们可以选择合适的方法进行谐波检测,及时发现和解决系统中的谐波问题,保障电力系统的正常运行。
希望本文介绍的几种谐波检测方法能够为工程师们在实际工作中提供一定的参考和帮助。
谐波检测方法

谐波检测方法谐波是指在周期性波形中,频率是基波频率的整数倍的波动。
在电力系统中,谐波是一种常见的电力质量问题,它会导致设备损坏、系统效率降低以及电网稳定性下降。
因此,对谐波进行及时准确的检测是非常重要的。
本文将介绍几种常见的谐波检测方法。
1. 传统的谐波检测方法。
传统的谐波检测方法主要包括使用示波器、功率分析仪和谐波分析仪。
示波器可以用来观察电压和电流的波形,通过观察波形的畸变程度来初步判断是否存在谐波。
功率分析仪可以用来检测电网中的功率因数、谐波含量等参数,从而判断谐波的情况。
而谐波分析仪则可以更加准确地分析出各次谐波的含量和频率,对谐波进行更深入的分析。
2. 基于数字信号处理的谐波检测方法。
随着数字信号处理技术的发展,基于数字信号处理的谐波检测方法也得到了广泛的应用。
通过对电压和电流信号进行采样和数字化处理,可以利用傅里叶变换等算法准确地分析出各次谐波的频率和幅值。
这种方法不仅精度高,而且可以实现自动化检测,大大提高了谐波检测的效率和准确性。
3. 基于智能算法的谐波检测方法。
近年来,人工智能和机器学习技术的发展为谐波检测提供了新的思路。
利用神经网络、支持向量机等算法,可以从复杂的电力信号中自动提取谐波特征,实现对谐波的智能识别和检测。
这种方法不仅可以应对电网中谐波信号多变、复杂的特点,而且还可以不断优化模型,提高检测的准确性和鲁棒性。
4. 基于频域分析的谐波检测方法。
频域分析是一种常见的信号处理方法,对于谐波检测也有着重要的应用。
通过将电压和电流信号转换到频域,可以清晰地观察到各次谐波的频率和幅值,从而实现对谐波的准确检测。
同时,频域分析还可以结合滤波技术,去除基波以外的谐波成分,进一步提高谐波检测的精度。
总结。
谐波检测是电力系统中非常重要的一环,对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。
传统的谐波检测方法虽然已经比较成熟,但在精度和自动化方面仍有待提高。
基于数字信号处理和智能算法的谐波检测方法是未来的发展方向,可以更好地适应复杂多变的电力系统环境,实现对谐波的快速、准确检测。
变频器输出端谐波检测方法

变频器输出端谐波检测方法主要有以下几种:
1. 电压和电流的谐波分析:通过对变频器输出端的电压和电流进行谐波分析,可以检测出输出信号中的谐波成分。
这种方法的精度较高,但需要使用专门的谐波分析仪器或设备。
2. 电压和电流的傅里叶变换分析:利用傅里叶变换将变频器输出端的电压和电流信号从时域变换到频域,从而分析出信号中的谐波成分。
这种方法也需要使用相应的软硬件设备。
3. 功率因数和功率测量:通过测量变频器输出端的功率因数和功率,可以间接推断出谐波的存在。
这种方法虽然简单,但精度相对较低。
4. 峰值和有效值检测:通过检测变频器输出端的电压和电流的峰值和有效值,可以判断谐波的存在。
这种方法适用于对输出信号的初步检测,但精度不高。
以上是几种常见的变频器输出端谐波检测方法,具体使用哪种方法需要根据实际情况进行选择。
两种单相电路谐波及无功电路实时检测方法的分析比较

1 引 言
随 着 现 代 工 业 技 术 的 发 展 , 力 电 子 非 线 性 电
相关 。但 三相 电路瞬 时无功 功率 理论使用 了众 多
的 乘 法 器 , 算 误 差 大 , 整 困 难 , 且 对 电 路 的 计 调 而
原件参 数敏 感 , 于单 相 电路 检测 时 , 用 其效 果不 理
Ab t a t Ai n ta t e p we i e APF)r q i n e l t ee t n o h a mo i n e c i e sr c : mi g a c i o rfl r( v t e u r g r a — i d tc i n t e h r n c a d r a t i me o v
算法 。
关 键 词 : 源 电力 滤 波 器 ; 时无 功 功 率 理 论 ; 波 幅值 分 离 ; 时检 测 ; 波 及无 功 电 流 有 瞬 基 实 谐
中 图分 类 号 : TN7 3 8 1 . 文献标识码r s n o l ss a m a io fTwo Re ltm e De e to lo ih s a —i t c in A g rt m f r H a m o i n a tv r e n Si g e p s r u t o r n c a d Re c i eCu r nti n l— ha e Cic i
c r e t,wo h m o c a d r a tvec r n t ci n m e h ds i igl— a e c r u twe e p e e e w h c r u r n t ar ni n e c i ur e tde e to t o n sn eph s ic i r r s nt d, ih a e b s d on i s a a e us r a tv w e he r nd f da e a m p iud e a a e De e to rncp e wo a e n t nt n o e c ie po rt o y a un m nt la lt e s p r t . t c in p i i l soft ag ih s w e e g v n a a y e lort m r i e nd an l z d. Si ul in r s ls s w hel te l ihm , hih i a tdy m i e m ato e u t ho t a t ragort w c soffs na c r —
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谐波分析方法对比
随着用电设备的多样化和复杂化,线路中谐波的成分也变得越来越丰富,谐波污染的治理问题也变得越来越棘手,许多仪器也相应推出了谐波测量功能,我们该如何区分这些谐波的测量方法并正确地使用他们进行谐波测量呢?本文将进行“深究”。
在很多人认识里,只有使用同步采样才能进行精确的谐波分析,其实采用非同步采样同样能进行谐波分析,而且在许多情况下甚至比同步采样法更优秀。
PA功率分析仪提供了常规谐波、谐波和IEC谐波三种谐波测量模式,支持同步和非同步的谐波分析,将两种分析方式互补使用可提高谐波的分析能力。
下面通过其计算方法的简单,结合实例讨论三种谐波模式的使用。
谐波测量基本原理
目前最常用的谐波分析方法是使用傅里叶变换,将时域的离散信号进行傅里叶级数展开,得到离散的频谱,从离散的频谱中挑选出各次谐波对应的谱线,计算得出谐波各项参数。
在实际实现时,由于离散傅里叶变换存在“栅栏效应”,采样频率不为基波的整数倍时,部分谐波可能不在离散傅里叶变换后的离散频率点上,需要使用特殊的手段将栅栏空隙对准我们关心的谐波频率点。
其中同步采样法和频率重心法使用最为广泛。
同步采样法
顾名思义,就是使采样频率与基波频率同步改变。
该方法从源头上保证数据的采样频率为基波频率的整数倍,如IEC 61000-4-7标准就规定50Hz使用10倍基波采样率,采样数据经离散傅里叶变换即可得到各次谐波分量。
同步采样常用硬件PLL实现,需要实时调整采样频率,频率的锁定需要时间,受限于滤波器及相关器件,很难做到很宽的频域,也很难保证频谱特别丰富时的准确性。
频率重心法
使用足够高的采样频率(一般大于4倍基波频率)即可满足直接对信号进行采样,将信号的频谱间隔拉开,并且使用更多周期的数据点做离散傅里叶变换,降低频谱泄露的影响。
最后根据窗函数的功率谱分布特性,通过频谱的谱峰和次谱峰,找到真正的谱峰频点——即离散频谱的谱峰和次谱峰的重心。
通过频率重心法消除了栅栏效应的影响,对各次谐波使用重心法,还得到一个偏离系数,使用该系数配合窗函数功率谱,可求解得到对应频点的相位和幅值等信息。
至此,非同步采样法同样得到了各次谐波。
受限于窗函数的频谱特性,该法
需要用足够高采样率来保证各频率成分的频谱互相影响足够小;而且截断造成的泄漏也不能太大,否则产生的假频率叠加到真实频谱里,导致结果误差更大。
简单对比
基于以上实现原理可知,同步采样法精度取决于PLL的准确度,而后期计算简单。
PLL 中用到的滤波器限制了支持的基波频率上限,因此在基波频率较高时,同步采样法一般无法支持;同样是滤波器原因,无法很好滤除低偶次谐波,所以低偶次谐波幅值较大时,PLL就无法同步基波采样,谐波分析结果也就完全错误。
频率重心法不需要额外滤波器,采样器件可工作在支持的最高采样频率,使有效谱线拉开的同时提高了支持的谐波频率范围,而为了消除泄漏的影响,需要使用更多的数据进行傅里叶变换。
所以频率重心法引入了数倍于同步采样法的计算量。
另外,重心法需要使用至少两根谱线,而且受窗函数主瓣宽度限制,频率重心法所能支持的频率下限只能达到频率分辨率的三倍以上。
由于频率重心法没有反馈过程,不依赖于信号,模拟电路实现简单,理论上只要采样率和使用的数据点足够,就能得到正确的结果。
特别地,因为同步采样需要硬件电路,受限与成本与体积,大部分测量仪器只支持一到两个PLL源,而频率重心法无此限制,甚至可任意定义基波源(对应于PLL源,用于确定基波)。
应用实例
PA功率分析仪提供了三种谐波模式:常规谐波、谐波和IEC谐波。
其中常规谐波对应频率重心法、谐波和IEC谐波对应同步采样法。
谐波和IEC谐波区别在于IEC谐波完全按照IEC 61000-4-7标准规定的倍频数FFT点数进行计算,并增加了标准规定的处理流程和计算参数。
下面使用实例信号对比两种方法的区别:
信号一:基波频率50Hz,含2~15次谐波,各次含量均为10%
图 1 50Hz基波2~15次含量10% 谐波波形
图 2 50Hz基波2~15次含量10% 谐波常规谐波分析结果
图 3 50Hz基波2~15次含量10% 谐波的谐波模式分析结果
如图 1所示包含谐波的50Hz信号波形,常规谐波和谐波模式谐波均能得到正确的谐波含量,并且精度很高。
信号二:基波频率50Hz,含2~15的奇次谐波,各次含量同样均为10%
图 4 50Hz基波2~15奇次含量10% 谐波波形
图 5 50Hz基波2~15奇次含量10% 常规谐波分析结果
图 6 50Hz基波2~15奇次含量10% 谐波模式分析结果
如图 4所示只包含2~15次的奇次谐波的波形,常规谐波和谐波模式结果同样精确。
信号三:基波频率50,含2~15偶次谐波,各次含量均为10%
图 7 50Hz基波2~15偶次含量10% 谐波波形
图 8 50Hz基波2~15偶次含量10% 常规谐波分析结果
图 9 50Hz基波2~15偶次含量10% 谐波模式分析结果
如图 7所示只包含50Hz基波的2~15次的偶次谐波的波形,受偶次谐波的影响,每个基波周期多了两次过零,而且频率与基波相近,PLL的滤波器亦无法滤除该谐波,因此PLL 结果错误,导致谐波分析结果也完全错误,此时的常规谐波分析结果仍然正确,而且保持了很高的精度。
说明常规谐波可以不受偶次谐波影响,在采样率和FFT点数足够时,具有受被测信号影响低的优势。
信号四:基波频率6kHz,含2~15次谐波,各次含量均为10%
图 10 6kHz基波2~15次含量10% 谐波波形
图 11 6kHz基波2~15次含量10% 常规谐波分析结果
图 12 6kHz基波2~15次含量10% 谐波模式分析结果
如图 10图 7所示包含6kHz基波的2~15次谐波的波形,由于已经超出谐波模式支持的频率范围,谐波模式无法测量,而常规谐波分析时使用了200kHz的采样率,6kHz的15次谐波频率为90kHz,小于采样频率的一半,因此仍然可以精确测量。
总结
由上实例看出,非同步采样拓宽了谐波的分析范围,在许多同步采样受到约束的场合可以实现互补,是一种强有力的谐波分析方法。
需要指出的是,虽然以上用例中常规谐波分析结果都正确且精度很高,但在谐波模式PLL正确时,谐波模式在高次谐波的稳定性和精度会比常规谐波高,因为常规谐波在高次谐波的频率上有累积误差,且频谱两端会受负频率的影响。
特别需要注意常规谐波一个致命缺点是频率下限较高(PA5000功率分析仪的常规谐波支持基波的频率下限是15Hz),而且需要保证更新周期内有足够的采用点。