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电力系统中电流谐波监测与治理的有效方法

电力系统中电流谐波监测与治理的有效方法

电力系统中电流谐波监测与治理的有效方法在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。

然而,电流谐波的存在却给电力系统带来了诸多问题。

电流谐波不仅会影响电力设备的正常运行,降低电能质量,还可能导致设备故障、能源浪费甚至引发安全事故。

因此,对电力系统中的电流谐波进行有效的监测与治理具有极其重要的意义。

一、电流谐波的产生及危害电流谐波是指电流中频率为基波整数倍的分量。

在电力系统中,谐波的产生主要源于各种非线性电力设备的广泛应用,如电力电子设备(如变频器、整流器)、电弧炉、荧光灯等。

电流谐波的危害不容小觑。

首先,它会增加电力设备的损耗,导致设备发热、缩短使用寿命。

例如,变压器在谐波环境下运行,其铁芯和绕组的损耗会显著增加,从而降低变压器的效率和可靠性。

其次,谐波会干扰通信系统,影响信号的传输质量。

再者,谐波还可能引起电力系统的谐振,使电压和电流波形严重畸变,危及系统的安全稳定运行。

此外,谐波还会导致电能计量不准确,给电力用户和供电部门带来经济损失。

二、电流谐波的监测方法为了有效地治理电流谐波,首先需要对其进行准确的监测。

目前,常用的电流谐波监测方法主要包括以下几种:1、基于傅里叶变换的监测方法傅里叶变换是一种经典的信号分析方法,它可以将时域信号转换为频域信号,从而实现对谐波的分析和测量。

通过对采集到的电流信号进行快速傅里叶变换(FFT),可以得到各次谐波的幅值和相位信息。

这种方法具有计算精度高、速度快等优点,但在处理非平稳信号时存在一定的局限性。

2、基于小波变换的监测方法小波变换是一种时频分析方法,它能够在时域和频域同时对信号进行局部化分析,有效地克服了傅里叶变换在处理非平稳信号时的不足。

通过选择合适的小波基和分解层数,可以对电流谐波进行精确的监测和分析。

3、基于瞬时无功功率理论的监测方法瞬时无功功率理论是一种基于三相电路的谐波监测方法,它通过计算瞬时有功功率和瞬时无功功率来获取谐波信息。

浅谈电力系统谐波检测及抑制方法

浅谈电力系统谐波检测及抑制方法

浅谈电力系统谐波检测及抑制方法摘要:本文主要阐述了电力系统谐波的产生原因和危害,介绍了谐波检测的方法,包括传统方法和新兴方法,以及谐波抑制的方法,包括被动滤波和主动滤波等。

同时,针对电力系统谐波的特点,提出了一些优化措施,以期对电力系统谐波的检测和抑制产生积极的影响。

关键词:电力系统、谐波、检测、抑制正文:一、谐波的产生原因及危害谐波是指频率为基波频率整数倍的交流电信号,是电力系统中极其普遍的现象。

谐波的产生原因主要有以下几种:1、非线性负载的存在:如励磁系统、变频器、UPS等等。

2、电力电子器件的存在:如开关电容器等等。

3、线路谐振所产生的回波:如高压输电线和变压器中的谐振回波。

4、供电系统中的电弧、火花放电等。

大量的谐波会对电力系统产生不可避免的危害,包括:1、阻碍电能传输:谐波会引起交流系统内的电压和电流失去同步,从而无法有效地传输电能。

2、损坏电力设备:谐波会使电力设备的温度升高,引起设备故障或烧坏。

3、引起电力波动:谐波会使电力质量发生变化,从而引起电力波动。

4、对用电设备的干扰:谐波会对用电设备产生干扰,使其工作出现异常。

二、谐波的检测方法为了准确地检测和分析电力系统中的谐波,需要采用适当的谐波检测方法。

目前常见的谐波检测方法包括:1、传统的谐波检测方法:包括单相检测法、三相检测法等,主要是通过对线路中的电压和电流进行采样,并对谐波进行滤波和分析。

2、新兴的谐波检测方法:如快速小波变换法(FWT)、矢量变量法(VSA)等,较为有效地解决了传统方法中的一些问题,例如不容易出现失灵、可实现频率矩阵多恒定、不依赖预处理等。

三、谐波的抑制方法为了有效地抑制电力系统中的谐波,需要采用相应的谐波抑制方法。

目前常见的谐波抑制方法包括:1、被动滤波:即采用滤波器等被动电路来消除谐波,其优点是结构简单,可靠性高,成本低廉,常常应用于对谐波要求不高的场合。

2、主动滤波:即通过电网与电源之间的电流、电压、功率等进行控制,进而消除谐波,其优点是能够发挥较好的动态响应能力,比被动滤波性能更好。

电力系统中的谐波分析与抑制技术研究

电力系统中的谐波分析与抑制技术研究

电力系统中的谐波分析与抑制技术研究随着电力系统的发展,电气设备的广泛应用和高效能力的需求,电力系统中的谐波问题日益凸显。

谐波是由于非线性元件如电子器件、变频调速器、照明灯具、电动机等在电力系统中的工作状态非正常运行,从而导致基波电流、电压失真,引起的一种频率与基波频率不同的交流电信号。

谐波不仅降低了电力系统能效,还会影响电力设备的工作寿命。

因此,通过谐波分析和抑制技术研究,可以有效提高电力系统的可靠性和能效。

一、谐波分析电力系统中的谐波主要包括电流谐波和电压谐波,它们在电力系统中的传输会产生一系列不利影响。

电流谐波不仅会导致电力变压器铁芯、线圈、绝缘材料等元件中出现高次谐波电流、高温、电弧、电晕等现象,还会引起母线和设备的铜损。

电压谐波则会导致相关设备的故障、损坏,影响电力系统的安全运行。

因此,准确分析谐波特性成为保证电力系统正常运行的重要前提。

谐波分析通过测量和处理电流、电压、功率等参数,对电力系统中的谐波进行分析,了解系统中的谐波含量和频率范围等,为后续的抑制措施提供数据支持。

二、谐波抑制技术为了降低电力系统中谐波的影响,采用一系列设备和技术手段进行谐波抑制,主要包括以下方面。

1.使用线性负载线性负载包括电阻、电感、电容等。

与电子器件、变频调速器等非线性负载相比,线性负载的特性更加稳定,不会产生谐波。

因此,在谐波控制上力求使用线性负载,降低谐波产生的可能性。

2.谐波滤波器谐波滤波器通常由谐波滤波器电抗器和谐波滤波器电容器组成。

谐波滤波器能在电力系统中消除谐波,其原理是将谐波信号通过电感器、电容器等高阻抗元件滤除掉,同时保留基波信号传输到目标设备,以达到谐波抑制的效果。

3.多网侧变压器传输多网侧变压器传输是通过连接两个及以上变电站,在电网多个侧面进行谐波抑制。

多网侧变压器传输中,正、负序谐波和零序谐波会在不同的变压器侧面互相抵消,从而降低电力系统中谐波的含量。

4.使用非线性抑制器非线性抑制器与电力系统中的非线性元件相似,但其特性更加稳定。

电力系统中的谐波分析与抑制方法研究

电力系统中的谐波分析与抑制方法研究

电力系统中的谐波分析与抑制方法研究摘要:随着电力系统中非线性负载的普及和不断增长,谐波问题已成为电力系统中一个重要的研究领域。

谐波不仅对电力传输和配电系统的稳定性和可靠性产生负面影响,还对系统中的设备和消费者造成了潜在的危害。

因此,对谐波问题进行深入研究,并采取有效的抑制方法是必要的。

本文将详细分析电力系统中的谐波问题,并介绍相应的谐波分析与抑制方法。

1. 引言电力系统中的谐波问题源自电力负载设备的非线性特性、瞬时扰动和其他外部干扰。

谐波可以导致电力系统中的电流和电压波形失真,对系统稳定性、功率质量和设备寿命产生不利影响。

因此,对谐波进行准确的分析和抑制,对电力系统的可靠性和稳定性至关重要。

2. 谐波分析方法谐波分析是在电力系统中检测和评估谐波的能力。

常用的谐波分析方法包括频谱分析、时域分析和矢量分析。

频谱分析是基于傅里叶变换理论,将信号从时域转换为频域,通过频谱图可以直观地观察到谐波的频率和幅值信息。

时域分析是通过观察波形数据的振幅和频率变化,确定谐波的存在和程度。

矢量分析是通过矢量图形和相量法进行谐波分析,可以更清晰地显示不同谐波成分之间的相位差。

3. 谐波抑制方法为了解决电力系统中的谐波问题,采取一定的抑制方法非常必要。

以下是几种常用的谐波抑制方法:(1) 被动滤波器被动滤波器是应用最广泛的谐波抑制方法之一。

它通过将谐波电流引入并与谐波电压相消,从而减小谐波的影响。

被动滤波器按照谐波频率进行选择,并根据谐波电流和电压的幅值和相位关系进行设计。

(2) 有源滤波器有源滤波器是一种主动干预的谐波抑制方法。

它通过检测谐波电流和电压,并使用控制算法来产生相应的逆谐波电流,从而抵消谐波电流。

有源滤波器具有较高的抑制效果和灵活性,但也存在成本较高和复杂性较大的问题。

(3) 直流回路抑制器直流回路抑制器是一种适用于直流输电系统的谐波抑制方法。

它通过在直流回路中加入谐波抑制器,将谐波电流从直流回路引导到地。

电力系统中的电压谐波分析与抑制

电力系统中的电压谐波分析与抑制

电力系统中的电压谐波分析与抑制导言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,为民众提供电能支持。

然而,电力系统中存在着各种电力质量问题,其中之一便是电压谐波。

电压谐波是电力系统中的一种非线性现象,会对电力设备造成损害,影响设备的正常使用。

因此,电压谐波的分析与抑制成为电力系统运行和设备保护中的重要问题。

一、电压谐波的概念与产生原因1.1 电压谐波的定义电压谐波是指电力系统中电压波形中包含有频率大于基波频率(通常为50Hz或60Hz)的高次谐波成分。

这些高次谐波会导致电压波形失真,给电力设备带来损害。

1.2 电压谐波的产生原因电压谐波的产生与电力系统中存在的非线性负载有关。

例如,电弧炉、变频器、整流装置等都会引起电力系统中的非线性特性,进而产生电压谐波。

此外,电力系统中的短路故障和接地故障也会导致电压谐波。

二、电压谐波的影响与评估方法2.1 电压谐波的影响电压谐波会对电力设备产生多方面的影响。

首先,电压谐波会增加电力设备的损耗,缩短设备的寿命。

其次,电压谐波还会导致电力设备的热量增加,进一步加剧设备的老化程度。

此外,电压谐波还会引起设备的振动和噪声,对设备的正常工作造成干扰。

2.2 电压谐波的评估方法为了评估电压谐波的严重程度,通常会采用一些指标来描述。

常用的指标有谐波电压含量、总谐波畸变率等。

谐波电压含量用来描述各次谐波电压的幅度大小,总谐波畸变率则用来描述电压波形失真的程度。

三、电压谐波的分析方法3.1 谐波分析仪的原理谐波分析仪是用于电压谐波分析的关键设备。

它能够通过采集电压波形的实时数据,并进行频谱分析,得出各次谐波的含量和相位角。

同时,谐波分析仪还能显示电压波形的畸变程度,方便分析人员进行准确的判断。

3.2 谐波分析的实施步骤电压谐波的分析过程一般包括数据采集、频谱分析和结果判断三个步骤。

首先,需要使用谐波分析仪对电压波形进行实时数据采集。

然后,通过对采集数据进行频谱分析,得出各次谐波的含量和相位角。

电力系统的谐波分析与抑制

电力系统的谐波分析与抑制

电力系统的谐波分析与抑制电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施,但是在电力系统的运行中,谐波问题一直是一个严重的挑战。

谐波的存在会导致电网负荷异常、设备损坏甚至系统崩溃,因此对于电力系统的谐波分析与抑制显得尤为重要。

一、谐波分析的意义谐波是指与基波频率成整数倍关系的频率成分,通常被表示为n倍频,其中n为整数。

谐波产生的原因多种多样,如电力电子设备、非线性负载以及谐波污染等。

因此,谐波分析是了解系统谐波特性与问题的重要手段。

谐波分析的首要任务是确定谐波电压和电流的幅值与相位。

这可以通过使用精确的测试设备和专业的谐波分析软件来实现。

在进行分析过程中,需要确保测试设备的准确性和可靠性,并遵循适当的测试方法与标准。

谐波分析的结果将为后续的谐波抑制提供必要的依据。

二、谐波抑制的方法谐波抑制是电力系统维护与稳定运行的重要手段。

以下几种方法是常用的谐波抑制技术。

1. 调整系统结构与连接这是一种主动的谐波抑制方法。

通过适当调整系统结构与连接方式,可以减小谐波的影响。

例如,采用三相四线制电力系统可以有效降低负载对谐波的响应。

2. 使用滤波器滤波器是一种常见的被动谐波抑制装置。

它可以降低谐波电压与电流的幅值,并限制其流入电力设备与负载。

滤波器通常是由电容器和电感器组成,根据谐波频率的不同选择合适的阻抗特性。

3. 优化设备设计非线性电力设备是谐波产生的重要原因之一。

通过优化设备的设计和结构,可以降低谐波的产生和传输。

例如,在变频器的设计中引入滤波器电路,可以有效减少谐波的生成。

4. 加强监测与维护电力系统的谐波抑制需要全面的监测与维护。

定期进行谐波分析,及时监测电网负荷与设备状态,能够发现问题并采取相应措施。

此外,对于电力设备的定期检修与维护也是谐波抑制的重要方面。

三、谐波分析与抑制的发展趋势随着电力系统的不断发展,谐波分析与抑制技术也在不断演进。

以下几个方向是未来谐波分析与抑制的发展趋势。

1. 高精度测量技术随着电力电子设备的发展,对于谐波测试的精度要求越来越高。

电力系统的谐波分析与抑制研究

电力系统的谐波分析与抑制研究谐波是电力系统中一个普遍存在的问题,由于谐波的存在会降低系统的效率,引起设备损坏甚至系统崩溃,因此对于电力系统的谐波分析与抑制研究具有重要的意义。

本文将深入探讨谐波的概念、产生原因以及相应的分析与抑制方法。

一、谐波的概念与产生原因谐波是指电力系统中频率是基波频率的整数倍的非基波信号。

在电力系统中,谐波的产生主要有两个原因:非线性负载和谐波源。

非线性负载是指在电力系统中存在的像电子设备、调速电机等具有非线性特性的负载。

由于这些负载的特性,当负载电流不是正弦波时,会产生谐波。

谐波源是指在系统中存在的一些直接产生谐波的设备,例如电弧炉、电弧炉变压器等。

这些设备会直接产生谐波,对系统造成干扰。

二、谐波分析方法为了准确分析电力系统中的谐波问题,我们需要采用适当的谐波分析方法。

常用的谐波分析方法主要有频谱分析法、时间域分析法和组成分析法。

频谱分析法是通过将信号分解为一系列不同频率的正弦波来分析谐波成分。

这种方法基于傅里叶级数展开的理论,对信号进行变换后得到谐波的幅值和相位信息。

时间域分析法主要是针对非周期性谐波进行谐波分析,适用于信号比较复杂的情况。

而组成分析法则是通过对谐波进行分离和归类,进一步研究谐波的频谱特性和波形特征。

三、谐波抑制方法谐波对电力系统的影响必须得到合理的抑制,以保证系统的正常运行。

目前常用的谐波抑制方法主要包括滤波器、变压器设计和降低负载对谐波的响应等。

滤波器是最常见的谐波抑制设备,可以根据不同的谐波成分选择不同类型的滤波器进行抑制。

常用的滤波器包括谐波干扰抑制器、谐波滤波器、有源滤波器等。

这些滤波器可以有效地消除谐波干扰,保证系统的稳定运行。

变压器设计也可以用来抑制谐波。

通过改变变压器的设计参数,例如导电屏蔽、磁纳阻和铜损耗等,可以降低谐波的影响。

此外,合理规划电力系统中的变压器容量分配和联结方式,也可以有效减少谐波问题。

降低负载对谐波的响应也是一种有效的抑制方法。

电力系统中的谐波和谐波抑制

电力系统中的谐波和谐波抑制一、前言电力系统中谐波的存在危害是多方面的,如影响线路的稳定运行和电网的质量,减少变压器的实际使用容量,缩短电力电容器的使用寿命,甚至谐波严重时,还会使电容器击穿或爆炸,谐波还会干扰通信系统,引起电力测量不准确等多方面的危害,逐渐引起了人们的高度重视。

二、谐波的产生电力系统谐波来自于3个方面:一是发电机质量不高产生的谐波;二是输配电系统产生的谐波;三是用电设备产生的谐波。

其中用电设备产生的谐波最多。

1、发电机的谐波发电机在实际运行时,气隙磁场非严格正弦波,含有一定谐波成分,因此发电机输出电压本身就含有一定谐波,但一般来说很少。

谐波电压的幅值和频率取决于发电机本身结构和工作状态。

2、输配电系统的谐波输配电系统中主要是电力变压器产生谐波,该谐波主要是磁路非线性引起的。

变压器的原边绕组通常加的是正弦电压,变压器的励磁电流产生磁通,由于磁路的非线性,要产生正弦波磁通,励磁电流应为尖顶波,若励磁电流为正弦波,磁通将为平顶波。

若励磁电流为尖顶波,则作为受电端的变压器的原边,电流中含有谐波;若磁通为平顶波,那么副边相电压将为非正弦波,输出电压就含有谐波成分。

3、用电设备的谐波在用电设备中,主要有下面一些设备产生谐波。

(1)晶闸管整流设备。

晶闸管整流装置采用移相控制,从电网吸收的是缺角的正弦波,从而经电网留下的也是另一部分缺角的正弦波,显然含有大量的谐波。

如果整流装置为单相整流电路,在接感性负载时则含有奇次谐波电流,其中3次谐波的含量可达基波的30%,接容性负载时则含有奇次谐波电压,其谐波含量随着电容值的增大而增大。

经统计表明:由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%,这是最大的谐波源。

(2)变频装置。

变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中,由于采用了相位控制,谐波成分很复杂,除含有整数次谐波外,还含有分数次谐波,这类装置的功率一般较大,随着变频器调速的发展,对电网造成的谐波也越来越大。

电力系统中电流谐波监测与治理

电力系统中电流谐波监测与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。

然而,电流谐波的存在却给电力系统带来了诸多挑战。

电流谐波不仅会影响电力设备的正常运行,降低电能质量,还可能引发一系列的安全隐患。

因此,对电力系统中电流谐波的监测与治理显得尤为重要。

一、电流谐波的产生要理解电流谐波的监测与治理,首先需要清楚电流谐波是如何产生的。

在电力系统中,电流谐波的产生主要源于非线性负载。

常见的非线性负载包括电力电子设备,如变频器、整流器、逆变器等;还有一些具有磁饱和特性的设备,如变压器等。

当这些非线性负载接入电力系统时,它们会导致电流的波形发生畸变,不再是标准的正弦波。

这种畸变的电流中就包含了各种频率的谐波成分。

这些谐波成分的频率通常是基波频率(即电力系统的工频,一般为 50Hz 或 60Hz)的整数倍。

二、电流谐波的危害电流谐波的存在给电力系统带来了多方面的危害。

对电力设备而言,谐波电流会增加设备的损耗,导致设备发热,降低其使用寿命。

例如,变压器在谐波电流的作用下,铁芯损耗和绕组损耗都会增加,可能会引发过热甚至烧毁的危险。

对于电能质量来说,谐波会导致电压波动、闪变等问题,影响电力用户的正常用电。

特别是对于一些对电能质量要求较高的设备,如精密仪器、计算机等,谐波可能会导致其工作异常,甚至损坏。

此外,谐波电流还会干扰通信系统,造成通信质量下降,甚至出现通信中断的情况。

三、电流谐波的监测为了有效地治理电流谐波,首先需要对其进行准确的监测。

目前,常用的电流谐波监测方法主要包括以下几种:1、谐波分析仪谐波分析仪是专门用于测量电流谐波的仪器。

它可以实时监测电力系统中的电流谐波含量,并提供详细的谐波频谱分析。

通过谐波分析仪,可以了解各次谐波的幅值、相位等信息,为后续的治理工作提供数据支持。

2、电能质量监测装置电能质量监测装置不仅可以监测电流谐波,还能同时监测电压谐波、电压波动、闪变等电能质量指标。

这种装置通常安装在电力系统的关键节点,能够对整个系统的电能质量进行全面的监测和评估。

电力系统中电流谐波监测与治理技术

电力系统中电流谐波监测与治理技术在当今的电力系统中,电流谐波问题日益凸显,对电力设备的正常运行、电能质量以及电力系统的稳定性都带来了诸多挑战。

因此,深入研究电流谐波的监测与治理技术显得尤为重要。

电流谐波是指电流中频率为基波整数倍的分量。

它的产生主要源于电力电子设备的广泛应用,如变频器、整流器、不间断电源等。

这些设备在工作时会使电流发生畸变,从而产生谐波。

电流谐波的存在会带来一系列不良影响。

首先,它会增加电力设备的损耗,缩短设备的使用寿命。

例如,谐波会使变压器产生额外的铜损和铁损,导致变压器发热增加,降低其效率和可靠性。

其次,谐波会干扰通信系统,影响通信质量。

再者,它还可能引起继电保护装置的误动作,危及电力系统的安全稳定运行。

为了有效地应对电流谐波问题,准确的监测是关键的第一步。

目前,常用的电流谐波监测方法主要包括基于傅里叶变换的方法、基于小波变换的方法以及基于瞬时无功功率理论的方法等。

傅里叶变换是一种经典的谐波分析方法,它能够将时域信号转换为频域信号,从而清晰地展现出各次谐波的含量。

然而,傅里叶变换存在着一定的局限性,比如在处理非平稳信号时效果不佳。

小波变换则具有良好的时频局部化特性,能够更有效地分析非平稳的谐波信号。

它可以在不同的尺度上对信号进行分解,从而准确地捕捉到谐波的瞬态变化。

瞬时无功功率理论则为实时监测电流谐波提供了一种有效的途径。

通过计算瞬时有功功率和瞬时无功功率,可以快速准确地获取谐波信息。

在电流谐波监测设备方面,有便携式谐波分析仪和在线式谐波监测系统。

便携式谐波分析仪适用于临时检测和故障排查,具有操作简便、灵活性高的特点。

在线式谐波监测系统则能够实现对电力系统的长期实时监测,及时发现谐波的异常变化。

在了解了电流谐波的监测方法后,接下来探讨一下治理技术。

常见的电流谐波治理技术主要包括无源滤波技术、有源滤波技术以及混合型滤波技术。

无源滤波技术是通过电感、电容等无源元件组成滤波器,对特定次谐波形成低阻抗通路,从而实现滤波的目的。

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电力系统中的谐波检测及谐波抑制
刖言
随着我国工业化进程的迅猛发展,电网装机容量不断加大。

电网中电力电子原件的使用也越来越多,致使大量的谐波电流注入电网,造成正弦波畸变,电能质量下降,不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响,对广大用户也产生了严重危害。

目前,
谐波于电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害,因而了解谐波产生的机理,演技和清除供配电系统中的高次谐波, 对于改善供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。

、电力系统谐波危害
①谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗,降低了
发电、输电及用电设备的效率。

②谐波会影响电气设备的正常工作, 使电机产生机械振动和
噪声等故障,变压器局部严重过热,电容器、电缆等设备过热, 绝缘部分老化、变质,设备寿命缩减,直至最终损坏。

③谐波会引起电网谐振,可能将谐波电流放大几倍甚至数十
倍,会对系统构成重大威胁,特别是对电容器和与之串联的电抗器,电网谐振常会使之烧毁。

④谐波会导致继电保护和自动装置误动作,造成不必要的供电中断和损失。

⑤谐波会使电气测量仪表不准确,产生计量误差,给供电部门或电力用户带来直接的经济损失。

⑥谐波会对设备附近的通信系统产生干扰,轻则产生噪音,境地通信质量;重则导致信息丢失,使通信系统无法正常工作。

⑦谐波会干扰计算机系统等电子设备的正常工作,造成数据丢失或
死机。

⑧谐波会影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能,造成噪音干扰和图像紊乱。

二、谐波检测
1. 模拟电路
消除谐波的方法很多,既有主动型,又有被动型;既有无源的,也有有源的,还有混合型的,目前较为现金的是采用有源电力滤波器。

但由于其检测环节多采用模拟电路,因而造价较高,且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏感,故使其基波复制误差很难控制在10%以内,严重影响了有源滤波器的控制
性能。

2. 傅立叶变换
利用傅立叶变换可在数字域进行谐波检测,电力系统的谐波分析,目前大都是通过该方法实现的,离散傅立叶变换所需要处理的是经过采样和A/D 转换得到的数字信号,设待测信号为x(t),
采样间隔为t 秒,采样频率=1/t 满足采样定理,即大于信号最高频率分量的2 倍,则采样信号为x(n t) ,并且采样信号总是
有限长度的,基n=0,1……N -1.这相当于对无限长的信号做了截 断,因而造成了傅立叶变换的泄露现象产生误差。

此外,对于离 散傅立叶变换来说, 如果不是整数周期采样, 那么即使信号只含 有单一频率, 离散傅立叶变换也不可能求出信号的准确参数, 而出现栅栏效应。

通过加窗可以减小泄露现象的影响。

3. 小波变换
小波变换已广泛应用与信号分析、 语音识别与合成、 自动控
制、图像处理与分析等领域。

电力谐波是由各种频率成分合成的、 进行处理受到局限的情况下, 可充分发挥小波变换的优势。

即对 谐波采样离散后, 利用小波变换对数字信号进行处理,
频信息,时窗变窄,可对信号的高频分量做细致的观测; 析低频信息, 这时时窗自动变宽, 可对信号的低频分量做概貌分
析。

所以小波变换具有自动“调焦”性。

三、电力系统谐波治理
基于改造谐波源本身的谐波抑制方法一般有以下几种。

1)增加整流变压器二次侧整流的相数
对于带有整流元件的设备,尽量增加整流的相数或脉动数, 可以较好地消除低次特征谐波, 该措施可减少谐波源产生的谐波 含量,一般在工程设计中予以考虑。

因为整流器是供电系统中的
随机的、 出现和消失都非常突然的信号,
在应用离散傅立叶变换
从而实现 对谐波的精确测定。

小波可以看作是一个双窗函数,
对一信号进 行小波变换相当于从这一时频窗内的信息提取信号。

对于检测高
对于分
主要谐波源之一,其在交流侧所产生的高次谐波为tk1 次谐波,即整流装置从6脉动谐波次数为n=6K1,如果增加到12脉动时,其谐波次数为
n=12K1 (其中K为正整数),这样就可以消除5、7 等次谐波,因此增加整流的相数或脉动数,可有效地抑制低次
谐波。

不过,这种方法虽然在理论上可以实现,但是在实际应用
中的投资过大,在技术上对消除谐波并不十分有效,该方法多用
于大容量的整流装置负载。

(2)整流变压器采用Y/或/Y接线
该方法可抑制3 的倍数次的高次谐波,以整流变压器采用/Y
接线形式为例说明其原理,当高次谐波电流从晶闸管反串到变压器副边绕组?仁保?其中3 的倍数次高次谐波电流无路可同,所以自然就被抑制而不存在。

但将导致铁心内出现3 的倍数次高次谐波磁通(三相相位一致),而该磁通将在变压器原边绕组内产生
3的倍数次高次谐波电动势,从而产生3 的倍数次的高次谐波电流。

因为它们相位一致,只能在型绕组内产生环流,将能量消耗在绕组的电阻中,故原边绕组端子上不会出现3 的倍数次的高次谐波电动势。

从以上分析可以看出,三相晶闸管整流装置的整流变压器采用这种接线形式时,谐波源产生的3n(n 是正整数)次的谐波激磁电流在接线绕组内形成环流,不致使谐波注入公共电网。

3)尽量选用高功率因数的整流器
采用整流器的多重化来减少谐波是一种传统方法,用该方法
构成的整流器还不足以称之为高功率因数整流器。

高功率因数整 其电流和电压同相位的组合装置, 这种整流器可以被称为单位功 率因数变流器。

该方法只能在设备设计过程中加以注意, 从而得 到实践中的谐波抑制效果。

4)整流电路的多重化
整流电路的多重化, 即将多个方波叠加, 以消除次数较低的 谐波,从而得到接近正弦波的阶梯波。

重数越多,波形越接近正 弦波,但其电路也越复杂,因此该方法一般只用于大容量场合。

当然,除了基于改造谐波源本身的谐波抑制方法, 还有基于 谐波补偿装置的功能的抑制方法, 它包括加装无源滤波器, 加装 有源滤波器、装设静止无功补偿装置等等。

随着现代信息技术, 计算机技术和电子技术的发展, 电能质 量问题已经越来越引起用户和供电部门的重视。

应用先进的电能 质量测试仪器不仅能大大提高电能质量监测网络, 及时分析和反 映电网的电能质量水平, 找出电网中造成电能质量谐波及故障的 原因,采取相应的措施,为保证电网的安全、稳定、经济运行提 供重要的保障。

佶孚y 曰
流器是 种通过对整流器本身进行改造,使其尽量不产生谐波,。

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