谐波监测装置
电力系统谐波监测与抑制技术研究
电力系统谐波监测与抑制技术研究随着电力系统的快速发展和电子设备的广泛应用，电力质量问题日益突出。
其中，谐波是造成电力系统质量下降的一个重要因素。
谐波会导致电网设备的破坏、电力损耗的增加以及对用户设备的干扰等问题。
因此，电力系统谐波监测与抑制技术的研究和应用对提高电力系统的可靠性和质量至关重要。
一、谐波监测技术谐波监测是对电力系统中谐波分量进行实时监测和分析的过程。
通过谐波监测，可以了解电力系统中谐波的水平、频率和相位等信息，为进一步的谐波抑制提供依据。
1. 传统谐波监测技术传统的谐波监测技术通常采用数字示波器或功率分析仪等设备。
这些设备可以通过采集电流和电压波形，计算谐波的幅值和相位差等参数，并通过显示和记录的方式反映出谐波的情况。
然而，传统的谐波监测技术受到监测点有限、成本高昂以及数据处理复杂等限制。
2. 基于智能传感器的谐波监测技术近年来，随着传感器技术的发展，基于智能传感器的谐波监测技术得到了广泛应用。
这些智能传感器可以直接安装在电网设备上，实时采集电流和电压的波形数据，并通过无线通信传输给监测系统。
利用智能传感器，可以实现对电力系统多个监测点的谐波监测，提高监测的覆盖面和准确性。
二、谐波抑制技术谐波抑制技术是为了减少电力系统中谐波分量的水平，保持电力质量的稳定性和可靠性。
根据谐波抑制技术的原理和应用范围不同，可以分为有源谐波抑制和无源谐波抑制技术。
1. 有源谐波抑制技术有源谐波抑制技术是通过在电力系统中添加特定的电子器件，实时监测和控制电流和电压的波形，从而在电力系统中产生与谐波相反的波形，以抑制谐波。
有源谐波抑制技术具有响应速度快、抑制效果好等特点，但其设备成本高、容量有限等问题也需要解决。
2. 无源谐波抑制技术无源谐波抑制技术是通过改进电力系统的电网结构和设备设计，减少谐波的产生和传输，从而达到谐波抑制的目的。
无源谐波抑制技术可以通过限制谐波源的接入、加装滤波器和隔离变压器等设备来实现。
基于PC104的电力谐波检测装置研制
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ＫＥ Ｗ ＯＲＤＳ Ｐ ０ ； ｏ ｅ ｈ ｒ ｎ ｃ ｓｉｇ Ｆ ｌ ｐ ｗｅ ｇ ｄ Ｙ ： Ｃ１ ４ ｐ ｗ ｒ ａ ｍｏ ｉ ｓ ｅ ｔ ； Ｆ ＇ ｏ ｒ ｔ ｎ ；
摘要 ： 针对 电力部 门对 电网运行质量进行监测 的要求 ， 论述 了利用基 于Ｐ １ 的嵌入 式进行 便携式 电力谐 波检测 仪的 Ｃ０ ４ 研制 。 介绍了基于Ｐ １ 的嵌 入式电力谐 波检测装置系统的 Ｃ０ ４ 设计方法 ， 重点 阐述 了谐 波检 测系统 的软 、 硬件构成 和应用 程序设计流程。 量系统集高速数据采集与处理 、 测 实时谐波
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。
滤波器在电力系统谐波监测中的应用
滤波器在电力系统谐波监测中的应用在现代电力系统中，由于各种电气设备的普及和大规模的电力供应，谐波成为了一个不可忽视的问题。
谐波会引起电流和电压的畸变，损坏设备，降低电网的稳定性，甚至对人们的生活造成影响。
为了解决这个问题，滤波器被广泛应用于电力系统的谐波监测中。
一、滤波器的基本原理和分类滤波器是一种电子设备，它可以通过选择性地通过或阻断特定频率的电信号来实现滤波效果。
根据滤波器的作用方式和特性，可以将其分为主动滤波器和被动滤波器两种类型。
1. 主动滤波器主动滤波器利用电子元件，如放大器和运算放大器，来增加或衰减输入信号的幅度和相位，以实现滤波效果。
它可以根据需要调节放大倍数和频率响应，并具有较高的精度和可调性。
2. 被动滤波器被动滤波器是在电容器、电感器和电阻器等被动元件的基础上构建的。
它没有放大作用，主要通过电容和电感的组合来实现对特定频率的信号通过或阻断。
被动滤波器具有简单、稳定的特点，由于没有电子元件，适用于一些特殊场合。
二、1. 谐波抑制滤波器可以有效地抑制电力系统中的谐波信号，保证电网中的电流和电压波形处于正常的工作状态。
谐波滤波器可以根据谐波的频率和幅度特性进行设计，并通过选取合适的被动或主动滤波器来实现滤波目标。
滤波器通常被放置在电源侧或负载侧，将谐波信号限制在一个可接受的范围内。
2. 谐波监测滤波器在电力系统谐波监测中扮演着重要的角色。
谐波监测是对电力系统中存在的谐波进行实时、准确的检测和分析，并通过合理的措施进行处理，以防止谐波的不利影响。
滤波器通过监测电流和电压波形，分析谐波的频率成分和幅度特性，识别谐波源并定位故障，为电力系统的稳定运行提供重要的支持。
3. 谐波控制滤波器在电力系统的谐波控制中具有重要的作用。
谐波控制是指通过适当的措施，限制和减小谐波对电力系统的影响，提高电网的质量和稳定性。
滤波器可以根据谐波的频率和特性，选择合适的滤波器进行安装和调试，实现谐波控制的目标。
谐波平衡原理
谐波平衡原理引言：谐波平衡原理是指在电力系统中，通过合理的电路设计和电源管理，使谐波电流和谐波电压达到最小，从而保证电力系统的稳定运行和设备的正常工作。
本文将介绍谐波平衡原理的基本概念、作用以及实现方法。
一、谐波平衡的基本概念谐波是指频率是电源基波频率的整数倍的电信号，例如2、3、4次谐波等。
在电力系统中，谐波是由非线性负载引起的，如电弧炉、电子设备等。
谐波电流和电压会造成电力系统中的电源和负载之间的不平衡，导致电力系统的不稳定性和设备的工作异常。
谐波平衡原理的目标是通过降低谐波电流和电压的含量，使电力系统的电源和负载之间达到平衡，从而减少谐波对电力系统的不良影响。
谐波平衡的实现有助于提高电力系统的能效，延长设备的使用寿命，减少能源浪费。
二、谐波平衡的作用1. 提高电力系统的稳定性：谐波电流和电压的不平衡会导致电力系统的谐波电压增大，从而引起电力系统的不稳定性。
通过谐波平衡原理，可以减少谐波电流和电压的含量，降低谐波电压的波动，提高电力系统的稳定性。
2. 保护设备的正常工作：谐波电流和电压会对设备产生负面影响，如加剧设备的损耗、降低设备的工作效率、引起设备的故障等。
谐波平衡可以降低谐波电流和电压的含量，减少对设备的负面影响，保护设备的正常工作。
3. 减少能源浪费：谐波电流会导致电力系统中的功率因数下降，进而造成能源的浪费。
通过谐波平衡原理，可以降低谐波电流的含量，提高功率因数，减少能源的浪费。
三、谐波平衡的实现方法1. 电路设计优化：通过合理的电路设计，选择适当的电源和负载组合，可以减少谐波电流和电压的产生。
例如，采用滤波器、变压器等装置，可以滤除谐波电流和电压。
2. 电源管理控制：通过控制电源负载的开启和关闭时间，可以减少谐波电流和电压的产生。
例如，采用定时开关、谐波控制器等设备，可以控制电源负载的工作时间和电流波形，实现谐波平衡。
3. 谐波检测与监控：通过谐波监测装置，对电力系统中的谐波电流和电压进行实时监测和分析，可以及时发现谐波问题，并采取相应的措施进行调整和优化。
电力系统中的谐波监测与分析研究
电力系统中的谐波监测与分析研究随着电力系统的快速发展和电子设备的普及，电力系统中的谐波成为一个关注的焦点。
谐波信号的存在可能会导致电力系统出现很多问题，如设备损坏、功率质量恶化等。
因此，对电力系统中的谐波进行监测和分析，对确保电力系统的稳定运行和提高电力质量具有重要意义。
电力系统中的谐波是指频率为原信号频率整数倍的信号，产生谐波的主要原因包括非线性负载、变电站设备以及不完善的系统设计等。
谐波信号的存在会导致电流和电压的畸变，从而引起电力设备的过载、损坏和降低电力质量。
因此，及时监测和分析电力系统中的谐波信号，可以帮助电力公司识别问题，并采取措施来减少谐波对系统的影响。
要实现电力系统中谐波的监测和分析，需要安装谐波监测装置。
这些装置通常由采样单元和数据处理单元组成。
采样单元用于采集电力系统中的电流和电压信号，并将其送到数据处理单元进行处理。
数据处理单元对采样数据进行滤波、提取频谱等处理，以获取谐波信号的频率、幅值等关键参数。
通过对谐波信号的监测和分析，可以了解电力系统中谐波的产生机理和影响程度，并采取相应的措施进行调整和优化。
在谐波信号的分析中，频域分析是一种常用的方法。
频域分析可以将时域信号转换为频域信号，从而得到信号的频率谱。
通过对频率谱的分析，可以得出电力系统中谐波信号的频率和幅值分布情况。
另外，谐波监测装置通常还可以进行时间域分析，用于观察谐波信号的波形变化。
通过对时域波形和频域谱线的分析，可以深入了解电力系统中的谐波特性，并对其进行进一步的研究。
除了谐波的监测和分析，还需要进行谐波的研究工作。
谐波的研究可以深入探索谐波的产生机理、传输特性以及对电力系统的影响。
通过对谐波的深入研究，可以制定出相应的谐波限值标准和措施，来保障电力系统的稳定运行和电力质量的提高。
此外，谐波的研究还可以为电力系统的设计和运行提供参考和指导，以避免或减少谐波问题的出现。
综上所述，电力系统中的谐波监测与分析研究对于确保电力系统的稳定运行和提高电力质量具有重要意义。
基于DSP的电能谐波含量实时监测装置
为原 边 取样 功率 电阻 ， Ｒ 为 精密 测 量 电阻 。通 过原
边 的 把 电压转 换 成小 电 流信 号 （ 额定 １ ０ ｍ Ａ ） ， 通
过 把 副边输 电 流转化 为 电压信 号 。Ｍ 为测量 端 ，
收 稿 日期 ： ２ ０ ｌ ３ 一 Ｏ ８ — １ ５ 基 金项 目： 上 海 市 科 学 技 术 委 员 会 资 助 项 目（ １ ２ ｄ ｚ １ ２ ０ ０ ７ ０ ０）
的最 高频 率 。 否 则 可 能 出现 频谱 混 叠 。 因为 信号 都
是 收敛 的 。 我们 一 般 只关 心 一定 频 率 范 围 内的信 号 成 份 。在 对 模拟 信 号 进行 离 散 化采 集 前 ， 采 用低 通
滤 波器 滤 除高 于 １ ／ ２采样 频 率 的频 率成 份 。本 文 的
４ ２
电
源
学
报
总第 ５ Ｏ期
图 ２ 低 通 抗 混 叠滤 波 器
模 拟 滤波 部 分 采 用两 极 Ｒ Ｃ低 通抗 混叠 滤 波 器 ， 如 图２ ， 其中 Ｃ １ ＝ Ｃ ２ ＝ ０ ． １ ｐ ， Ｆ， Ｒ１ ＝ Ｒ ２ ＝ ４ ７ ０ Ｑ。
引言
电能质 量 监 测是 评 估 电 能质 量 水 平 、 发 现 电 能 质量 问题 的主要 手段 。对 电能质 量做 出精 确 的监测 和分 析 ． 才有 可 能 对影 响 电 能质 量 的 因 素做 出正确 地分 析 和判 断 。 为 电能质 量 的改善 提供 依据 。 为 了满 足 电 能质 量 监 测 的高 速 性 和 连 续 性 ， 本 文选 用 高 速 数 字信 号 处 理 器 Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ １ ２和 复 杂
谐波的危害与对策
谐波的危害与对策谐波是指频率为基波频率整数倍的电磁波。
谐波通常是电子设备和电力系统中的一种电磁干扰源，会对设备的正常运行产生危害。
本文将分析谐波的危害，并提出相关的对策。
1.电力系统中的危害：谐波会对电力系统的稳定性和可靠性产生负面影响。
谐波会导致电磁振荡，引起额外的电流和电压谐振，进而使设备损坏或系统瘫痪。
此外，谐波还会导致电力系统中的电能损耗增加，引起线路过热和设备寿命缩短。
2.设备损坏和故障：谐波会对设备造成过电压和过电流，使设备损坏或故障。
例如，谐波电流会引起电动机的过热，降低绝缘性能，导致设备寿命缩短。
谐波还会导致变压器的热损耗增加，引起变压器过热甚至发生爆炸。
此外，谐波还会导致电子设备的干扰，干扰正常的工作。
3.对人体健康的影响：谐波对人体健康产生的危害包括电磁辐射对人体的直接伤害和电磁辐射引起的各种健康问题。
长期处于高谐波环境中，人体可能会产生头痛、眩晕、失眠等症状。
同时，谐波还可能破坏人体的生物电位平衡，产生诸如心律失常等疾病。
为了应对谐波的危害，以下是一些可能的对策：1.传统滤波器技术：在电力系统中，可以采用传统的主动或被动滤波器来抑制谐波。
主动滤波器可以通过电子器件来消除不需要的谐波，并提供对称负载，减少谐波产生。
被动滤波器则是利用电抗器等设备来阻塞谐波流过的路径，减少谐波对电力系统的影响。
2.多层次的电力系统设计：在电力系统设计中，可以采用多层次的配置来抑制谐波。
通过在系统中增加合适的变压器、电抗器和滤波器等设备，可以减少谐波的传播和影响。
3.谐波监测与控制：通过谐波监测装置对电力系统中的谐波进行实时监测，并及时采取相应的控制措施。
例如，可以在容易受到谐波干扰的设备附近安装滤波器，通过选择合适的滤波参数和工作模式，减少谐波对设备的影响。
4.加强人体防护措施：对于电磁辐射对人体健康的直接威胁，应采取一系列的防护措施。
例如，在工作场所中，可以采用屏蔽层、防辐射窗等装置来减少辐射的传播和接触。
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YR-HM谐波监测装置
一、概述
随着我国国民经济的发展，电力电子技术正在迅速发展，换流装置在各领域广泛应用，由于非线性负荷日益增加。
加：水和食盐电解的硅整流装置；电气化铁路中的电力机车；拖动用硅整流电源；电弧炉；直流输电换流站；各种广泛应用的变频调速装置；交流调压装置等等，这些非线性负荷造成电力系统电压、电流波形畸变，给电力系统安全经济支行造成严重危害。
如：引起保护及安全自动装置误动；引起旋转电机附加损耗、发热和机械振动；导致电容器过热；给电能计量及常及仪表带来误差；对通讯线路产生干扰等危害。
我国为加强对谐波的监测，管理及治理，于1994年正式颁布了GB/T14549-93国家标准《电能质量--公用电网谐波》。
针对目前国内谐波分析装置的使用情况，以及装置在运行过程中出现的问题，我公司研制开发出YR-HM谐波监测装置。
YR-HM谐波监测装置可实时监测显示电网1-19次谐波电压和谐波电流含有率以及有效值，自动打印谐波电压、谐波电流24小时日变化曲线和统计结果，自动打印谐波电压超标时的测量结果等，为用户提供丰富、完整的实测记录资料，可广泛应用于化工、冶金、矿山、电气化铁路以及拥有大量非线性负荷的企业。
本装置结构精巧，操作简单，维护方便，经在多家变电站使用证明，完全能够满足电网运行要求。
二、主要技术特点
●采用当前先进的工业级Intel MCS-80C196作为中央处理器，运算速度快、工作状态稳定、抗干
扰性能强；
●装置采用频率自动锁定技术，使得系统频率发生变化后，装置仍能得出正确分析结果；
●调整简单、使用方便、维护量小，非常适合于现场装盘使用；
●装置启动后，可自动循环显示各相谐波电压含有率和谐波电流有效值，周而复始，可靠准确，可
长期在线运行；
●通过按键命令操作，可立即打印当时所需的测量结果。
●可自动打印谐波电压越限时的测量结果，监测各次谐波电流值；
●可自动打印总谐波电流与总谐波电压24小时日变化曲线及统计结果。
为使用者提供了丰富、完
整的实测记录资料；
●配有谐波电压越限报警功能，也可配置谐波电压越限跳闸功能。
三、技术规范
●信号的测量范围：电压：5~100V；PT回路功耗0.5V A/相。
●电流：0.25 A ~5 A；CT回路功耗0.5V A/相。
●测量误差：基波分量误差不超过1%，谐波分量误差不超过5%。
●工作电源：工频AC220V 15%或DC220 10%（优先选用）。
●功耗：小于20W。
●环境温度：-15 ~50℃。
●环境湿度：小于90%
●绝缘强度：符合DL478-92 《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》。
●出口继电器接点容量：AC250V 5 A。
四、面板说明
装置前面板如下图所示：
1：显示方式指示（分别为Un-In,Un,In）
2：显示内容指示（Ua,Ub,Uc,Ib,Ic循环显示）
3：谐波次数显示（1-19次任选）
4：谐波含有率显示（与②对应，显示监测量）
5：“启动”键（监测与记录启动运行）
6：“校时”键（校时记忆时间）
7：“打印”键（立即输出当前记录结果）
8：“显示方式”设置键（改变显示方式）
9：“Un越限值”键（设定电压越限报警参数）
10：连续“越限次数”设置
11：“+”键（增值键）
12：“复位”键（装置重新开始工作）
13：“通讯”键（此键根据用户要求特殊定制）
14：“打印次数”键（设置打印输出谐波次数）
15：“显示次数”键（设置显示输出谐波次数）
16：“In越限值”键（电流越限值显示）
17：“报警消除”键（报警音响解除）
18：“-”键（减值键）19：打印机
五、安装图解
六、操作说明
1.现场信号输入:信号取自线路的三相电流互感器二次测量回路和线路所在母线的三相电压互感器二次测量回路;
2.输入量的接线方式
2.1电压输入回路按下图接线:
2.2若测量电压的同时监测电流,应将系统CT二次电流串接引入本装置电流侧输入端子,切勿开路。
3.装置工作状态设置
3.1 打开电源(按动电源开关20)，装置首先自动部分顺序扫描一遍，然后自动打印出“PRINTER OK”，表示装置正常。
接着复位灯亮，表明装置处于复位等状态，此时LED数码管显示记忆的时间，使用者可开始进行测量前的各项设置；
3.2 校时：按下“校时”键，秒显示位开始闪动，配合“+”“-”二键，进行“秒”校时，再次按下“校时”键，可校“分”，照此方式依次校“时”、“日”、“月”，最后再按“校时”键确认并退出校时；
3.3显示方式设置
按下“显示方式”设定键，三个显示方式指示门的指示位将右移一位，指示一种显示方式，可连续按下此键，用以选择合适的显示方式：
①Un-In方式：LED数码管将循环显示三相电压与三相电流的测量结果；
②Un方式：LED数码管循环显示三相电压的测量结果；
③In方式：LED数码管循环显示三相电流的测量结果。
3.4显示谐波数字设置
按下“显示次数”设置键，可以在LED数码管上显示所设置的谐波次数。
按下此键，显示次数指示灯亮，表示进入显示次数设置状态，LED数码管第一、二位显示当前设定的显示次数，此时按动“+”“-”二键可在1~19次中选择。
如再次按下“显示次数”键，“显示次数”指示灯灭，表示当前设置已被确认，LED重新显示时间；
3.5输入电压谐波含量越限值设置
“Un越限值”可以根据用户要求设定总谐波电压越限值。
按下此键，“Un越限值”指示灯亮进入设置状态，LED显示当前电压越限值，请根据系统状效忠，按照谐波电压国家标准，配合“+”“-”二键进行设置，如再次按下“Un越限值”键，指示灯灭，设置被确认；
3.6电流谐波含量越限值显示
按下“In越限值”键，配合“+”“-”二键，可在 LED数码管上观察到各次谐波电流的越限值，再按此键，退出显示。
此键为检索键，与现场监测谐波电流无直接关系；
3.7连续“越限次数”的设定
此键用于设置装置连续测量到多少谐波越限才被认定为真实越限，连续越限后，装置了出报警信号，自动打印输出越限值。
这样可避免偶尔的干扰以及暂态谐波造成的装置报警误动作；
按下“越限次数”键，指示灯亮，表示进入设置状态， LED显示当前设定值，配合“+”“-”二键，可在1~99之间选择。
强再次按一此键，确认设置，指示灯灭。
4.启动监测与记录
4.1装置上电复位，并按“6.3装置工作状态设置”理委了所要求的设置后，只需轻轻按下“启动”键，启动指示灯亮，装置便自动地按照设置的程序进入监测记录工作状态。
装置会动刷新 LED数码管上显示输出的各相测量结果，并且每24小时自动打印输出一天的总谐波电压、电流的日变化曲线和统计结果；
4.2在实时监测工作条件下仍可根据需要立即打印出当前的测量结果，首先按下“打印次数”键，再配合“+”“-”二键选择需要打印的谐波次数，再按“打印次数”键确认设置，选择好次数后，按下“打印”键，LED显示“P”,表示正在打印，同时打印机输出以进行研究应新的工作要求。
但“校时”、““Un越限值”、““In越限值”键不再响应，因为这些设置的改变将直接影响装置的统计分析的正确性。
如需改变，可按下“复位”键，使装置入复位状态，改变设置后，重新按下“启动”键，再次进入实时监测状态；
4.3在实时监测状态下，在进行“显示方式”、“显示次数”、“越限次数”、“打印次数”等设置时，如果LED上出现“[”状态表示装置的统计分析工作不接受新的设置内容，当前设置过程无效，待“[”消失后，重新开始设置即可。