电力系统谐波产生的原因(电力系统谐波检测和治理)

目前，电力系统中的谐波危害已经引起了各部门的重视。为了整个供电系统的供电质量，有必要对对谐波进行有效的检测和控制。关键词：电力谐波检测与控制前言随着我国工业化进程的快速发展，电网装机容量不断增加，电网中电力电子元件的使用量不断增加，导致大量谐波电流注入电网，造成正弦波失真和电能质量下降，这不仅对对，电力系统的一些重要设备产生重大影响而且对对广大用户造成了严重危害。目前，谐波、电磁干扰和功率因数降低被列为电力系统的三大公害。 因此，了解谐波产生的机理，研究和消除供配电系统中的高次谐波，改变对供电质量，保证电力系统安全经济运行具有重要意义。1.电力系统中谐波的危害谐波会给公共电网中的电力设备造成了额外的损耗，降低了发电、输电和电气设备的效率。流经中性线的大量三次谐波会使线路过热，甚至可能导致火灾。谐波会影响电气设备的正常运行，造成电机的机械振动和噪音，变压器过热，电容器、电缆等设备过热，绝缘部件老化和劣化，设备寿命缩短，最终损坏。谐波会引起电网谐振，可将谐波电流放大几倍甚至几十倍，对对系统构成极大威胁，尤其是对电容器及其串联电抗器，往往会被电网谐振破坏。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。谐波会使电气测量仪器的测量不准确，导致测量误差，给供电部门或电力用户带来直接经济损失。谐波会，对，设备附近的通信系统产生干扰，甚至产生噪声，降低了通信质量；换句话说，信息丢失，通信系统不能正常工作。网在线，论文，www.lunwenwang.com谐波会干扰了计算机系统等电子设备的正常运行，导致数据丢失或崩溃。谐波会影响无线电传输系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能，造成噪声干扰和图像混乱。二、谐波检测方法1。有许多方法可以消除模拟电路中的谐波，包括有源和无源两种；有被动型、有源型和混合型。目前，有源电力滤波器是最先进的。然而，由于检测中大多采用模拟电路，成本较高，而且模拟带通滤波器的对频率和温度非常敏感，很难将基波幅度误差控制在10%以内，严重影响了有源滤波器的控制性能。近年来，人工神经网络的研究取得了很大进展。由于神经元具有自适应和自学习能力，结构简单，输入输出关系明确，可以用神经元代替自适应滤波器，然后用一个与基波频率相同、相位相差90度的正弦矢量作为神经元的输入。基波电流由神经元获得，然后检测出需要补偿的电流，从而完成谐波电流的检测。然而，人工神经网络的硬件仍然是一个薄弱环节，限制了它的应用范围。2.傅立叶变换可以利用傅立叶变换在数字域检测谐波。目前，电力系统的谐波分析大多是用这种方法实现的。离散傅立叶变换需要处理通过采样和模数转换获得的数字信号。假设待测信号的为x(t)为t秒，采样频率=1/t满足采样定理，也就是说，如果它大于信号最高频率分量的两倍，则sa的为x(NT)

这相当于对，无限长信号的截断，导致傅立叶变换的泄漏和误差。此外，对于离散傅立叶变换，如果对不是整数周期采样，即使信号只包含单一频率，离散傅立叶变换也不能得到信号的精确参数，因此会出现栅栏效应。增加窗户可以减少渗漏的影响。3.小波变换和小波变换已经广泛应用于信号分析、语音识别和合成、自动控制、图像处理和分析等领域。电力谐波是由各种频率分量组成的随机信号，它在意料之外的情况下出现和消失。当离散傅立叶变换的应用受到限制时，可以充分发挥小波变换的优势。即对谐波采样分散后，对数字信号经过小波变换处理，实现对谐波的精确测量。小波可以看作是一个双窗口函数，对-signal的小波变换相当于在这个时频窗口中从信息中提取信号。利用对检测高频信息，缩小时间窗口，可以仔细观察对信号的高频成分；对分析低频信息，当时间窗自动加宽时，可以分析对信号的低频分量。因此，小波变换具有自动“聚焦”。其次，小波变换是通过频带而不是频点来处理频域信息的，因此信号频率的微运动不会对对处理产生很大影响，也不需要对信号的整周期采样。另外，从小波变换的时间局部性可以看出，当信号局部波动时，它不会像傅立叶变换那样将影响扩散到整个频谱，而只是在短时间内改变频谱分布。因此，小波变换可以跟踪时变和瞬态信号。

第三，电力系统谐波控制仅限于空间。本文仅介绍基于改进型谐波源本身的谐波抑制方法。基于改进型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到带整流元件设备的相数，尽可能增加整流的相数或脉冲数，可以消除低次特征谐波。这种措施可以减少谐波源产生的谐波含量，这是工程设计中普遍考虑的问题。由于整流器是供电系统中的主要谐波源之一，因此整流器在交流侧产生的高次谐波为tK1谐波，即整流器装置从6个脉冲开始的谐波数为n=6K1，如果增加到12个脉冲，其谐波数为n=12K1(其中K为正整数)，因此可以消除5次和7次谐波。因此，增加整流相位或脉冲的数量可以有效地抑制低次谐波。然而，虽然这种方法在理论上是可以实现的，但在实际应用中投资太大，而且对在消除技术谐波方面不是很有效。这种方法主要用于大容量整流负载。(2)整流变压器采用Y/或/Y连接。这种方法可以抑制3倍的高次谐波。以采用/Y接线的整流变压器为例说明其原理。当高次谐波电流从晶闸管反向到变压器次级绕组时，3倍的高次谐波电流无法通过，因此自然被抑制，不存在。然而，它将导致铁芯中的三倍高次谐波磁通量(三相一致)，并且该磁通量将在变压器的初级绕组中产生三倍高次谐波电动势，从而产生三倍高次谐波电流。由于它们同相，只能在绕组中产生环流，消耗绕组电阻中的能量，所以初级绕组端子上不会有3倍的高次谐波电动势。从以上分析可以看出，当三相晶闸管整流器的整流变压器采用这种接线形式时，谐波源产生的3n(n为正整数)次谐波的励磁电流在接线绕组中形成环流，不会造成谐波注入公共电网。这种连接形式的优点是可以自然消除3的整数倍谐波，这是抑制高次谐波最基本的方法，这种方法也适用于大容量整流负载。(3)传统方法是尽可能选择高功率因数的整流器，采用多个整流器来降低谐波。用这种方法构成的整流器不足以称为高功率因数整流器。高功率因数整流器是由对整流器自身改造而成的一种组合装置，它尽可能不产生谐波，其电流和电压同相。这个整流器可以叫做UPFC。这种方法只有在设备设计过程中才能得到重视，从而在实践中得到谐波抑制效果。www.lunwenwang.com的乘法、论文，网在线(4)和整流电路，的整流电路乘法即叠加多个方波以消除较低频率的谐波，从而获得接近正弦波的阶梯波。多重性越大，波形越接近正弦波，但电路越复杂，因此这种方法通常只用于大容量场合。此外，该方法不仅可以降低交流输入电流的谐波，还可以降低DC输出电压的谐波幅度，提高纹波频率。如果将上述方法与脉宽调制技术结合使用，将会产生良好的谐波抑制效果。该方法用于整流电路电桥，以降低输入电流的谐波。当然，除了基于谐波源自身变换的谐波抑制方法外，还有基于谐波补偿装置功能的谐波抑制方法，包括安装无源滤波器、安装有源滤波器、安装静止无功补偿装置(SVC)等。这里不再详细讨论。随着现代信息技术、计算机技术和电子技术的发展，电能质量问题越来越受到人们的关注

应用先进的电能质量检测仪器，不仅可以大大提高电能质量的监测和控制水平，还可以建立先进可靠的电能质量监测网络，及时分析和反映电网电能质量水平，找出电网电能质量谐波和故障的原因，并采取相应措施，为确保电网安全、稳定、经济运行提供重要保障。