【正文】 載以不規(guī)則的組合方式，隨機(jī)的在電網(wǎng)中運(yùn)行，造成了電力系統(tǒng)中的電壓，電流波形嚴(yán)重畸變和三項(xiàng)系統(tǒng)的嚴(yán)重不平衡。電源發(fā)出的工頻正弦電壓，也會(huì)在遠(yuǎn)距離輸送分配過(guò)程中產(chǎn)生畸變。因此， 衡量電能質(zhì)量不能僅僅用供電頻率和電壓有效值的穩(wěn)定程度 [14]。 電 力系統(tǒng)的電壓，電流發(fā)生波形畸變后，會(huì)對(duì)發(fā)電，輸電，供電系統(tǒng)，用電負(fù)載和周圍的電磁環(huán)境產(chǎn)生危害，現(xiàn)在這種污染發(fā)已經(jīng)和自然環(huán)境污染一樣， 成為一種危害社會(huì)的存在 。 我們稱 為‘諧波污染’。 對(duì)于難以快速，準(zhǔn)確地進(jìn)行動(dòng)態(tài)諧波檢測(cè)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析存在的分析方法諧波電流問(wèn)題，并利用 FFT 諧波分析和穩(wěn)態(tài)諧波 WT波動(dòng)，諧波檢測(cè)自己的優(yōu)勢(shì)和雙方的快速變化高度互補(bǔ)的特性，提出了一種傅里葉分析和小波變換 ,與各種諧波分析方法集成。待檢測(cè)活性的諧波濾波器和傅立葉合成檢測(cè)算法信號(hào)的第一離散小波變換，將原始信號(hào)進(jìn)入 部的高頻和低頻部分。電力系統(tǒng)的諧波源類型，分布廣，如果諧波處理之前，對(duì)于高次諧波成分和起始的分配和結(jié)束其發(fā)生的時(shí)間能清楚地掌握，可以分化為諧波治理，將減少治理的難度。諧波檢測(cè)的基礎(chǔ)是解決諧波的問(wèn)題，并且精度和速度動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的諧波檢測(cè)電平取決于用于有源濾波器本文諧波檢測(cè)方法的用 FFT 諧波檢測(cè)方法的系統(tǒng)的仿真，模擬試驗(yàn)小波的優(yōu)點(diǎn)分析用時(shí)域和頻域雙倍的分辨率，可以更好地解決傅立葉分析不能解決問(wèn)題，諧波分析，使用有源濾波算法不僅獲得各次諧波的右側(cè)，但也不能解決與傅立葉分析提取時(shí)間相關(guān)的信號(hào)瞬態(tài)分量定位暫態(tài)分量，電 壓，電流中斷，預(yù)測(cè)，洼地和瞬態(tài)成分檢測(cè)有很好的效果 [811]。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 諧波的來(lái)源 一是發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生 諧波 發(fā)電機(jī)由于在生產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn)絕對(duì)對(duì)稱的三相繞組，其核心是很難做到 絕對(duì)均勻和一些其他的原因，多少功率會(huì)產(chǎn)生一定的諧波，但一般很少 。 二是輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波 傳輸和分配系統(tǒng)產(chǎn)生電力變壓器，變壓器鐵心的非線性由于飽和磁化曲線的諧波，考慮到經(jīng)濟(jì)耦合變壓器的設(shè)計(jì)，它的選擇對(duì)飽和磁化曲線段附近的磁通密度，從而使磁化電流波形因此尖頂是含有奇次諧波。它的大小和磁路的結(jié)構(gòu)形式，飽和的相關(guān)度的核心。該變壓器點(diǎn)的核心更遠(yuǎn)離線性，諧波電流越大，飽和度更高的地方的額定電流的高達(dá) ％的 3 次諧波電流 。 三是用電設(shè)備產(chǎn)生的 諧波 晶閘管整流設(shè) 備。因?yàn)樵谠S多方面 SCR 電力機(jī)車，鋁電池，充電設(shè)備，開(kāi)關(guān)電源得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，給電網(wǎng)造成了大量諧波。我們知道，使用相移控制的可控硅整流裝置中，從電網(wǎng)切去正弦波吸收，因而留下給電網(wǎng)是正弦波的缺角的另一部分，顯然它含有大量諧波的左側(cè)部分。如果整流裝置是一個(gè)單相整流電路，在包含奇次諧波電流電感性負(fù)載的情況下，其中有 30％第三次諧 波含量可以達(dá)基波 。并且當(dāng)它連接到包含奇次諧波電壓，其諧波含量隨著電容值的增加的電容負(fù)載。如果三相全控整流橋 6脈沖整流器，變壓器初級(jí)側(cè)和供給線包含比奇次諧波電流和五 倍 。如果在 12脈沖整流器，仍有比奇次諧波電流和 11倍以上。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：由整流單元產(chǎn)生的諧波占了近 40％的諧波，這是諧波的最大來(lái)源。 變頻裝置。在風(fēng)機(jī)，水泵，電梯 等設(shè)備中使用的高頻器件，利用相位控制的，高次諧波分量是非常復(fù)雜的，除了包含整數(shù)諧波，還含有分?jǐn)?shù)諧波，這種裝置的功率一般較高，與對(duì)電網(wǎng)諧波頻率控制發(fā)展也越來(lái)越多。 電爐，電石爐。因?yàn)槿嚯娂訜犭姌O材料難以同時(shí)收取訪問(wèn)堅(jiān)固，使得燃燒不穩(wěn)定，導(dǎo)致三相不平衡負(fù)載，諧波電流所產(chǎn)生的三角形連接的變壓器繞組和注入網(wǎng)格。主要的 2， 7次諧波，大薊博平均 8％， 20％，高達(dá) 45％。 氣體放電類電光源。熒光燈，高壓汞燈，高壓鈉燈和金屬鹵化物燈屬于類的氣體放電的電源。分析和此種電燈的電壓特性的測(cè)量中，我們可以看到非常嚴(yán)重的非線性的，有的還含東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 有一個(gè)負(fù)電壓特性，它們將導(dǎo)致網(wǎng)格奇數(shù)諧波電流。 家用電器。電視機(jī)，錄像機(jī)，電腦，調(diào)光燈，溫控器炊具，由于浪涌整流單元，將產(chǎn)生更深的奇次諧波。在洗衣機(jī)，電風(fēng) 扇，空調(diào)等設(shè)備中的卷繞時(shí)，由于不平衡電流的變化也使波形改變。這些家用電器，盡管更少的功率，但數(shù)量是巨大的，諧波的主要來(lái)源之一。 電力系統(tǒng) 中諧波的來(lái)源 從所述電氣設(shè)備的電力系統(tǒng)的諧波，也就是從發(fā)電設(shè)備和電力設(shè)備的話。由于由發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)不能完美的正弦波，電壓波形發(fā)生器的問(wèn)題不能是有點(diǎn)變形正弦波。目前，中國(guó)的應(yīng)用生成器有兩大類：隱極機(jī)和凸極機(jī)。用于發(fā)電機(jī)組 ，用于水力發(fā)電凸極機(jī)隱藏立桿機(jī)。 對(duì)于高次諧波成分，隱藏磁極電機(jī)比凸極機(jī)，但與投資在技術(shù)進(jìn)步，可控硅，IGBT 電子勵(lì)磁裝置，使該發(fā)生器的諧波分量增加了。當(dāng)終端電壓低于額定電壓的 10％以上的高，電動(dòng)機(jī)的磁飽和，將顯著增加的三次諧波的電壓。另外，在變壓器電源側(cè)電壓超過(guò)額定電壓的 10％以上，在第三諧波也將顯著增加二次電壓。因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓偏移177。 7％或更低，發(fā)電，變電設(shè)備產(chǎn)生的諧波分量相對(duì)較小，低于國(guó)家評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)多，所以發(fā)電，變電設(shè)備不是的電網(wǎng)電壓波形方面的主要作用質(zhì)量矛盾 。 為此，影響電網(wǎng)電壓 波形質(zhì)量 的主要矛盾是非線性用電設(shè)備，也就是說(shuō)非線性用電設(shè)備是主要的 諧波源 ，非線性用電設(shè)備主要有以下四大類： 電弧 加熱設(shè)備：如電弧爐、 電焊機(jī) 等。 交流整流的直流用電設(shè)備：如電力機(jī)車、電解、電鍍等。 交流整流再逆變用電設(shè)備：如變頻調(diào)速、 變頻空調(diào) 等。 開(kāi)關(guān)電源設(shè)備：如 中頻爐 、彩色電視機(jī)、電腦、 電子整流器 等。 這些用電設(shè)備都是非線性用電設(shè)備，但它們產(chǎn)生的 諧波 各不相同，具體舉例分析如下： 電弧加熱裝置是在 70 伏或更高，因?yàn)殡娀?huì)產(chǎn)生電弧，它將有一個(gè)電弧電流和電弧電壓電弧電壓略低，導(dǎo)致非線性電弧電流和電弧電壓。 此外，也有一定的電弧電流波形的不對(duì)稱性。這是因?yàn)榉钦译娀‰娏?，電弧加熱設(shè)備造成的諧波污染也比較大，但多為低諧波污染的 18 倍。實(shí)際上，焊接已廣泛燃燒焊接，當(dāng)?shù)仉妷旱蜁r(shí)用在上世紀(jì)四五十年代，由于電弧更少加 熱設(shè)東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 備，對(duì)電網(wǎng)的焊接應(yīng)用以相同的速率甚至更小的影響相對(duì)較小，但發(fā)現(xiàn) 電壓電網(wǎng)電流變化較大，有較大的諧波影響。 引起諧波交流整流產(chǎn)生 DC 電氣設(shè)備是由于電壓整流設(shè)備帶有一個(gè)閥，當(dāng)所述閥小于電壓和電流為零。為了提供在所述能量存儲(chǔ)元件（濾波電容器和濾波電感）加入一個(gè)平滑的直流電源整流設(shè)備，從而使閥門的電壓增加，加刺激諧波的產(chǎn)生這樣的電氣設(shè)備。為了控制的電壓和電流的 DC 電力設(shè)備，在所述可控硅整流設(shè)備，這使得這類器件的諧波污染的應(yīng)用更加嚴(yán)重，而相對(duì)低的頻率諧波。 然后整流 AC 逆變器的電氣設(shè)備，在交流直流和整流交流電 的電氣設(shè)備的上述工藝產(chǎn)生的諧波，它成為另一個(gè)交流波形逆變器回射的直流到交流電流，由該裝置不僅低順序產(chǎn)生了這樣的諧波分量諧波，而且高次諧波。 雖然這樣的設(shè)備單元容量比兩種類型的設(shè)備的容量要小，但其分布廣泛的表面，數(shù)量，是促進(jìn)技術(shù)的使用，所以它的諧波污染，應(yīng)引起足夠的關(guān)注。 切換應(yīng)用的電源裝置，它的工作原理是首先通過(guò)變壓器初級(jí)電流控制開(kāi)關(guān)開(kāi)閉整流 AC 轉(zhuǎn)換成 DC，從而使該變壓器的次級(jí)側(cè)感應(yīng)出電流供給的電氣設(shè)備。此外，相對(duì)高的高頻開(kāi)關(guān)電源一般在 40kHz 的，不僅產(chǎn)生在整流器諧波，開(kāi)關(guān)被打開(kāi)，在約 40kHz 至功率的反射波關(guān)閉。這樣的電裝品組件的容量也小，但它是最廣泛的應(yīng)用范圍，非線性電氣設(shè)備的最大數(shù)量，它也有一定量的所造成的高配電變壓器中心線第三諧波電流，而且還通過(guò)三次諧波污染 10kV 的配電變壓器。 諧波的概念 諧波 (harmonic wave)，從嚴(yán)格的意義來(lái)講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的 電量 ，一般是指對(duì)周期性的非正弦電量進(jìn)行 傅里葉級(jí)數(shù) 分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講，由于 交流電 網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波，這時(shí) “ 諧波 ”這個(gè)詞的意義已經(jīng)變得與原意有些不符。正是因?yàn)閺V義的諧波概念，才有了 “ 分?jǐn)?shù)諧波 ” 、 “ 間諧波 ” 、 “ 次諧波 ” 等等說(shuō)法。 諧波產(chǎn)生的原因主要有：由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載， 基波電流 發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。主要非線性負(fù)載有 UPS、 開(kāi)關(guān)電源 、 整流器 、 變頻器 、 逆變器 等。 泛音 是物理學(xué)上的諧波，但次數(shù)的定義稍許有些不同，基波頻率 2 倍的音頻東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 稱之為一次泛音，基波頻率 3倍的音頻稱之為二次泛音，以此類推。 諧波的 危害 諧波的危害： 降低系統(tǒng)容量如變壓器、斷路 器、電纜等 加速設(shè)備老化，縮短設(shè)備使用壽命，甚至損壞設(shè)備 危害生產(chǎn)安全與穩(wěn)定 浪費(fèi)電能等。 由公用電網(wǎng)提供理想的電壓應(yīng)該指定一個(gè)單一，固定的頻率和電壓振幅。諧波電流和電壓出現(xiàn)在公用電網(wǎng)是污染的一種形式，它采用了環(huán)境的電氣設(shè)備劣化，還會(huì)干擾在附近的其他設(shè)備。 在電力電子設(shè)備被廣泛應(yīng)用，諧波和危害人民進(jìn)行了一些研究，并有一定的認(rèn)識(shí)，但隨后的諧波污染還沒(méi)有引起足夠的重視。 過(guò)去三，四十年來(lái)，各種電力電子器件的快速發(fā)展使得公用電網(wǎng)諧波污染日益嚴(yán)重，各種故障和諧波引起也在不斷發(fā)生事故，諧波危害的嚴(yán)重程度只會(huì)引起了極高的關(guān)注度。 諧波危害十分嚴(yán)重。諧波電能生產(chǎn)，輸送和利用效率降低，從而使電氣設(shè)備，振動(dòng)和噪聲，以及絕緣老化過(guò)熱和縮短壽命，甚至失效或燒毀。電力系統(tǒng)的諧波可引起局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，從而使擴(kuò)增的諧波含量，造成電容器等設(shè)備毀壞。諧波還可引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量混亂。外部電源系統(tǒng)，諧波通信設(shè)備和電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。對(duì)公用電網(wǎng)諧波和其他系統(tǒng)的危害大致有以 下幾個(gè)方面： 提高電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本 因?yàn)橹C波而不治不是自然消除，這樣大量的諧波電壓和電流的漂移而引起累積在網(wǎng)格疊加線路損耗增加，從過(guò)熱動(dòng)力設(shè)備，從而增加了電的運(yùn)行費(fèi)用，增加開(kāi)支的電力。 降低電源的可靠性 在許多情況下，諧波電壓正弦波使較尖，不僅導(dǎo)致磁滯和渦流損耗變壓器，電容器以及其他電氣設(shè)備的增加，并且絕緣材料經(jīng)受電應(yīng)力增大。諧波電流可以東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 使變壓器的銅耗的增加，所以，變壓器在嚴(yán)重諧波負(fù)載會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱，噪音增大，從而加速絕緣的老化，大大減少了變壓器，電動(dòng)機(jī)的使用壽命，減少供電可靠性，極斷電可能造成在生產(chǎn)過(guò)程 中造成嚴(yán)重后果。 事故的發(fā)生引起電源 網(wǎng)格包含大量的諧波源（頻率或整流設(shè)備）和功率電容器，變壓器，電纜，電機(jī)等的負(fù)載，這些電設(shè)備在焊劑常常，可以很容易地形成一個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)諧振的條件。當(dāng)電網(wǎng)參數(shù)與不利的，在一定的頻率，諧波振蕩的形成，過(guò)電壓或過(guò)電流，危及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，如果不容易補(bǔ)救導(dǎo)致事故的輸電和配電的發(fā)生。 導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作 發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)，由于在定子繞組和鐵心轉(zhuǎn)子電路中的諧波電流或諧波電壓發(fā)生額外的損失，從而降低了產(chǎn)生和電氣設(shè)備的傳輸效率的旋轉(zhuǎn)，更嚴(yán)重的是容易諧波振蕩的渦輪發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩沖擊可引起機(jī)械共振，從而導(dǎo)致變形和產(chǎn)生的汽輪機(jī)葉片疲勞循環(huán)，導(dǎo)致設(shè)備不正常工作。 自動(dòng)保護(hù)裝置，以保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有非常重要的作用。但是，因?yàn)橛泻芏嗟闹C波，容易使各種類型的保護(hù)和自動(dòng)裝置，用于生成網(wǎng)格誤動(dòng)或拒動(dòng)，尤其是在廣泛使用的微機(jī)保護(hù)，綜合自動(dòng)化裝置的出色表現(xiàn)，引起區(qū)域（廠）電網(wǎng)崩潰，造成大面積停電等事故 。 諧波使測(cè)量?jī)x器，測(cè)量設(shè)備錯(cuò) 誤，無(wú)法正確指導(dǎo)和測(cè)量（測(cè)量?jī)x器誤差主要體現(xiàn)在米）。當(dāng)斷路器的電流中斷能力的斷路器的高次諧波含量會(huì)大大降低，從而引起電弧重燃，短路，或斷路器爆炸。 由于長(zhǎng)期存在，電機(jī)等設(shè)備的共振波的操作增加了振動(dòng)，使生產(chǎn)失誤增多，減少加工精度的產(chǎn)品，降低產(chǎn)品質(zhì)量 。 影響通訊系統(tǒng)的正常工作 當(dāng)傳輸線和通訊線平行或接近時(shí)，由于電磁感應(yīng)之間的靜電感應(yīng)，形成電場(chǎng)耦合和磁場(chǎng)耦合，高次諧波成分會(huì)產(chǎn)生聽(tīng)得見(jiàn)的干擾的通信系統(tǒng)中，從而降低了信號(hào)傳輸質(zhì)量，正常的信號(hào)傳輸損傷，不僅影響通話的清晰度，嚴(yán)重威脅時(shí)，通信設(shè)備和人身安全 。 諧波將與相鄰 的通信系統(tǒng)中，光噪聲，低級(jí)通信質(zhì)量造成干擾 。重量損失導(dǎo)致的滯留，所以該通信系統(tǒng)不工作 。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 對(duì)電網(wǎng)的危害 (一 )對(duì)電力電容器的影響 當(dāng)非線性功率負(fù)載的電力分配系統(tǒng)的比重較大，當(dāng)輸入并聯(lián)電容器組，一方面由于電容器組的諧波阻抗小，高次諧波電流注入電容大時(shí)，電容器的過(guò)載，并嚴(yán)重影響其使用壽命，另一方面，當(dāng)電容器組和諧波系統(tǒng)等效電感相等，諧波諧振的電容發(fā)生，造成嚴(yán)重的電容器諧波電流放大電容器過(guò)熱而導(dǎo)致?lián)p壞。因此，電壓諧波和電流諧波超過(guò)，將導(dǎo)致電容器工作電流增大和異常時(shí)，例如，通常用于自愈式并聯(lián)電容器，它允許過(guò)電流倍數(shù)是 額定電流的 倍，當(dāng)電流超過(guò)電容器時(shí)的限制時(shí)，它會(huì)損壞電容器增加時(shí)，異常隔熱加速老化，從而導(dǎo)致使用壽命降低，甚至造成損壞事故。同時(shí)，使頻率諧波失真的正弦波時(shí)，鋸齒狀尖頂波，容易導(dǎo)致局部放電的絕緣介質(zhì)，長(zhǎng)期局部放電會(huì)加速電介質(zhì)，自愈性能降低的老齡化，而且容易導(dǎo)致電容損壞。 (二 )對(duì)電力變壓器的影響 ，引起局部過(guò)熱，振動(dòng)，噪音增大，附加繞組發(fā)熱 。 ，當(dāng)該系統(tǒng)在高電壓或三相不對(duì)稱，諧波勵(lì)磁電流增加時(shí)，絕緣材料承受電應(yīng)力的增加，局部放電和運(yùn)行介電絕緣的影響力增大。換相的零序諧波形式繞組三角形連接繞組，繞組溫度 。 ，會(huì)導(dǎo)致諧波電流浪涌電流過(guò)大時(shí)，在共振條件的