【正文】 很常見(jiàn)。電壓波動(dòng)通常是指電壓幅值在一定范圍內(nèi)隨機(jī)的或有規(guī)律的變動(dòng)，這個(gè)范圍通常定位額定值的90%到110%。 電壓波動(dòng)和閃變 電壓波動(dòng)和閃變的定義及簡(jiǎn)介電壓閃變是指人眼對(duì)由電壓波動(dòng)所引起的照明異常的視覺(jué)感受，它通常是以白熾燈的工況作為判斷依據(jù)，將電壓閃變可分為非周期性和周期性兩種，前者主要是由于隨機(jī)性電壓的波動(dòng)引起的，如電焊機(jī)等；后者主要與周期性的電壓波動(dòng)有關(guān)，如往電弧爐、復(fù)式壓縮機(jī)等。(4)由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境必然會(huì)有電磁干擾，因此要求儀器有一定的抗電磁干擾能力。(2)為了將諧波和暫態(tài)現(xiàn)象區(qū)別開，做如下規(guī)定：對(duì)負(fù)荷變化比較快的諧波，測(cè)量結(jié)果為3s 內(nèi)所測(cè)值的平均值，推薦采用下式計(jì)算： （210）式中：3s內(nèi)第k次測(cè)得的h次諧波的有效值； m ：3s內(nèi)取均勻間隔的測(cè)量次數(shù)，m≥6。所以此次研究的必要性十分明顯。甚至有可能會(huì)造成電力系統(tǒng)事故和設(shè)備損毀。(6)諧波可能導(dǎo)致觸發(fā)回路誤觸發(fā)以及晶閘管誤動(dòng)作等故障。(4)當(dāng)存在負(fù)荷電流畸變時(shí)，電流波形畸變將會(huì)影響斷路器斷路容量，特別是在在過(guò)零點(diǎn)，可能會(huì)造成電流波動(dòng)變化率過(guò)高， 斷路器的開斷將更為困難，這時(shí)開斷時(shí)間必然會(huì)延長(zhǎng)，因而延長(zhǎng)了故障電流的切除時(shí)間，直接造成快速重合閘后的再燃。(2)使發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩和噪聲，增加功率損耗和發(fā)熱。第一類是對(duì)計(jì)算機(jī)控制器或系統(tǒng)、繼電保護(hù)器的動(dòng)作、儀表測(cè)量以及視聽(tīng)設(shè)備的影響，它可能造成設(shè)備的性能惡化或工作失誤，甚至毀壞；第二類是對(duì)機(jī)電設(shè)備的影響，它可能造成設(shè)備降低出力、減少設(shè)備壽命、甚至損壞等。(2)含半導(dǎo)體非線性元件的諧波源，如各種整流設(shè)備、交直流換流設(shè)備、整流器、相控調(diào)制變頻器以及現(xiàn)代工業(yè)設(shè)施、變流器、為節(jié)能和控制用的電力電子設(shè)備、直流拖動(dòng)設(shè)備、PWM變頻器等； 諧波的危害在電力系統(tǒng)中主要是各種諧波源產(chǎn)生的諧波對(duì)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量造成污染，以致整個(gè)電力系統(tǒng)的電力環(huán)境包括廣大用戶和電力系統(tǒng)本身。電氣鐵道機(jī)車一般采用大容量單相整流設(shè)備，這除了會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)三相不平衡外，還會(huì)產(chǎn)生大量的諧波；類似于電弧爐等含有電弧的設(shè)備，例如電焊設(shè)備和冶煉設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生間諧波，還會(huì)產(chǎn)生高次諧波，簡(jiǎn)諧波的引入可能引起電壓波動(dòng)和閃變。系統(tǒng)中的諧波源主要可分為兩大類：(1)含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源，如日光燈和發(fā)電機(jī)、交流電弧爐、變壓器及鐵磁諧振設(shè)備、交流電焊機(jī)等。諧波電壓： (28)電壓總諧波畸變率： (29)電流的諧波計(jì)算類似于電壓的計(jì)算公式，這里不一一列出。工業(yè)上一般用總諧波畸變率、諧波含有率這兩個(gè)專業(yè)詞語(yǔ)來(lái)表示諧波的嚴(yán)重程度。另外，還要與暫態(tài)現(xiàn)象區(qū)別開來(lái)，諧波的電壓電流波形基本保持不變，而暫態(tài)現(xiàn)象電壓電流波形是每個(gè)周期都要發(fā)生變化的。 公用電網(wǎng)諧波 諧波源及諧波的定義諧波是一個(gè)頻率為基波頻率整數(shù)倍的正弦周期性分量[3]。(8)干擾通訊系統(tǒng)，影響正常的通信質(zhì)量。(6)在低壓配電線路中，三相不平衡會(huì)影響計(jì)算機(jī)正常工作，還會(huì)引起照明電燈壽命縮短(電壓過(guò)高)或照度不足(電壓過(guò)低)以及電視機(jī)的損壞等。由于不平衡時(shí)最大相電流不能超過(guò)額定值，在極端情況下。(3)電壓不平衡使半導(dǎo)體變流設(shè)備產(chǎn)生附加的諧波電流(非特征諧波)，而這種設(shè)備一般設(shè)計(jì)上只允許2％的電壓不平衡度。三相電壓或電流不平衡會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)和用戶造成一系列的危害，其中主要有：(1)引起旋轉(zhuǎn)電機(jī)的附加發(fā)熱和振動(dòng)，危及其安全運(yùn)行和正常出力。并且測(cè)得各相量的相位及大小，再根據(jù)對(duì)稱分量法將三相不對(duì)稱的分量分解為三項(xiàng)對(duì)稱的分量，即正序分量、負(fù)序分量和零序分量： (24)式中， ； (25)如果三相電量中不含零序分量時(shí)(例如無(wú)中線的三相線電流、三相線電壓)，當(dāng)已知三相量Ua、Ub、Uc時(shí)，可以用下式求的不平衡度： (26)式中：與此類似，三相電流不平衡度也可以用其相應(yīng)的公式計(jì)算，只需將其中的電壓符號(hào)換為相對(duì)應(yīng)的電流符號(hào)。由對(duì)稱分量法可知，當(dāng)電力系統(tǒng)工作在正常方式下，某電量的三相不平衡度定義為該電量負(fù)序分量的均方根值與其正序分量的均方根值之比，用符號(hào)表示，即： (23)式中：U1是三相電壓正序分量的均方根值； U2是三相電壓負(fù)序分量的均方根值。在這里需要聲明，“三相電壓允許不平衡度”的制定是針對(duì)正常不平衡工況。 電網(wǎng)三相電壓允許不平衡度 對(duì)稱分量法介紹在三相交流系統(tǒng)中，如果三相頻率相同、相量大小相等且互差2π/3時(shí)，為理想狀態(tài)，稱為三相平衡系統(tǒng)，否則稱為三相不平衡系統(tǒng)。系統(tǒng)頻率的過(guò)大變動(dòng)會(huì)對(duì)用戶和發(fā)電廠照成的不良影響主要有如下幾個(gè)方面：(1)異步電機(jī)轉(zhuǎn)速變化率的變化,導(dǎo)致紡織、造紙機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的影響；(2)某些測(cè)控設(shè)備的運(yùn)行也需要很依賴頻率，一旦頻率偏差過(guò)大將不能正常工作(3)頻率下降會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速降低，造成傳動(dòng)機(jī)械的效率下降；(4)發(fā)電廠的汽輪機(jī)葉輪振動(dòng)隨著頻率降低而變大，影響其使用壽命；(5)系統(tǒng)的頻率下降，發(fā)電廠效率降低，使系統(tǒng)頻率的質(zhì)量雪上加霜；(6)變壓器和異步電機(jī)電流隨系統(tǒng)頻率降低而增加，消耗的無(wú)功功率增加，電力系統(tǒng)的電壓水平進(jìn)一步惡化；總之，所有用電設(shè)備的設(shè)計(jì)都是遵循系統(tǒng)額定值的，電力系統(tǒng)頻率質(zhì)量下降必然會(huì)影響到各行各業(yè)的發(fā)展。沖擊負(fù)荷用戶引起的頻率變動(dòng)一般情況下不得超過(guò)177?！峨娏ο到y(tǒng)頻率允許偏差》中有規(guī)定：電力系統(tǒng)在正常情況下允許的頻率偏差為177。對(duì)頻率的控制是保證發(fā)電廠和用戶正常運(yùn)行的前提條件。 頻率偏差的危害頻率偏差也是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。在理想的模型下DFT(FFT)類似算法，只要參數(shù)選擇合適就能準(zhǔn)確的地計(jì)算出模型的參數(shù)，在考慮噪聲和諧波的情況下，各類改進(jìn)算法雖然能在一定程度上減小測(cè)量誤差，但存在時(shí)滯和增大計(jì)算量等缺點(diǎn)。(2)誤差最小化原理類算法，包括最小絕對(duì)值近似法、最小二乘算法、離散卡爾曼濾波算法、牛頓類算法，這些算法運(yùn)算比較復(fù)雜，但實(shí)時(shí)性不佳。這種方法的概念清晰，容易實(shí)現(xiàn)，但精度低，容易受噪聲、諧波和非周期分量的影響。當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行在正常條件下，系統(tǒng)頻率的實(shí)際值與標(biāo)稱值(工頻)之差稱為系統(tǒng)的頻率偏差，用公式表示為式)： (22)式中：為實(shí)際頻率，為偏差頻率，為系統(tǒng)標(biāo)稱頻率。供電電壓為供電部門與用戶的產(chǎn)權(quán)分界處的電壓或由供用電協(xié)議所規(guī)定的電能計(jì)量點(diǎn)的電壓。7%。若供電電壓上下偏差同號(hào)（均為正或負(fù)）時(shí)，按偏差絕對(duì)值較大的那一個(gè)作為衡量依據(jù)。類似的變壓器也要減少負(fù)荷，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致電壓崩潰的嚴(yán)重后果，因?yàn)橄到y(tǒng)中無(wú)功功率短缺時(shí)，母線電壓可能因?yàn)槲⑿_動(dòng)而大幅度下降，導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰這樣的災(zāi)難性事故。電壓偏差使其工作時(shí)的的性能和效率減少，有的還會(huì)減少使用壽命，電壓超過(guò)一定值的電壓偏差會(huì)造成設(shè)備的損壞。 電網(wǎng)電壓允許偏差電網(wǎng)供電電壓允許偏差是指電力系統(tǒng)電壓緩慢的變化時(shí)額定電壓與測(cè)量電壓之差。目前工業(yè)生產(chǎn)中有些指標(biāo)已經(jīng)是急需提出的，但仍沒(méi)有作出相關(guān)的規(guī)定。目前我國(guó)制定的電能質(zhì)量指標(biāo)主要包括以下幾項(xiàng)：電網(wǎng)電壓和頻率允許偏差、三相不平衡度、公用電網(wǎng)諧波、電壓波動(dòng)與閃變。2. 電能質(zhì)量指標(biāo)及測(cè)量方法 電能質(zhì)量指標(biāo)簡(jiǎn)介 為了找出引起電能質(zhì)量下降的原因，并且系統(tǒng)的研究電能質(zhì)量問(wèn)題，在線分析其測(cè)量結(jié)果，以便采取相應(yīng)的措施來(lái)解決，我們一定要先對(duì)電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)有所了解。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件部分，此部分在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中主要起到獲取電壓電流的物理量，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采樣并傳輸?shù)絇C的功能。（3）、討論衡量電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和電能質(zhì)量問(wèn)題的指標(biāo)的方法，并對(duì)電網(wǎng)諧波和閃變的測(cè)量方法進(jìn)行研究，尋找提高測(cè)量精度的措施和方法。主要工作如下：（1）、對(duì)目前國(guó)內(nèi)外電能質(zhì)量的現(xiàn)狀進(jìn)行了解，知道目前電能質(zhì)量已經(jīng)成為了社會(huì)的熱點(diǎn)話題，針對(duì)改善電能質(zhì)量的方案層出不窮。本論文設(shè)計(jì)了基于虛擬儀器的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，使電力部門能實(shí)時(shí)的掌握電能質(zhì)量情況，便于對(duì)突發(fā)狀況作出有效的補(bǔ)救措施，避免不必要的損失。③開發(fā)周期和開發(fā)費(fèi)用問(wèn)題。國(guó)內(nèi)的電能質(zhì)量設(shè)備研究起步較晚，傳統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測(cè)儀有以下幾點(diǎn)缺陷：①生產(chǎn)調(diào)試率低下問(wèn)題。這種儀器的體積龐大，測(cè)量精度不高，容易受到外界環(huán)境的影響，而且在測(cè)量不同的電能指標(biāo)時(shí)還要更換相應(yīng)的硬件設(shè)備，這些弊病給監(jiān)測(cè)帶來(lái)了諸多不便。 國(guó)內(nèi)外對(duì)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀隨著對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題的逐步重視，針對(duì)這一問(wèn)題的研究也如雨后春筍一樣蓬勃發(fā)展起來(lái)，特別是在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)得出了不少的研究成果。電能質(zhì)量關(guān)系到國(guó)家的命脈，特別是涉及到電力、鐵道、化工、冶金、IT 等諸多行業(yè)的發(fā)展。然而使用國(guó)外的產(chǎn)品成本相對(duì)來(lái)說(shuō)偏高，并且維護(hù)和升級(jí)很麻煩，不能滿足要求。聯(lián)系我國(guó)實(shí)際情況和IEEE與IEC的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也相繼頒布了關(guān)于電能質(zhì)量問(wèn)題的五項(xiàng)指標(biāo)分別是：電網(wǎng)頻率允許偏差、供電電壓允許偏差、公用電網(wǎng)諧波、三相不平衡度、電壓波動(dòng)與閃變。IEEE（美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)）和IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）都對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行了相關(guān)的界定和分類。在今年來(lái)大規(guī)模的國(guó)際國(guó)內(nèi)供電會(huì)議上，有關(guān)電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)制定比比皆是，大多都是圍繞電能質(zhì)量的概念、標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量和改善的相關(guān)研究。最近幾十年來(lái)，一方面，工業(yè)科技的迅速發(fā)展給人類帶來(lái)了進(jìn)步，但是與此同時(shí)也給電能質(zhì)量帶來(lái)了大量的沉重負(fù)荷，給電網(wǎng)造成了不可磨滅的破壞；另一方面，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)數(shù)的精密儀器被引入到電網(wǎng)中來(lái)，這些精密儀器對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高，而電能質(zhì)量不斷惡化已經(jīng)帶給用戶不少損失。s graphical LABVIEW software to built the system,by using a bination of construction program NI pany auxiliary equipment PCI 6024E (data acquisition card) ,sensor and transmitters