【正文】 的生產(chǎn)利用效率；使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，老化絕緣， 縮短 其壽命，還可能引起電力系統(tǒng)局部產(chǎn)生 串并聯(lián)諧振，使諧波含量越來越大 ，燒毀 電容器設(shè)備 。諧波檢測(cè)是解決諧波問題的基礎(chǔ)，而諧波檢測(cè)精度的高低以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的快慢則 取決于采用的諧波檢測(cè)方法的優(yōu)劣。 模擬濾波器法 參數(shù)要求較高，實(shí)時(shí)性差，低精度 ；基于瞬時(shí)無功功率的檢測(cè)法檢測(cè)結(jié)果誤差大， 單相電路的檢測(cè)算法 很復(fù)雜， 實(shí)現(xiàn) 不容易 [6]； 傅里葉變換及其改進(jìn)方 法 的檢測(cè)法存在頻譜泄漏現(xiàn)象和柵欄效應(yīng)，并且沒辦法 定位暫態(tài)信號(hào) 的發(fā)生、結(jié)束的時(shí)間 [7]；基于 有源濾波 的檢測(cè)法是研究的熱點(diǎn)，但 有源濾波 對(duì)低頻段進(jìn)行分解，造成高頻段分辨率較低， 使高次諧波檢測(cè)精度降低 [811]。即使小波變換解決了 高頻段進(jìn)行高分辨率分析的問題 ，但是在實(shí)際中我們多數(shù)情況下只關(guān)注某一個(gè)高頻度，或者 某一些高頻段，并 不是全部的高頻段， 而 有源濾波 分析對(duì) 所有的高頻段進(jìn)行高分辨率分析，很顯然是加大了運(yùn)算量，造成識(shí)別定位速度慢， 信號(hào)檢測(cè)的實(shí)時(shí)性大打折扣。然后，運(yùn)用 有源濾波器 對(duì)選定的頻段進(jìn)行分解與重構(gòu)，得到各次諧波分量以及暫態(tài)諧波起止時(shí)刻，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)諧波信號(hào)的識(shí)別與定位。 課 題研究的意義 很長(zhǎng)一段時(shí)間以來，我們 習(xí)慣把供電頻率 和電壓有效值的穩(wěn)定程度，作為衡量電能質(zhì)量的兩個(gè)基本參數(shù)。在化工，鋼鐵，冶金，煤炭和交通部門，很多的用了 各種整流設(shè)備， 比如交直流變換設(shè)備， 電子電壓調(diào)整設(shè)備， 然而以上 電力設(shè)備和負(fù)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。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]。 我們稱 為‘諧波污染’。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。諧波檢測(cè)的基礎(chǔ)是解決諧波的問題，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]。 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。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 。因?yàn)樵谠S多方面 SCR 電力機(jī)車，鋁電池，充電設(shè)備，開關(guān)電源得到了越來越廣泛的應(yīng)用，給電網(wǎng)造成了大量諧波。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 。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 。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，這是諧波的最大來源。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)展也越來越多。因?yàn)槿嚯娂訜犭姌O材料難以同時(shí)收取訪問堅(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。 氣體放電類電光源。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。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。這些家用電器，盡管更少的功率，但數(shù)量是巨大的，諧波的主要來源之一。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)生器的問題不能是有點(diǎn)變形正弦波。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)。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。因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓偏移177。 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： 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。這是因?yàn)榉钦译娀‰娏鳎娀〖訜嵩O(shè)備造成的諧波污染也比較大，但多為低諧波污染的 18 倍。 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。 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。此外，相對(duì)高的高頻開關(guān)電源一般在 40kHz 的，不僅產(chǎn)生在整流器諧波，開關(guān)被打開，在約 40kHz 至功率的反射波關(guān)閉。 諧波的概念 諧波 (harmonic wave)，從嚴(yán)格的意義來講，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。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 ” 等等說法。主要非線性負(fù)載有 UPS、 開關(guān)電源 、 整流器 、 變頻器 、 逆變器 等。 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。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。 過去三，四十年來，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，以及絕緣老化過熱和縮短壽命，甚至失效或燒毀。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。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，從過熱動(dòng)力設(shè)備，從而增加了電的運(yùn)行費(fèi)用，增加開支的電力。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)過程 中造成嚴(yán)重后果。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，過電壓或過電流，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。 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。 諧波使測(cè)量?jī)x器，測(cè)量設(shè)備錯(cuò) 誤，無法正確指導(dǎo)和測(cè)量（測(cè)量?jī)x器誤差主要體現(xiàn)在米）。 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 。 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 。 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熱而導(dǎo)致?lián)p壞。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。 ，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。 ，會(huì)導(dǎo)致諧波電流浪涌電流過大時(shí)，在共振條件的諧波電流出現(xiàn)時(shí)，變壓器的安全運(yùn)行會(huì)造成威脅 。高 壓避雷器保護(hù)的問題參數(shù)濾波電感和電容元件帶來更大的困難。再加上的趨膚效應(yīng)的影響，傳輸線諧波電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生額外的損失，從而使傳輸線損耗的增加。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 ，導(dǎo)致中性點(diǎn)漂移。 (五 )對(duì)電力電纜的影響 諧波污染會(huì)使介質(zhì)損耗電纜，傳輸損耗增加，漏電流上升，溫度上升，干燥電纜的局部放電增加單相接地故障的觸發(fā)增加的可能性。電纜的額定電壓高次諧波不穩(wěn)定的電纜介質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)越大，更容易發(fā)生故障 。 （ 2）頻繁嚴(yán)重的沖擊和浪涌衰減變電站通過緩慢的諧波干擾產(chǎn)生的電 涌。 （ 4）易發(fā)生在配電系統(tǒng)，傳輸系統(tǒng)諧波諧振，電網(wǎng)附近的變電站將受到影響。 利用負(fù)序電流或電壓，零序電流或電壓，差分電流或電壓?jiǎn)?dòng)會(huì)受諧波。 （ 1）晶體管或集成電路的運(yùn)動(dòng)保護(hù)裝置的數(shù)量是非常小的，工作時(shí)間是非常小的，所以它的開始出現(xiàn)較大誤差準(zhǔn)則易受諧 波的影響。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 (七 )對(duì)繼電保護(hù)整定的影響 繼電器正常運(yùn)行，當(dāng)高功率諧波成分可能會(huì)引起過電壓保護(hù)，過電流保護(hù)誤動(dòng)作。鐵路電氣化作為一個(gè)地方的開放后，曾出現(xiàn)過注入到系統(tǒng)由于大量牽引變電所諧波和負(fù)序電流供電系統(tǒng)造成了嚴(yán)重惡化的質(zhì)量指標(biāo)，造成負(fù)序電流發(fā)生器多次發(fā)生故障，主過流保護(hù)裝置出現(xiàn)故障的變壓器，事故距離 保護(hù)電路振蕩鎖定裝置故障，高頻保護(hù)收發(fā)消息機(jī)器故障，母線差動(dòng)保護(hù)和故障記錄故障。如上海寶鋼電爐的影響是考慮諧波，造成諧波電流數(shù)字型微分干涉保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)跳閘事故多 。用戶負(fù)序電流和諧波電流注入同步發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)中，會(huì)產(chǎn)生額外的損失，引起局部加熱發(fā)電機(jī)，降低介電強(qiáng)度。 。 。 載波通信 。 (九 )對(duì)電力用戶的影響 電氣設(shè)備污染系統(tǒng)電源可以影響電氣設(shè)備本身的可靠性。潛在的影響包括：產(chǎn)生用戶電機(jī)的影響 。對(duì)用戶產(chǎn)生影響自動(dòng)控制裝置 。電力安全威脅。 (十 )對(duì)用戶電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行影響 諧波電流通過交流電動(dòng)機(jī)，使得諧波附加損耗顯著增加，引起馬達(dá)過熱，機(jī)械振動(dòng)和噪聲增大。諧波分量的負(fù)序（ 5 次， 11 個(gè)二類）電機(jī)上和效果相同的負(fù)序電壓。 (十一 )對(duì)用戶補(bǔ)償電容器的影響 無功功率配置容量的電容所占比例最大，其中用戶占所有電容器電容的 2/3。此外，由于根據(jù)平均的功率因數(shù)電容器很少由電網(wǎng)交換，或不切，甚至只是一個(gè)表決的實(shí)際操作的用戶電容器管理評(píng)估，幾乎失去了由于使電網(wǎng)電壓調(diào)整余量，電壓偏差等能源難以控制質(zhì)量指標(biāo) 。這種裝置的主要表現(xiàn)在三個(gè)方面，在檢測(cè)模塊裝置引入的失真的，即在量的功率質(zhì)量污染危險(xiǎn)，妨礙正常的分析和計(jì)算，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出。干擾保護(hù)電路的負(fù)載，從而導(dǎo)致故障。下面說說分析的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，以及市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)前景的兩種方法 。無源濾波器，經(jīng)濟(jì)，簡(jiǎn)單，因而得到廣泛應(yīng)用的低成本。 無源并聯(lián)濾波器 在并行濾波器最傳統(tǒng)的無源諧波濾波器裝置，每個(gè)諧波頻率需要使用一組過濾器，一般需要使用多套用于過濾不同頻率諧波濾波器。此外，由于并行諧波濾波器的阻抗非常低，通常它會(huì)產(chǎn)生較大的諧波源的諧波電流將相互在過濾器，不同的諧振頻率干擾諸如諧波濾波器 7 可以將它將會(huì)放大的第五諧波。 從廣義的角度來看，頻率不等于電源頻率的諧波分量都是。 無源串聯(lián)濾波器 LC 由電感和線路濾波器的電容串聯(lián)以非常低阻抗的串聯(lián)諧振點(diǎn)，如果我們構(gòu)建了一個(gè)串聯(lián)諧振點(diǎn)線供電的濾波器的頻率，以及該系列中的行中，可以濾除所有諧波。 在三相電路中均接入線路濾波器，帶通濾波器，由于一系列的基波電流阻抗很小，而高次諧波電流的阻抗較大，因此只有一組濾波器可以過濾掉所有頻率的東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 諧波。對(duì)于共振點(diǎn)比基于電感，點(diǎn)的阻抗，以頻率低于諧振電流分量的電流分量的頻率越高，電容器阻抗為主。 因?yàn)橹C波濾波器的主要功能是通過電感器完成，從而更大的諧波濾波電感更好的量。當(dāng)感抗的基本等效基本負(fù)載阻抗小于 50％，良好的過濾效果不能達(dá)到（相當(dāng)于基本負(fù)載阻抗是負(fù)載相電壓和相電流的有效值比）。 的不同自由設(shè)計(jì)的電容器和電感器的選擇的選擇變?yōu)殡姼泻碗娙萜鞯碾妷弘娖街挥幸粋€(gè)固定數(shù)量的，不能隨意設(shè)計(jì)。由于電容器串聯(lián)在電路中，電容電流是負(fù)載電流，當(dāng)電容器的實(shí)際工作電壓等于額定電壓，流過電容器的電流等于額定電流的電容器，該電容器可以得到充分的利用，因此，當(dāng)電容器在實(shí)際工作電壓等于其額定電壓時(shí)，成本最低的電容器 。的基本相等，相同的電流，電感和電容，因此同樣的基本的工作電壓的串聯(lián)諧振阻抗的電感 和電容。電容器的額定電壓在很大程度上是電網(wǎng)電壓，如果實(shí)際工作電壓的電感等于電容器的額定電壓，等效電感性阻抗和負(fù)載阻抗而，就可以得到最佳的性能價(jià)格比。為了獲得足夠的可靠性，電感和電容的實(shí)際工作電壓應(yīng)大于電容器的額定電壓略低 。 當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)生的諧波影響的系統(tǒng)，該裝置是產(chǎn)生諧波諧波源，接入線路濾波器之間的功率可以使產(chǎn)生顯著降低小諧波源的諧波電流的諧波源。并