【正文】 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 。諧波檢測是解決諧波問題的基礎(chǔ)，而諧波檢測精度的高低以及動態(tài)響應(yīng)速度的快慢則 取決于采用的諧波檢測方法的優(yōu)劣。 模擬濾波器法 參數(shù)要求較高，實時性差，低精度 ；基于瞬時無功功率的檢測法檢測結(jié)果誤差大， 單相電路的檢測算法 很復(fù)雜， 實現(xiàn) 不容易 [6]； 傅里葉變換及其改進方 法 的檢測法存在頻譜泄漏現(xiàn)象和柵欄效應(yīng)，并且沒辦法 定位暫態(tài)信號 的發(fā)生、結(jié)束的時間 [7]；基于 有源濾波 的檢測法是研究的熱點，但 有源濾波 對低頻段進行分解，造成高頻段分辨率較低， 使高次諧波檢測精度降低 [811]。即使小波變換解決了 高頻段進行高分辨率分析的問題 ，但是在實際中我們多數(shù)情況下只關(guān)注某一個高頻度，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 所有的高頻段進行高分辨率分析，很顯然是加大了運算量，造成識別定位速度慢， 信號檢測的實時性大打折扣。然后，運用 有源濾波器 對選定的頻段進行分解與重構(gòu)，得到各次諧波分量以及暫態(tài)諧波起止時刻，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)諧波信號的識別與定位。 課 題研究的意義 很長一段時間以來，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，隨機的在電網(wǎng)中運行，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’。待檢測活性的諧波濾波器和傅立葉合成檢測算法信號的第一離散小波變換，將原始信號進入部的高頻和低頻部分。諧波檢測的基礎(chǔ)是解決諧波的問題，并且 精度和速度動態(tài)響應(yīng)速度的諧波檢測電平取決于用于有源濾波器本文諧波檢測方法的用 FFT 諧波檢測方法的系統(tǒng)的仿真，模擬試驗小波的優(yōu)點分析用時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間相關(guān)的信號瞬態(tài)分量定位暫態(tài)分量，電壓，電流中斷，預(yù)測，洼地和瞬態(tài)成分檢測有很好的效果 [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)濟耦合變壓器的設(shè)計，它的選擇對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 。因為在許多方面 SCR 電力機車，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，變壓器初級側(cè)和供給線包含比奇次諧波電流和五倍 。統(tǒng)計數(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，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，與對電網(wǎng)諧波頻率控制發(fā)展也越來越多。因為三相電加熱電極材料難以同時收取訪問堅固，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)計論文 8 有一個負(fù)電壓特性，它們將導(dǎo)致網(wǎng)格奇數(shù)諧波電流。電視機，錄像機，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)電機的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場不能完美的正弦波，電壓波形發(fā)生器的問題不能是有點變形正弦波。用于發(fā)電機組，用于水力發(fā)電凸極機隱藏立桿機。當(dāng)終端電壓低于額定電壓的 10％以上的高，電動機的磁飽和，將顯著增加的三次諧波的電壓。因為電網(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，因為電弧會產(chǎn)生電弧，它將有一個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。這是因為非正弦電弧電流，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。 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 ，一般是指對周期性的非正弦電量進行 傅里葉級數(shù) 分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。正是因為廣義的諧波概 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和自動裝置誤動作，使電能計量混亂。對公用電網(wǎng)諧波和其他系統(tǒng)的危害大致有以下幾個方面： 提高電力企業(yè)的經(jīng)營成本 因為諧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，從過熱動力設(shè)備，從而增加了電的運行費用，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，電動機的使用壽命，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)的安全運行，如果不容易補救導(dǎo)致事故的輸電和配電的發(fā)生。 自動保護裝置，以保證電網(wǎng)的安全運行具有非常重要的作用。 諧波使測量儀器，測量設(shè)備錯誤，無法正確指導(dǎo)和測量（測量儀器誤差主要體現(xiàn)在米）。 由于長期存在，電機等設(shè)備的共振波的操作增加了振動，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，低級通信質(zhì)量造成干擾 。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 12 對電網(wǎng)的危害 (一 )對電力電容器的影響 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，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，使頻率諧波失真的正弦波時，鋸齒狀尖頂波，容易導(dǎo)致局部放電的絕緣介質(zhì)，長期局部放電會加速電介質(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稱，諧波勵磁電流增加時，絕緣材料承受電應(yīng)力的增加，局部放電和運行介電絕緣的影響力增大。 ，會導(dǎo)致諧波電流浪涌電流過大時，在共振條件的諧波電流出現(xiàn)時，變壓器的安全運行會造成威脅 。高壓避雷器保護的問題參數(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，會產(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)計論文 13 ，導(dǎo)致中性點漂移。 (五 )對電力電纜的影響 諧波污染會使介質(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，差分電流或電壓啟動會受諧波。 電器或啟動元件本身對諧波敏感 （ 1）晶體管或集成電路的運動保護裝置的數(shù)量是非常小的，工作時間是非常小的，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)計論文 14 (七 )對繼電保護整定的影響 繼電器正常運行，當(dāng)高功率諧波成分可能會引起過電壓保護，過電流保護誤動作。鐵路電氣化作為一個地方的開放后，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，主過流保護裝置出現(xiàn)故障的變壓器，事故距離保護電路振蕩鎖定裝置故障，高頻保護收發(fā)消息機器故障，母線差動保護和故障記錄故障。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，差動保護跳閘事故多 。用戶負(fù)序電流和諧波電流注入同步發(fā)電機的系統(tǒng)中，會產(chǎn)生額外的損失，引起局部加熱發(fā)電機，降低介電強度。 。 。 載波通信 。 (九 )對電力用戶的影響 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)生用戶電機的影響 。對用戶產(chǎn)生影響自動控制裝置 。電力安全威脅。 (十 )對用戶電動機的運行影響 諧波電流通過交流電動機，使得諧波附加損耗顯著增加，引起馬達(dá)過熱，機械振動和噪聲增大。諧波分量的負(fù)序（ 5 次， 11 個二類）電機上和效果相同的負(fù)序電壓。 (十一 )對用戶補償電容器的影響 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，甚至只是一個表決的實際操作的用戶電容器管理評估，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)在三個方面，在檢測模塊裝置引入的失真的，即在量的功率質(zhì)量污染危險，妨礙正常的分析和計算，從而產(chǎn)生錯誤的輸出。干擾保護電路的負(fù)載，從而導(dǎo)致故障。下面說說分析的優(yōu)點和缺點，以及市場和經(jīng)濟前景的兩種方法 。無源濾波器，經(jīng)濟，簡單，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，如果我們構(gòu)建了一個串聯(lián)諧振點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)計論文 18 諧波。對于共振點比基于電感，點的阻抗，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。 因為諧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€固定數(shù)量的，不能隨意設(shè)計。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)電容器在實際工作電壓等于其額定電壓時，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格比。為了獲得足夠的可靠性，電感和電容的實際工作電壓應(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。并行不減少諧波濾波器和產(chǎn)生諧波源