電力系統(tǒng)諧波的檢測

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1、摘要隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展以及電力市場的開放，電能質(zhì)量問題越來越引起廣泛關(guān)注。由于各種非線性負(fù)載(諧波源)應(yīng)用普及，產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的污染日益嚴(yán)重。諧波是目前電力系統(tǒng)中最普遍現(xiàn)象，是電能質(zhì)量的主要指標(biāo)。電力系統(tǒng)諧波是電能質(zhì)量的重要參數(shù)之一，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大量的非線性負(fù)載和各種整流設(shè)備被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)，使電網(wǎng)諧波含量大大增加，電能質(zhì)量下降。諧波給供電眾業(yè)的安全運行和經(jīng)濟效益帶來了巨大影響。所以，抑制諧波污染、改善供電質(zhì)量成為迫切需要解決的問題。因此，諧波及其抑制技術(shù)己成為國內(nèi)外廣泛關(guān)注的課題。對電力系統(tǒng)諧波的治理，需要電力部門和用戶共同參與。

2、一方面，用戶需要電力部門公共電網(wǎng)電能質(zhì)量能確保用戶正常生產(chǎn)用電；另一方面，電力部門也要求用戶的生產(chǎn)用電不影響公共電網(wǎng)的正常供電，特別是對于一些會對公必電網(wǎng)電能質(zhì)量造成睡大影響的大型用戶，從源頭上進行電能質(zhì)量的治理是必須的。本文介紹了諧波的概念、檢測及危害，詳細(xì)介紹了諧波產(chǎn)生的來源于，電力系統(tǒng)中的諧波來自電氣設(shè)備。也就是說來自發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備。同時介紹了諧波的危害，包括對電網(wǎng)運行和用電設(shè)備的危害，還包括對繼電保護和自動裝置的影響。為了有效補償負(fù)荷產(chǎn)生諧波電流，首先對諧波的成分有精確認(rèn)識，因而需要實時檢測負(fù)載電流中的諧波。本文著重介紹了基于三相電路瞬時無

3、功功率理論的諧波測量的理論。進而研究了電力系統(tǒng)諧波的抑制措施，消除或抑制諧波的對策,可以有效地減小諧波對電網(wǎng)的影響，以消除和防止諧波的影響。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)諧波；危害；p、q檢測方法,；ip、iq檢測方法目錄摘要I目錄I第1章緒論31.1諧波的提出及意義31.2國內(nèi)外研究狀況及進展41.2.1國外研究現(xiàn)狀41.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀61.3本文主要研究的內(nèi)容7第2章電力系統(tǒng)諧波的分析82.1諧波的基本概念82.1.1諧波的定義82.1.2電力系統(tǒng)諧波的表達(dá)式82.1.3電力系統(tǒng)諧波的標(biāo)準(zhǔn)92.2電力系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生102.3電力系統(tǒng)諧波的危害122.3.1對

4、電機的危害122.3.2對變壓器的危害122.3.3對線路的危害132.3.4對電容器的影響132.3.4對繼電保護、自動裝置工作的影響142.3.5對其通信系統(tǒng)的影響142.4本章小結(jié)14第3章電力系統(tǒng)諧波的檢測163.1諧波檢測的幾種方法比較163.2基于三相電路瞬時無功功率理論的諧波測量183.2.1瞬時有功功率和瞬時無功功率183.2.2瞬時有功電流和瞬時無功電流203.2.3基于瞬時無功功率的p、q檢測方法213.2.4基于瞬時無功功率的ip、iq檢測法223.2.5檢測示例243.3本章小結(jié)26結(jié)論27參考文獻28附錄129附錄232致謝3

5、7燕山大學(xué)畢業(yè)論文評審意見表…………………………………………….38個人簡介……………………..…………………………………………….40第1章緒論1.1諧波的提出及意義“諧波”一詞起源于聲學(xué)。有關(guān)諧波的數(shù)學(xué)分析早在18世紀(jì)和19世紀(jì)就己奠定了良好的基礎(chǔ)。傅立葉等人提出的諧波分析方法至今仍在廣泛采用。電力系統(tǒng)的諧波問題早在20世紀(jì)的20年代和30年代就引起人們的關(guān)注。當(dāng)時在德國，由于使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。1945年J.C.Read發(fā)表的有關(guān)變流器諧波的論文是早期關(guān)于諧波研究的經(jīng)典論文。到了50年代和60年代，由于高壓直流輸電技術(shù)

6、的發(fā)展，發(fā)表了大量有關(guān)變流器引起的電力系統(tǒng)諧波問題的論文。E.W.Ximbark在其著作中對此進行了總結(jié)70年代以來，由于電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益廣泛，諧波所造成的危害也日趨嚴(yán)重。世界各國都對諧波問題給予充分關(guān)注，定期召開有關(guān)諧波問題的學(xué)術(shù)討論會。國際電工委員會(IEC)和國際大電網(wǎng)會議都相繼組成了專門的工作組，制定包括供電系統(tǒng)、各項電力設(shè)備和用電設(shè)備以及家用電器在內(nèi)的諧波標(biāo)準(zhǔn)，并將諧波干擾問題列入電磁兼容范圍內(nèi)。我國對諧波問題的研究起步較晚，吳竟呂等人1988年出版的《電力系統(tǒng)諧波》一書是我國有

7、關(guān)電力諧波問題較有影響的著作。夏道止等與1994年出版的《高壓直流輸電系統(tǒng)的諧波分析及濾波》是近年出版的代表性著作。林海雪、孫樹勤等在1998年出版的《電力網(wǎng)中的諧波》對諧波進行了詳細(xì)的分析。此外，唐統(tǒng)一等人和容健綱等人分別獨立翻譯了J.Atrilaga等的著作《電力系統(tǒng)諧波》一書，也在國內(nèi)外有較大的影響。諧波的研究是很有意義的。首先是因為諧波的危害十分嚴(yán)重，諧波可使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低;使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀;諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器設(shè)備燒

8、毀;諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作，對通信設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾等。諧波研究的意義，還在于其對