資源描述：
《電力系統(tǒng)中的諧波檢測理論》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、電力系統(tǒng)中的諧波檢測理論摘要：電能是最重要的能源之一，而電能質量與國民經(jīng)濟的各個部門以及人民的生活密切相關。但是近年來，隨著電力電子技術的快速發(fā)展，各種電力電子設備、家用電器以及其它非線性負荷的大量使用，使得電網(wǎng)中出現(xiàn)了大量的諧波，使得電力系統(tǒng)諧波污染問題日益嚴重，也嚴重影響了電能質量，同時對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效地運行形成了威脅。本文主要從介紹了諧波的概念、諧波的分類和危害，又簡單的分析了幾個典型的諧波源，后又介紹了諧波檢測的幾種方法。關鍵詞：諧波濾波器小波分析無功功率神經(jīng)網(wǎng)絡一、諧波概念1．諧波定義電力系統(tǒng)諧波定義是：對周期性非正弦電量進
2、行傅立葉分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量稱為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值(n=fn/f1)稱為諧波次數(shù)。電網(wǎng)中有時也存在非整數(shù)倍諧波，稱為非諧波(Non-harmonics)或分數(shù)諧波。諧波實際上是一種干擾量，使電網(wǎng)受到“污染”。電工技術領域主要研究諧波的發(fā)生、傳輸、測量、危害及抑制，其頻率范圍一般為2≤n≤40。2．諧波含量的計算(1)諧波含有率(harmonics：ratio，HR)，即n次諧波的畸變率：n次諧波分量的有效值(或幅值)與基波分量的有效值(或幅值)之比，用百分數(shù)表示，即：
3、第n次諧波電壓含有率和第n次諧波電流含有率：(2)總諧波畸變率(totalharmonicsdistortion，THD)：諧波總量的有效值與基波分量的有效值之比，用百分數(shù)表示，即電壓總諧波畸變率和電流總諧波畸變率：3．諧波變化特征及分類根據(jù)實測結果表明，電力系統(tǒng)中的諧波可分為兩種變化：(1)隨機性的變化，為小周期、短間隔的不規(guī)則性變化，反映出諧波為隨機變量的特征。(2)規(guī)則型的變化，其大小隨諧波源負荷的大小、系統(tǒng)運行方式等作大周期性的變化，例如當諧波源負荷的大小、系統(tǒng)運行方式等作大周期性的變化。當諧波源負荷增大或系統(tǒng)小方式運行時，相應的諧波電
4、流或諧波電壓將隨之增大，在較大的水平上作隨機變化。國際電工委員會(IEC)標準的規(guī)定，把諧波按其波動性質分為四類：(1)準穩(wěn)態(tài)(慢變化)諧波；(2)波動諧波；(3)快速變化諧波；(4)間諧波(interharmonie)和其它成分。4．諧波危害諧波對于公用電網(wǎng)的危害主要表現(xiàn)為在以下幾個方面：(1)諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設備的效率，大量的3次諧波流過中性線時會使線路過熱甚至發(fā)生火災。(2)諧波影響各種電氣設備的正常工作。使電機產(chǎn)生附加損耗、機械振動、噪聲和過電壓；使變壓器局部嚴重過熱；使電容器過流發(fā)熱，
5、縮短壽命。(3)諧波會引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，對系統(tǒng)，特別是對電容器和與之串聯(lián)的電抗器形成很大的威脅，常常使電容器和電抗器燒毀。(4)諧波電壓會導致繼電保護和自動裝置的誤動作，并會使電氣測量儀表計量不準確。(5)諧波信號頻譜豐富，干擾臨近通訊及信息處理設備。二、諧波源分析向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)上產(chǎn)生諧波電壓的電氣設備稱為諧波源。具有非線性特性的電氣設備是主要的諧波源，例如帶有功率電子器件的變流設備，交流控制器和電弧爐、感應爐、熒光燈、變壓器等。根據(jù)各自的非線性特性，可分為以下三類（1）阻感負載類諧波源
6、，包括發(fā)電機、變壓器、旋轉電機、帶鎮(zhèn)流器的熒光燈等；（2）電弧類變阻抗諧波源，包括電弧爐、電石爐、感應爐、弧光燈等；（3）電力電子類諧波源，包括各種交流調壓器、周波變流器、變頻器、開關電源等。阻感負載類諧波源是傳統(tǒng)的諧波制造者，從供電系統(tǒng)初次投入使用，就開始制造諧波，污染電力供應。此類諧波源的結構和材料具有顯著的非線性電磁特性，例如鐵心的磁化曲線，磁心的磁滯回線等。由于對稱性，生成的諧波只含奇次諧波，以3次諧波分量為最大。電力變壓器的勵磁電流是當時最主要的諧波源，其次是發(fā)電機。通過優(yōu)化設計結構和選用線性度好的電磁材料，可以削弱諧波的含量，減小諧
7、波畸變程度。電弧的伏一安特性具有明顯的非線性，電弧類變阻抗諧波源也是傳統(tǒng)的諧波制造者。諧波特點是雜亂無章，諧波頻譜不規(guī)則，幾乎是連續(xù)譜，但在頻率為基頻(工頻)的整數(shù)倍或某些分數(shù)倍時有明顯的峰值。冶金工業(yè)普遍使用高功率的電弧來熔煉金屬，制造特種鋼材。此類設備耗資巨大，功率驚人，屬于專用設備，一般單獨供電，已經(jīng)通過加裝有源電力濾波器抑制了大量諧波，對公用電網(wǎng)影響不大。近30年來，隨著功率電子技術的發(fā)展，各種高效、節(jié)能的電力電子設備在人民生活、工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用，電力電子設備成為當今最大的諧波源。各種電力電子設備中，以整流設備所占比例最大。從交流電網(wǎng)
8、這一側來看，電力電子設備的輸入端可能是以下幾種電路之一：整流電路，交流調壓電路，或者周波變流電路(即交一交變頻電路)。根據(jù)一項關于諧波源的調查報告}川
