基于有源滤波器和fft的电力系统谐波检测方法研究毕业设计(编辑修改稿)

基于有源滤波器和fft的电力系统谐波检测方法研究毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

造成威胁。 (三 )对电力避雷器的影响 变电站高容量，高电压变压器的励磁涌流正当程序很长一段时间，才能够持续几秒钟或更长的时间，有时还会引起谐振过电压和避雷器放电相关时间过长而损坏。 高压避雷器保护的问题参数滤波电感和电容元件带来更大的困难。 (四 )对输电线路的影响。 再加上的趋肤效应的影响，传输线谐波电流时，会产生额外的损失，从而使传输线损耗的增加。 特别是在三相电力系统的非对称的操作，增加了供电系统线路损失的中性点接地尤为显著。 东北电力大学本科毕业设计论文 13 ，导致中性点漂移。 在低电压配电网络中，零序电流和谐波电流（第 3，第 6，第 9......）的零序不仅会导致中性线电流大大增加，导致过载发热，在损失增加，压力降，导致零电位的转变，降低功率质量的供给。 (五 )对电力电缆的影响 谐波污染会使介质损耗电缆，传输损耗增加，漏电流上升，温度上升，干燥电缆的局部放电增加单相接地故障的触发增加的可能性。 由于谐波电流的电源线的放大的分布电容，当系统负荷较低时，系统电压增加时，谐波电压相应地增加。 电缆的额定电压高次谐波不稳定的电缆介质的风险越大，更容易发生故障。 (六 )对继电保护及自动装置的影响 （ 1）过度谐波电弧炉负荷，电气化铁路等大型地方电网的谐波含量将受到影响。 （ 2）频繁严重的冲击和浪涌衰减变电站通过缓慢的谐波干扰产生的电涌。 地方（ 3）短路容量太小，可能会影响一个较大的电压谐波的系统将受到影响。 （ 4）易发生在配电系统，传输系统谐波谐振，电网附近的变电站将受到影响。 （ 5）在谐波通过一个电容器组或其他原因被放大严重的网络附近将受到影响。 利用负序电流或电压，零序电流或电压，差分电流或电压启动会受谐波。 其中使用的负序列量的灵敏度开始谐波最大的。 电器或启动元件本身对谐波敏感 （ 1）晶体管或集成电路的运动保护装置的数量是非常小的，工作时间是非常小的，所以它的开始出现较大误差准则易受谐波的影响。 （ 2）通过控制系统和使用数据采样零零交叉数字继电器或计算机保护时使用的信号，会受到影响和干扰谐波。 东北电力大学本科毕业设计论文 14 (七 )对继电保护整定的影响 继电器正常运行，当高功率谐波成分可能会引起过电压保护，过电流保护误动作。 当在正序或谐波含量负序的高次谐波的三相严重不对称，负序过滤装置的可能性，以发起保护装置引起的干扰，从而导致故障。 铁路电气化作为一个地方的开放后，曾出现过注入到系统 由于大量牵引变电所谐波和负序电流供电系统造成了严重恶化的质量指标，造成负序电流发生器多次发生故障，主过流保护装置出现故障的变压器，事故距离保护电路振荡锁定装置故障，高频保护收发消息机器故障，母线差动保护和故障记录故障。 大量使用电脑防护装置，在这两个谐波干扰信号可能会引起测量误差，并且可以正常工作的设备密钥处理模块产生干扰，导致保护装置误动或拒动。 如上海宝钢电炉的影响是考虑谐波，造成谐波电流数字型微分干涉保护，差动保护跳闸事故多。 (八 )对电力系统其他运行设备的影响。 用户负序电流和谐波电流注入同步发电机的系统中，会产生额外的损失，引起局部加热发电机，降低介电强度。 同时，在输出电压波形的产生额外的谐波分量，该同步发电机转子负载的扭转振动时，降低其工作寿命。 请一定的谐波磁吹断路器线圈不能正常工作，降低断路器分断能力，没有打扰波形畸变率超过一定限度时，高压断路器切断电感电流谐波浪涌电压陡升现象可能会发生故障电流，导致断路器触头磨损。 当谐波分量较大，单相接地故障时，谐波电流的消弧线圈将可能无法正常工作，不能在地面进行补偿，从 而导致系统故障扩大。 载波通信。 主要是在语音通信，数据传输失真过程中产生的噪声的电力线载波通信干扰的高次谐波含量，降低的真实性的 EMS， DAS 的实时数据，从而导致数据错误集中抄表系统等故障。 (九 )对电力用户的影响 电气设备污染系统电源可以影响电气设备本身的可靠性。 使用电能质量污染电力电气设备，他们可能会成为污染的一个新来源，以及危险电气系统和其他用户设备。 潜在的影响包括：产生用户电机的影响。 他们影响用户补偿电容器。 对用户产生影响自动控制装置。 对居民用电的影响。 电力安全威胁。 还包括电信，造成东北电力大学本科毕业设计论文 15 干扰和影 响的广播，电视和精密制造行业，这种干扰和影响的影响，差模和共模干扰的干扰，差模干扰的频率和长线传输性能的一些分布电容相互干扰，共模干扰是由地环路干扰的变化引起的，是计算机控制单元的主要原因是工作不正常。 (十 )对用户电动机的运行影响 谐波电流通过交流电动机，使得谐波附加损耗显著增加，引起马达过热，机械振动和噪声增大。 当三相电压不对称，负序电流的定子绕组和励磁负序旋转磁场，该磁场减小最大制动扭矩和过载电动机，增加铜损，并且负序电流可以是定子绕组烧。 谐波分量的负序（ 5 次， 11 个二类）电机上和效果相同的负序电压。 当机械振动马达的固有频率的主低频分量产生的电压波动重合，诱发共振造成马达损坏。 (十一 )对用户补偿电容器的影响 无功功率配置容量的电容所占比例最大，其中用户占所有电容器电容的 2/3。 大多数这部分电容的设计只考虑了无功补偿的金额，而不考虑实际的污染电能质量点的安装，因此低操作点功率质量指标，往往会造成一些意外，如无投票补偿装置，电容器寿命低，电容器保护保险丝熔断，或甚至一个串联 并联谐振电容器谐波引起的过压和过流，从而导致电容器爆炸。 此外，由于根据平均的功率因数电容器很少由电网交换，或不切，甚至只是一个表决的实际操作的用户电容器管理评估，几乎失去了由于使电网电压调整余量，电压偏差等能源难以控制质量指标。 (十二 )对用户自动控制装置的影响 随着大规模采用数字化控制技术，进行了大量的精密载荷承受更高的要求电力质量指标。 这种装置的主要表现在三个方面，在检测模块装置引入的失真的，即在量的功率质量污染危险，妨碍正常的分析和计算，从而产生错误的输出。 此外，它会导致不可逆的损坏硬件，如精密电机， 开关电源等。 干扰保护电路的负载，从而导致故障。 谐波标准 国家标准 东北电力大学本科毕业设计论文 16 电网标称电压 （ KV） 电压总谐波畸变率（ %） 各次谐波电压含有率（ %） 奇次 偶次 10KV % % % 标准电压为 10kV 国标中注入公共连接点的谐波电流允许值（基准短路容量为 100MVA）见下表 谐波次数 3 5 7 9 11 允许值 20 20 15 谐波次数 13 15 19 23 25 允许值 按照实际容量换算后，公共连接点的谐波电流允许值 谐波次数 3 5 7 9 11 允许值 4 4 3 谐波次数 13 15 19 23 25 允许值 注：当电网公共连接点最小短路容量不同于基准短路容量时，按下式修正上表谐波电流允许值： Ih= 21SkSk Ihp 式中： Sk1—— 公共连接点最小短路容量， MVA Sk2—— 基准短路容量， MVA Ihp—— h 次谐波电流允许值， A 东北电力大学本科毕业设计论文 17 Ih—— 短路容量为 Sk1 时的第 h 次谐波电流允许值， A 谐波 治理 谐波治理的方法无外乎三个无源滤波，有源滤波和无功补偿。 下面说说分析的优点和缺点，以及市场和经济前景的两种方法。 无源滤波 无源滤波器主要由一个电感器和一个电容器。 无源滤波器，经济，简单，因而得到广泛应用的低成本。 无源滤波器可分为并联滤波器和线滤波器。 无源并联滤波器 在并行滤波器最传统的无源谐波滤波器装置，每个谐波频率需要使用一组过滤器，一般需要使用多套用于过滤不同频率谐波滤波器。 使用的多组滤波器造成结构复杂，成本高，而且由于该系统通常包含在无限多种频率的谐波分量，并且因此不能滤除所有谐波。 此外，由于并行谐波滤波器的阻抗非常低，通常它会产生较大的谐波源的谐波电流将相互在过滤器，不同的谐振频率干扰诸如谐波滤波器 7 可以将它将会放大的第五谐波。 因此，如果有人之前和过滤器被安装在平行比较后所做的谐波的情况下，你会发现：减少谐波电流的影响系统安装后，虽然一个过滤器，但每个滤波器和 谐波电流进入系统，并更比未安装过滤器前，谐波源的谐波电流也产生更多的比以前的过滤器未安装。 从广义的角度来看，频率不等于电源频率的谐波分量都是。 因此，单个频率的频率，但有无限多种谐波频率，可见谐波具有无限的复杂性，使用一个分路滤波器方法显然无法应付的无限谐波频率分量。 无源串联滤波器 LC 由电感和线路滤波器的电容串联以非常低阻抗的串联谐振点，如果我们构建了一个串联谐振点线供电的滤波器的频率，以及该系列中的行中，可以滤除所有谐波。 这是在在线过滤器在本文中描述的，在线过滤器串联的电感和电容制成，并且被连接在电源 和负载之间串联，所以线路滤波器的“串联”字具有双重意义：该电感与电容串联的一个意思，另一个打算串联在电路。 在三相电路中均接入线路滤波器，带通滤波器，由于一系列的基波电流阻抗很小，而高次谐波电流的阻抗较大，因此只有一组滤波器可以过滤掉所有频率的东北电力大学本科毕业设计论文 18 谐波。 线路滤波器对于具有一个非常低的频率的阻抗，从谐振频率的当前点，阻抗的增大，偏差的偏差，越阻抗增大的电流共振点。 对于共振点比基于电感，点的阻抗，以频率低于谐振电流分量的电流分量的频率越高，电容器阻抗为主。 因为高次谐波分量一般低于基频，谐波滤波器的工作主要是由电感 完成，电容效应是由基频阻抗的电感抵消。 因为谐波滤波器的主要功能是通过电感器完成，从而更大的谐波滤波电感更好的量。 然而，电感越大价格越高，损失越大，所以高达考虑成本问题和电感尽可能小的损失是可取的。 当感抗的基本等效基本负载阻抗小于 50％，良好的过滤效果不能达到（相当于基本负载阻抗是负载相电压和相电流的有效值比）。 因此，根本电感电感必须大于 50％的负载等效基波阻抗。 的不同自由设计的电容器和电感器的选择的选择变为电感和电容器的电压电平只有一个固定数量的，不能随意设计。 例如，在低压配电系统， 230V 电压400V 及仅电力电容器可用。 由于电容器串联在电路中，电容电流是负载电流，当电容器的实际工作电压等于额定电压，流过电容器的电流等于额定电流的电容器，该电容器可以得到充分的利用，因此，当电容器在实际工作电压等于其额定电压时，成本最低的电容器。 串联滤波器的实际成本主要由一个电感器和一个电容器的成本。 的基本相等，相同的电流，电感和电容，因此同样的基本的工作电压的串联谐振阻抗的电感 和电容。 如已经解释的，当电容器的实际工作电压等于额定电压，最低成本的电容器，电感器，因此应等于电容器额定电压的实际工作电压。 电容器的额定电压在很大程度上是电网电压，如果实际工作电压的电感等于电容器的额定电压，等效电感性阻抗和负载阻抗而，就可以得到最佳的性能价格比。 在此基础上，如果提高电感电感，虽然过滤效果可以增加，但是没有多大增加，成本增加的电容器的电感与串联，在成本性能下降急剧增加成本，因此感抗大比基本负荷时，没有实际意义的基本阻抗效应等的 200％，如果低电感的电感，滤波器性能，降低电感的成本，电容器的电 容增加，从而增加了成本，成本性能也下降。 为了获得足够的可靠性，电感和电容的实际工作电压应大于电容器的额定电压略低。 当由外部网络窜入产生的谐波电流影响电源和负载装置之间的网络负载装东北电力大学本科毕业设计论文 19 置的正常运行串联连接的过滤器可以阻止谐波的正常运行保证负载装置。 当由网络设备产生的谐波影响的系统，该装置是产生谐波谐波源，接入线路滤波器之间的功率可以使产生显著降低小谐波源的谐波电流的谐波源。 应当注意：在在线过滤器启用自生谐波源谐波电流降低，从而使减小由污染所产生的污染的当量，是治本的手段。 并行不减少谐波滤波器和产生谐波源，而是 提供一个低阻抗路径的谐波电流和避免污染谐波电流系统，污染的等效第一然后控制方式，它是治标的手段。 当过滤器被连接在所述电源和严重失真发生谐波源谐波源输入电压波形之间串联，该电压波形失真的定时使电流谐波源接近正弦波。 该输入电压波形失真可能会影响谐波源控制电路，所述控制电路的正常运行，如果情况不出现正常操作，则应该控制电源电路，它连接到第一线滤波器。 有源滤波 有源谐波滤波器器件的无源滤波器的基础上发展起来的。 利用有源滤波装置 有源滤波装置可以做及时补偿，而不会增加电容元件网格，良好的过滤效果，其额定功功率范围内时，过滤效果是百分之百。 的有源滤波装置的缺点 有源滤波装置由于电力电子电压，额定电流的发展限制，成本高，生产也比无源滤波器更复杂，成本会高很多。 的有源滤波装置原理 有源滤波装置主要由功率电子元件的电路，以产生一个谐波频率和相同的系统，相同的幅度，但相反的相位与系统的谐波电流谐波电流消除。 应用有源滤波装置 APF 主要应用是一个计算机控制系统电源系统，电源系统，特别是在办公室，供电系统的控制计算机的工厂。 状态有源滤波装 置 对于单一的有源滤波装置，它的利润是可观的，但用户一般不愿意采用有源滤波器，谐波含量，并且不过滤太干净，它不会危及其他电器就能。 东北电力大学本科毕业设计论文。