关于电力系统斜波分析方面的资料
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而,谐波问题却成为了影响电力系统质量的一个不容忽视的因素。
谐波不仅会导致电力设备的损坏,还会增加电能损耗,降低电力系统的可靠性。
因此,对电力系统中的谐波进行深入分析,并采取有效的治理措施,具有十分重要的意义。
一、谐波的产生要理解谐波,首先需要了解它的产生原因。
谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。
常见的非线性负载包括各种电力电子设备,如变频器、整流器、逆变器等,以及电弧炉、荧光灯等。
以变频器为例,它通过对电源进行快速的通断控制来实现对电机转速的调节。
在这个过程中,电流和电压的波形不再是标准的正弦波,而是包含了各种频率的谐波成分。
整流器在将交流电转换为直流电的过程中,由于其工作特性,也会产生谐波。
同样,电弧炉在工作时,电弧的不稳定燃烧会导致电流的剧烈变化,从而产生谐波。
二、谐波的危害谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。
对电力设备而言,谐波会使变压器、电动机等设备产生额外的损耗,导致设备发热增加,缩短使用寿命。
对于电容器来说,谐波电流可能会使其过载甚至损坏。
在电能质量方面,谐波会导致电压和电流波形的畸变,使电能质量下降,影响用电设备的正常运行。
例如,对于计算机等精密电子设备,谐波可能会引起数据丢失、误操作等问题。
此外,谐波还会增加电力系统的无功功率,降低功率因数,从而增加线路损耗和电能浪费。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波,首先需要对其进行准确的分析。
目前,常用的谐波分析方法主要有傅里叶变换、小波变换和瞬时无功功率理论等。
傅里叶变换是谐波分析中最常用的方法之一。
它可以将一个复杂的周期性信号分解为不同频率的正弦波分量,从而得到各次谐波的幅值和相位信息。
然而,傅里叶变换在处理非平稳信号时存在一定的局限性。
小波变换则能够很好地处理非平稳信号,它通过对信号进行多尺度分析,可以更准确地捕捉到信号在不同时间和频率上的特征。
电力系统中的谐波分析与治理研究
电力系统中的谐波分析与治理研究引言:电力系统中的谐波分析与治理是当今电力工程领域的重要研究方向之一。
随着电力负荷的不断增长和电力设备的复杂化,电力系统中的谐波问题日益突出。
谐波对电力系统的稳定运行和设备的正常使用都会产生不良影响。
因此,深入研究电力系统中的谐波分析与治理对于确保电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
第一部分:电力系统谐波的基本概念与特征1.1 谐波的定义与分类谐波是电力系统中特定频率的电压或电流成分,其频率是基波频率的倍数。
根据频率的不同,谐波可分为低次谐波、中次谐波和高次谐波。
1.2 谐波的产生原因电力系统中的谐波主要来源于非线性负载设备,如电力电子设备、电弧炉等。
这些设备存在非线性特性,使得电流和电压不再是正弦波形,从而产生谐波。
1.3 谐波对电力系统的影响谐波会引起电力系统中的电压和电流失真,导致设备故障、功率损耗增加,甚至对周围环境产生干扰。
因此,谐波对电力系统的分析与治理是非常必要的。
第二部分:电力系统谐波分析的方法与工具2.1 谐波分析的数学模型电力系统谐波分析一般采用复数分析法,将电流和电压分解为基波和各次谐波分量,并通过频域或时域分析得到波形和频谱信息。
2.2 谐波分析的工具和软件目前,谐波分析的工具和软件很多,如MATLAB、PSCAD等。
这些工具提供了各种算法和方法,能够对电力系统中的谐波进行分析和计算。
第三部分:电力系统谐波治理的方法与措施3.1 谐波治理的目标和原则电力系统谐波治理的目标是减小和控制系统中的谐波,以确保系统的稳定运行。
治理应遵循经济性、可行性和可靠性原则。
3.2 谐波治理的方法谐波治理的方法主要包括:减小负载对谐波电压的污染、改进设备的电磁兼容性、采用滤波器等被动措施。
3.3 谐波治理的设备与技术治理设备包括各种谐波滤波器、逆变器、电抗器等。
而谐波治理技术主要包括主动滤波技术、谐波电流抑制技术等。
第四部分:电力系统谐波研究的案例和进展4.1 谐波问题在电力系统中的案例以往的研究中,谐波问题的案例主要集中在工业用电和大型电力站。
电力系统中的谐波分析及控制研究
电力系统中的谐波分析及控制研究近年来,电力系统中的谐波问题越来越引起人们的关注。
因为谐波会破坏电力设备,导致电力质量下降,从而对经济和社会造成不良影响。
因此,电力系统中的谐波分析及控制研究成为了电力领域中研究的热点。
一、电力系统中的谐波问题在电力系统中,谐波是指一种在电力系统中产生的频率为整数倍于基频的波形。
虽然一些电气设备(如电脑等)需要使用电子元件对电能进行处理,但是这样的处理会引入一些非线性元件,从而引起谐波的发生。
而这些谐波会导致各种问题,比如加速设备的老化,损坏电子元件,产生噪声,降低电力质量等。
二、谐波分析谐波分析是指在电力系统中通过各种方法对谐波进行诊断和检测,了解谐波波形和谐波频率的一种方法。
谐波分析可以帮助电力工程师确定谐波产生的原因,从而预测谐波对电力系统的影响。
其中,常用的方法包括谐波分析仪、谐波振荡器、数字示波器等等。
谐波分析仪是一种通过测试电路中的电量来确定谐波的频率和大小的测试仪器。
谐波振荡器是一种通过发出谐波频率的信号来检测电路中的谐波的设备。
数字示波器则是一种通过输入特定频率波形的测试仪器,将波形转化为数字信号并显示在屏幕上来分析谐波。
还有一些新近的谐波分析方法也得到了广泛关注,比如基于小波变换的谐波分析方法、基于神经网络的谐波分析方法等等。
这些新的谐波分析方法有效地将谐波分析技术推向了更前沿的广阔领域。
三、谐波控制由于谐波会对电力系统产生诸多损坏,因此需要对谐波进行有效地控制。
谐波控制可以分为被动控制和主动控制。
被动控制是通过使用滤波器等被动元件将电路中的谐波滤除来达到控制谐波的目的。
而主动控制则是通过控制电路中特定的元件,来生成反向的谐波信号使谐波得到抵消的。
滤波器是被动控制谐波的一种常见控制方法。
滤波器可以使电路中的谐波被滤除,并将滤除后的电流或电压输出到下游电路。
其中比较常用的滤波器有LC、RC、RLC等。
主动控制谐波比被动控制谐波更加高效和灵活。
主动控制谐波通过控制可变电阻、电感,可以生成反向的谐波信号对谐波进行抵消。
电力系统中的谐波分析与控制研究
电力系统中的谐波分析与控制研究谐波是电力系统中的一种普遍存在的问题,它会对系统的稳定性和可靠性产生负面影响。
因此,对电力系统中的谐波进行分析与控制研究具有重要意义。
本文将重点讨论电力系统中谐波的产生机理、谐波分析的方法和谐波控制的技术。
首先,我们需要了解谐波的产生机理。
谐波是指在电力系统中,电压和电流波形中除了基波外的幅值为正整数倍基波频率的谐波成分。
谐波的产生主要来源于非线性负载设备,如电弧炉、变频器、电子设备等。
这些设备会引入谐波电流,导致电网中出现谐波电压,进而影响系统的稳定性。
接下来,我们将讨论电力系统中谐波分析的方法。
谐波分析的目的是确定电力系统中谐波的大小、频率和相位,以便针对性地采取控制措施。
一种常用的方法是通过频谱分析来确定谐波成分。
频谱分析可以将电压和电流波形分解为不同频率分量,从而得到谐波的频谱。
在现代电力系统分析中,快速傅立叶变换(FFT)是一种常用的频谱分析方法。
FFT可以将时域数据转换为频域数据,显示不同频率分量的幅值和相位信息。
这使得我们能够准确测量谐波分量的大小和频率,并对其产生的原因和影响进行分析。
除了频谱分析外,时域分析也是一种常见的谐波分析方法。
时域分析通过观察电压和电流的波形,直接检测谐波成分。
这种方法对于精确测量瞬态谐波和高次谐波非常有效。
时域分析可以结合FFT得到更全面的谐波信息。
了解谐波分析方法后,我们可以进一步探讨谐波控制的技术。
谐波控制的目标是减小谐波的幅值,降低其对系统的负面影响。
传统的谐波控制方法包括使用滤波器、变压器和谐波抑制装置。
滤波器是一种常见的谐波控制装置,它通过选择性地通过或阻断不同频率的谐波成分,将谐波从电网中滤除。
滤波器的设计需要根据谐波频率和谐波电流大小来确定。
滤波器通常分为有源滤波器和无源滤波器两种类型,根据实际情况选择合适的滤波器。
变压器也可以用于谐波控制。
谐波电流会导致变压器损耗和热效应的增加,降低变压器的工作效率和寿命。
电力系统谐波检测与分析研究
电力系统谐波检测与分析研究电力系统在供电过程中产生谐波,这是由于电力系统中的非线性负载导致电流和电压的波形失真所致。
谐波对电网设备的运行安全和电力质量都有着重要的影响。
因此,对电力系统谐波进行检测和分析成为了电力行业中的一个重要课题。
本文将探讨电力系统谐波检测与分析的研究进展以及相关技术和方法。
首先,我们将介绍电力系统谐波的基本概念和产生原因。
接着,我们将介绍谐波检测的主要方法和技术。
最后,我们将讨论谐波分析的研究成果和应用。
电力系统谐波是电力系统中频率为基波频率的整数倍的波形成分。
这些谐波产生的原因主要是非线性负载的存在,如电子设备、电力电子设备、调制器等。
在电流和电压波形失真的情况下,谐波的存在会导致电力系统中的功率流失、电流增大、电磁干扰等问题。
而这些问题都与电力系统的稳定性和电力质量密切相关。
谐波检测是指对电力系统中的谐波进行测量和监测的过程。
主要方法包括功率谐波分析仪、示波器、频谱分析仪等。
功率谐波分析仪是一种能够精确测量电流和电压谐波含量的仪器,可以对电力系统中的谐波进行实时监测和分析。
示波器则可以用来显示电流和电压的波形,通过观察波形的形状和频谱,可以初步判断谐波的存在。
频谱分析仪则可以对电力系统中的信号进行频谱分析,可以更加准确地测量和分析谐波含量。
谐波分析是在谐波检测的基础上,对谐波进行详细的分析和研究。
谐波分析可以从频谱分析的角度来研究谐波的特性和分布。
通过分析谐波的频率分布,可以确定谐波的来源和产生机制。
同时,谐波分析还可以研究谐波对电力系统的影响,如电流和功率的失真、电力设备的损耗等。
谐波分析的研究成果可以为电力系统的运行和维护提供科学依据。
近年来,随着电力系统规模的扩大和电力负载的增加,谐波检测与分析研究也得到了更多的关注和重视。
在谐波检测方面,不断涌现着更加精确和高效的检测仪器和技术。
谐波分析方面,研究者们通过模拟和实验等手段,深入研究和分析了谐波的特性和对电力系统的影响。
电力系统中的谐波与电磁干扰分析
电力系统中的谐波与电磁干扰分析导言:电力系统是现代社会运转的重要基础设施之一,但在其运行过程中,常常会面临谐波和电磁干扰的问题。
谐波是指电力系统中出现的频率是基波频率的整数倍的电压或电流成分,而电磁干扰则是指电力系统中的电磁波辐射对其他电子设备和通信系统的干扰。
本文将深入分析电力系统中的谐波和电磁干扰的原因、危害以及相应的解决方法。
一、谐波的形成和危害1. 谐波的形成谐波是由于非线性负荷在电力系统中的存在引起的。
非线性负荷如电子电器、电感、电容等设备,在工作时会产生非线性电流,在电源电压的作用下,会将谐波电流注入电力系统中。
这些谐波电流会使电力系统中的电流波形变成失真的非正弦波形。
2. 谐波的危害谐波对电力系统和设备都会造成一定的危害。
首先,谐波会引起电力系统中的电流和电压的失真,导致电能质量下降。
其次,谐波会引发电力系统中的共振问题,进而损坏电容器、互感器等设备。
此外,谐波还会导致电力系统中的电机运行不稳定,降低设备的寿命,甚至引起设备的故障和损坏。
因此,谐波问题应引起足够的重视。
二、电磁干扰的产生和危害1. 电磁干扰的产生电磁干扰是电力系统中的电磁波辐射对其他电子设备和通信系统的干扰。
电力系统中各种设备和传输线路中的电流和电压会产生电磁场,这些电磁场以无线电波的形式辐射出去,与其他设备和系统产生相互作用,引起电磁干扰问题。
2. 电磁干扰的危害电磁干扰会带来许多危害。
首先,电磁干扰会影响通信系统的正常运行,导致通信中断、信息传递错误等问题。
其次,电磁干扰会影响其他电子设备的正常工作,引起设备的故障和损坏。
此外,电磁干扰还可能对人体健康造成一定的影响,引起生理和心理方面的问题。
三、谐波和电磁干扰的解决方法为了解决电力系统中的谐波和电磁干扰问题,可以采取以下方法:1. 谐波的解决方法(1)降低非线性负荷的影响:通过选用低谐波电器设备、采用滤波电容器等措施来减少非线性负荷对电力系统的谐波注入。
(2)滤波器的应用:在电力系统中安装合适的谐波滤波器,可以过滤掉谐波成分,减少谐波的产生和传播。
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而,谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量,还可能对电力设备造成损害,增加能耗,甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
因此,对电力系统中的谐波进行深入分析,并采取有效的治理措施,具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中,谐波的产生主要源于以下几个方面:1、非线性负载电力系统中的许多负载,如电力电子设备(如变频器、整流器、逆变器等)、电弧炉、荧光灯等,其电流与电压之间不是线性关系,从而导致电流发生畸变,产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形,进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称,以及铁芯的不均匀等因素,也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的,主要包括以下几点:1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时,会增加线路的电阻损耗和涡流损耗,导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热,降低电机的效率和使用寿命;对电容器来说,谐波可能导致其过电流和过电压,甚至损坏;对于变压器,谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰,影响通信设备的正常工作,导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变,导致电压波动、闪变等问题,影响供电的可靠性和稳定性。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波,首先需要对其进行准确的分析和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种:1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开,可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换(FFT)FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法,大大提高了计算效率,适用于对大量数据的实时分析。
电力系统中的谐波分析技术及应用教程
电力系统中的谐波分析技术及应用教程简介:在电力系统中,谐波分析技术被广泛应用于电力质量监测与评估、设备故障诊断与排除、谐波滤波器的设计等方面。
本文将介绍电力系统中谐波分析的基本原理、常用的谐波分析方法以及谐波分析在电力系统中的应用。
一、谐波分析的基本原理1.1 谐波的概念谐波是指波形与基波具有相同频率但具有不同幅值和相位的波形。
在电力系统中,谐波是由非线性负载和电力设备引起的。
常见的负载谐波包括电弧炉、变频器、电子设备等。
1.2 谐波分析的原理谐波分析的基本原理是将电力系统中的电压和电流信号经过傅里叶变换,将复杂的波形分解为一系列的正弦波,然后通过计算得到各个谐波分量的频率、幅值和相位。
根据这些参数,可以评估电力系统中的谐波程度,进而采取相应的措施进行修复或优化。
二、谐波分析方法2.1 快速傅里叶变换(FFT)快速傅里叶变换是最常用的谐波分析方法之一,它可以将时域信号转换为频域信号。
通过FFT分析,可以得到电力系统中各个谐波分量的频率、幅值和相位,并进一步计算谐波总畸变率(THD)等参数。
FFT算法的优势在于高速、高效,并且可以利用现有的计算平台进行实时分析。
2.2 小波变换小波变换是一种时频分析方法,可以同时提供时间域和频域信息。
相比于FFT,小波变换在时域和频域的分辨率上更具优势,能够更准确地分析瞬态过程和短时谐波。
小波变换在电力系统中的应用越来越广泛。
2.3 自适应滤波器法自适应滤波器法结合了信号处理和协方差分析原理,可以自动识别和消除电力系统中的谐波。
通过建立自适应滤波器,可以实时跟踪电力系统中的谐波分量,并对其进行有效的滤波补偿。
自适应滤波器法在电力系统的谐波控制中具有重要的应用价值。
三、谐波分析在电力系统中的应用3.1 电力质量监测与评估谐波对电力质量产生显著的影响,会导致电压波动、电流畸变、设备损坏等问题。
通过谐波分析,可以准确评估电力系统中的谐波情况,及时发现潜在问题,并采取措施改善电力质量。
电力系统的谐波分析与抑制研究
电力系统的谐波分析与抑制研究谐波是电力系统中一个普遍存在的问题,由于谐波的存在会降低系统的效率,引起设备损坏甚至系统崩溃,因此对于电力系统的谐波分析与抑制研究具有重要的意义。
本文将深入探讨谐波的概念、产生原因以及相应的分析与抑制方法。
一、谐波的概念与产生原因谐波是指电力系统中频率是基波频率的整数倍的非基波信号。
在电力系统中,谐波的产生主要有两个原因:非线性负载和谐波源。
非线性负载是指在电力系统中存在的像电子设备、调速电机等具有非线性特性的负载。
由于这些负载的特性,当负载电流不是正弦波时,会产生谐波。
谐波源是指在系统中存在的一些直接产生谐波的设备,例如电弧炉、电弧炉变压器等。
这些设备会直接产生谐波,对系统造成干扰。
二、谐波分析方法为了准确分析电力系统中的谐波问题,我们需要采用适当的谐波分析方法。
常用的谐波分析方法主要有频谱分析法、时间域分析法和组成分析法。
频谱分析法是通过将信号分解为一系列不同频率的正弦波来分析谐波成分。
这种方法基于傅里叶级数展开的理论,对信号进行变换后得到谐波的幅值和相位信息。
时间域分析法主要是针对非周期性谐波进行谐波分析,适用于信号比较复杂的情况。
而组成分析法则是通过对谐波进行分离和归类,进一步研究谐波的频谱特性和波形特征。
三、谐波抑制方法谐波对电力系统的影响必须得到合理的抑制,以保证系统的正常运行。
目前常用的谐波抑制方法主要包括滤波器、变压器设计和降低负载对谐波的响应等。
滤波器是最常见的谐波抑制设备,可以根据不同的谐波成分选择不同类型的滤波器进行抑制。
常用的滤波器包括谐波干扰抑制器、谐波滤波器、有源滤波器等。
这些滤波器可以有效地消除谐波干扰,保证系统的稳定运行。
变压器设计也可以用来抑制谐波。
通过改变变压器的设计参数,例如导电屏蔽、磁纳阻和铜损耗等,可以降低谐波的影响。
此外,合理规划电力系统中的变压器容量分配和联结方式,也可以有效减少谐波问题。
降低负载对谐波的响应也是一种有效的抑制方法。
电力系统的谐振与谐波分析
电力系统的谐振与谐波分析电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施,它为人们的生活提供了稳定可靠的电能供应。
然而,在电力系统运行过程中,谐振与谐波问题常常会引起系统的不稳定和设备的损坏,因此对电力系统的谐振与谐波进行分析和控制是非常重要的。
谐振是指电力系统中的电容、电感和电阻等元件之间的相互作用导致的电压或电流的周期性振荡现象。
谐振可能会导致电力系统的频率偏离标准值,甚至引起系统的不稳定和设备的损坏。
为了分析和控制谐振问题,我们需要了解电力系统中的谐振机理和谐振的影响因素。
谐振机理主要涉及电力系统中的电容、电感和电阻等元件之间的相互作用。
当电容和电感元件之间的谐振频率等于系统的固有频率时,谐振现象就会发生。
这种谐振现象可能会导致电压或电流的不稳定振荡,进而引起设备的损坏。
因此,我们需要对电力系统中的谐振频率进行分析和控制,以确保系统的稳定运行。
谐振的影响因素主要包括电力系统中的元件参数、系统拓扑结构和外部扰动等。
元件参数的变化会直接影响谐振频率的大小和位置,因此我们需要对电力系统中的元件参数进行准确的测量和控制。
此外,电力系统的拓扑结构也会对谐振频率产生影响,因为不同的拓扑结构会导致不同的电容和电感的连接方式。
最后,外部扰动如电力负荷的突变和电源的波动等也会引起谐振现象,因此我们需要对外部扰动进行合理的分析和控制。
除了谐振问题外,谐波问题也是电力系统中需要关注的重要问题。
谐波是指电力系统中频率为整数倍于基波频率的非线性电压或电流成分。
谐波问题可能会导致电力系统中的电压和电流失真,进而引起设备的损坏和电能的浪费。
因此,对电力系统中的谐波进行分析和控制也是非常重要的。
谐波的分析和控制需要了解电力系统中的非线性元件和谐波滤波器等技术。
非线性元件如电力电子器件和非线性负载等会引起谐波的产生,因此我们需要对非线性元件进行合理的设计和控制。
此外,谐波滤波器可以用来抑制电力系统中的谐波,它通过选择合适的频率响应特性来实现谐波的消除。
电力系统中的谐波分析技巧
电力系统中的谐波分析技巧谐波是在电力系统中经常发生的一种现象。
它们是电力系统中除了基波(频率为50Hz或60Hz)外的其他频率成分。
谐波会导致电力系统中电压和电流的失真,进而影响系统的稳定性和运行质量。
因此,对谐波进行准确的分析和评估对于保障电力系统的正常运行至关重要。
本文将介绍电力系统中的谐波分析技巧,帮助读者更好地理解和处理谐波问题。
一、谐波分析的基本概念谐波分析是对电力系统中出现的谐波进行定量分析和评估。
其目的是确定谐波的源头、频率、振幅和相位等参数,以便采取相应的措施来减少谐波的影响。
谐波分析的基本工具是傅里叶级数和傅里叶变换,通过将谐波信号展开成一系列正弦函数的和,可以得到谐波的频率和振幅。
二、谐波分析的步骤1. 数据采集:首先需要采集电力系统中的电压和电流信号。
这可以通过专门的谐波分析仪器或传感器进行实时监测,也可以利用历史数据进行离线分析。
2. 信号处理:采集到的电压和电流信号需要进行预处理,包括滤波、去直流、采样等步骤。
滤波可以去除干扰信号,去直流可以使信号的均值为零,采样可以将连续信号转换为离散信号。
3. 傅里叶变换:对预处理后的信号进行傅里叶变换,将时域信号转换到频域。
傅里叶变换可以把信号分解成谐波的频率、振幅和相位信息,方便后续的分析和处理。
4. 谐波分析:对傅里叶变换得到的频谱进行分析,确定谐波的频率、振幅和相位等参数。
可以使用傅里叶级数展开法、阶梯逼近法等方法来拟合频谱,得到谐波的具体特征。
5. 故障诊断:根据谐波分析的结果,判断谐波是否达到了规定的限值,以及谐波的源头是否来自电力系统内部或外部设备。
如果谐波超过了限值,需要进一步诊断故障原因并采取相应的措施。
三、谐波分析的技巧1. 选择合适的谐波分析仪器:根据实际需求选择合适的谐波分析仪器,包括采样率、频率范围、精度等参数。
仪器的选择应考虑到分析任务的复杂性和精度要求。
2. 合理设置采样参数:采样率和采样时长是影响谐波分析结果的重要参数。
电力系统中的谐波分析和滤波算法
电力系统中的谐波分析和滤波算法电力系统是工业生产和居民生活中不可或缺的基础设施之一,它的稳定性和可靠性直接关系到社会经济发展和人民生活质量。
然而,在电力系统中,会产生诸如电机的旋转磁场、电子器件的非线性、电容器的谐振等诸多问题,这些微妙的电磁现象会引起各种电力质量问题,其中最常见的就是谐波。
什么是谐波?谐波其实是一种特殊的波形,它的频率是原始电源频率的整数倍,而且在电力系统中经常出现的谐波主要有5、7、11、13、17等奇次谐波和3、6、9、12等偶次谐波。
虽然说谐波的幅值很小,但是由于它是基波的整数倍,会出现周期性、不对称、非线性的波形,从而影响到电网运行的稳定性和电器设备的正常工作。
谐波的影响谐波的影响有以下几个方面:1. 电器设备的故障由于谐波会引起设备内部的过电压、过热、电磁干扰等故障,长期作用下会导致设备寿命缩短、质量下降,甚至会引起故障。
2. 工作效率低下设备受到谐波的影响后,其效率会下降,如电机的功率输出降低、磨损加快、损耗增大等。
3. 能源浪费谐波会导致照明、空调、电梯等设备的能源消耗增加,造成能源浪费。
4. 电能质量劣化谐波会使电网出现电压闪变、电流母线共模电压骤降、电磁干扰等电能质量问题。
如何解决谐波问题?解决谐波问题的方法是通过过滤器对谐波电流进行滤波,以达到抑制谐波、净化电源等目的。
目前,常见的谐波滤波器分为被动滤波器和主动滤波器两种。
1. 被动滤波器被动滤波器主要是通过电感、电容等元件来实现滤波的。
常见的被动滤波器有L-C滤波器、L-C-R滤波器、L-C-R-C-L滤波器等。
被动滤波器的优点是结构简单、安装方便、可靠性高,但是其缺点也很明显,比如只能固定抑制特定频率的谐波、消耗电能较大等。
2. 主动滤波器主动滤波器是利用现代电力电子技术设计的滤波器,能够根据电网中实际的谐波水平来自适应调节,以达到最佳滤波效果。
主动滤波器的核心部件是PWM逆变器和微处理器控制系统,其优点是能够实现精确的谐波滤波效果、消耗较少的电能等。
电力系统中的谐波分析与滤波器设计
电力系统中的谐波分析与滤波器设计谐波是指在电力系统中产生的与基波频率不同的周期性波动。
在电力系统中,各种电力设备和负载会引入谐波,导致电网中出现频率不是50Hz(或60Hz)的电压和电流波形。
谐波对电力系统的稳定性和设备的正常运行造成了许多不利影响,因此谐波分析和滤波器设计是电力系统工程中的重要环节。
谐波分析是指通过测量、分析和评估电网中的谐波含量和频率,以便减少谐波对系统的负面影响。
谐波分析的第一步是进行谐波测量。
常用的谐波测量设备包括数字式谐波分析仪、示波器和功率质量分析仪。
这些设备能够测量电压和电流波形,并计算出各阶谐波的含量和相位。
通过对谐波分析结果的评估,可以确定系统中谐波问题的严重程度和主要源头。
在谐波分析的基础上,根据实际情况设计合适的滤波器是解决谐波问题的关键。
滤波器是一种能够滤除谐波波形的设备,其作用是在电网中引入合适的阻抗来抑制谐波的传输与扩散。
谐波滤波器的设计需要考虑电力系统的频率及其谐波频率、电源类型、负载特点、系统容量以及谐波抑制要求等因素。
谐波滤波器通常分为无源滤波器和有源滤波器两类。
无源滤波器主要由阻抗元件组成,如电感、电容和电阻。
它们被设计为在特定的谐波频率上具有较高的阻抗,以便吸收或反射谐波电流。
有源滤波器则利用电子器件(如晶体管、场效应管和运算放大器)产生与谐波相反相位的电流,从而实现谐波的相消。
常见的谐波滤波器设计方法包括被动滤波器、谐波箱和主动滤波器。
被动滤波器是应用最广泛的一种,通过选择合适的电感和电容值来滤除特定的谐波分量。
谐波箱是一种集成了多个被动滤波器的设备,可以同时滤除多个谐波分量。
主动滤波器则利用电子器件实时控制谐波电流,以实现较高的谐波抑制效果。
在谐波滤波器设计过程中,需要根据电力系统的实际情况选择适当的滤波器拓扑结构。
常见的拓扑结构包括LC型滤波器、LCL型滤波器和有源滤波器。
LC型滤波器是最简单的一种,由电感和电容串联组成,适用于滤除低频谐波。
电力系统中的谐波问题分析
电力系统中的谐波问题分析
谐波是指正常电流波形的一种失真,一般是由非线性负载发射的。
开关模式电源(SMPS)、调速电机及驱动、复印机、个人电脑、激光打印机、传真机、电池充电器以及UPS等都属于非线性负载。
单相非线性负载在现代办公大楼中较为常见,而三相非线性负载则普遍存在于工厂和工业车间里。
多数配电系统上的大部分非线性电力负载来自SMPS设备。
比如,所有计算机系统使用SMPS把市电交流电压转换为供内部电子设备使用的稳定低压直流电。
这些非线性电源会产生高振幅短脉冲电流,造成电流和电压波形严重失真谐波失真,一般按总谐波失真(THD)衡量。
该失真向后传播回到电源系统,将影响连接在同一电源上的其他设备。
多数电力系统可以容忍一定程度的谐波电流,但当谐波在总负载中所占比例较为明显时就会出现问题。
随着这些频率较高的电流流经电力系统,它们会造成通信错误、过热和硬件受损,比如:
配电设备、电缆、变压器、备用发电机等过热
谐波阻抗造成的高电压和环流
发热并浪费电能的高中性线电
因电压失真严重导致设备故障
增大了连接设备中的内部能耗,造成元器件失效并缩短使用寿命
支路断路器伪跳闸
计量错误
配线和配电系统失火
发电机失效
高振幅系数及有关问题。
电力系统的谐波分析与抑制
电力系统的谐波分析与抑制谐波是指在电力系统中产生的频率不同于基波频率的电压和电流波形成分。
谐波的存在对电力系统的稳定性和可靠性产生了负面影响,因此对谐波进行分析与抑制是电力系统设计和运行中的重要任务之一。
谐波分析是对电力系统中谐波进行定量研究和评估的过程。
在电力系统中,谐波主要由非线性负载引起,如电弧炉、变频器、电子设备等。
这些负载对电网的电压和电流波形产生扭曲,引入了谐波成分。
谐波分析可以通过测量电网中的电压和电流波形,利用傅里叶变换等数学方法,将谐波成分分解出来,并对其进行定量评估。
谐波分析的结果可以用来评估电力系统的谐波水平,了解谐波对系统设备的影响程度。
根据分析结果,可以采取相应的抑制措施,以降低谐波水平,提高系统的稳定性和可靠性。
常见的谐波分析指标包括谐波总畸变率(THD)、谐波电压和电流的频谱分布等。
谐波抑制是通过采取合适的技术手段和设备,减少电力系统中谐波的产生和传播。
常见的谐波抑制方法包括:1. 使用滤波器:滤波器是一种能够选择性地通过或阻断某一频率成分的电路。
在电力系统中,可以使用谐波滤波器来滤除谐波成分,以减少谐波对系统的影响。
常见的谐波滤波器包括谐波电流滤波器和谐波电压滤波器。
2. 优化设备设计:在电力系统设备的设计中,可以采取一些措施来减少谐波的产生。
例如,合理选择电力变压器的磁路材料和结构,减少谐波的产生和传播;在变频器的设计中,采用多级逆变结构和滤波电路,减少谐波的输出等。
3. 加强设备维护管理:电力系统中的设备如果存在故障或老化现象,往往会加剧谐波的产生和传播。
因此,加强设备的维护管理工作,及时排除故障和更换老化设备,对于谐波抑制具有重要意义。
4. 教育与培训:对于电力系统的用户和操作人员,提高其对谐波的认识和理解,加强谐波抑制的意识和能力,对于减少谐波的产生和传播也起到积极的作用。
综上所述,电力系统的谐波分析与抑制是电气工程中重要的研究领域。
通过谐波分析,可以了解谐波对电力系统的影响程度;通过谐波抑制,可以采取相应的技术手段和设备,减少谐波的产生和传播。
电力系统中的谐波分析与控制研究
电力系统中的谐波分析与控制研究引言谐波是指周期性的波形信号,其频率是基频(通常为电网频率)的整数倍。
电力系统中的谐波问题是一个长期存在的挑战,随着电力系统规模的扩大和电力负荷的增加,谐波问题对系统的安全运行和电气设备的正常工作产生了越来越大的影响。
本文将探讨电力系统中谐波分析与控制的研究,包括谐波的产生机制、谐波分析方法以及常见的谐波控制技术。
一、谐波的产生机制1. 非线性负载非线性负载是谐波问题的主要原因之一。
电力系统中的电气设备,如电弧炉、逆变器和整流器等,常常存在非线性负载。
非线性负载会导致电流波形失真,产生谐波。
2. 输电线路和变压器的磁饱和输电线路和变压器中的磁饱和也是谐波问题的重要原因之一。
当输电线路或变压器中的磁通密度超过一定阈值时,会出现磁饱和现象,使得系统中产生谐波。
3. 电力电子器件电力电子器件的广泛应用也导致了电力系统中谐波问题的加剧。
电力电子器件如变频器和调相器等,由于其非线性特性和高频开关行为,会引入大量谐波。
二、谐波分析方法1. 快速傅里叶变换(FFT)FFT是谐波分析中常用的方法之一。
它通过对时域波形信号进行频谱分析,将时域信号转换为频域信号,并通过频率谱密度来表示波形中各个频率成分的大小。
2. 小波变换小波变换是一种多分辨率分析方法,它能够提供时频域的信息。
与FFT相比,小波变换可以提供更详细的频谱信息,对于谐波信号的检测更加准确。
3. 统计方法统计方法通过对一段时间内的谐波进行统计分析,得出谐波的统计特性。
常用的统计方法包括均值、方差、峰值因子等。
三、谐波控制技术1. 谐波滤波器谐波滤波器是防止谐波传输的常用技术。
谐波滤波器通常由谐波电感和谐波电容组成,通过选择适当的参数和安装位置,可以滤除电力系统中的谐波。
2. 主动滤波器主动滤波器是一种适用于高要求的谐波控制技术。
它通过控制电流相位和振幅来实现对谐波的主动抑制,具有快速响应和高抑制效果的特点。
3. 电力电子器件的谐波控制电力电子器件本身也可以通过设计优化来减小谐波的产生。
电力系统中的谐波分析与控制策略研究
电力系统中的谐波分析与控制策略研究引言电力系统是现代社会的重要基础设施,但随着电力负荷的不断增加和复杂的电力设备使用,电力系统中的谐波问题日益严重。
谐波是指频率是基波频率的整数倍的周期性波形,它会导致电力系统中的许多问题,如电压失真、设备损坏以及工业过程的中断。
因此,研究电力系统中的谐波分析与控制策略对于确保电力系统的稳定运行和设备的可靠性非常重要。
一、谐波分析谐波分析是研究电力系统中谐波问题的核心内容。
它通过对电力系统中的电压和电流进行测量和分析,确定谐波的类型、频率和幅值。
谐波分析可以分为时域分析和频域分析两种方法。
时域分析是对电压和电流波形进行直接观察和分析。
通过将电压和电流的波形图形化表示,可以直观地检测到谐波的存在。
此外,时域分析还能够研究谐波的传播路径和电力设备的故障类型。
频域分析是通过将电压和电流信号转换到频域进行分析。
其中最常用的方法是傅里叶变换。
傅里叶变换将时域信号分解为不同频率的正弦和余弦波,从而可以准确地分析谐波的频率和幅值。
通过频域分析,可以更好地了解谐波对电力系统的影响,并为控制谐波提供基础。
二、谐波控制策略谐波问题的解决需要采取有效的控制策略。
谐波控制策略根据实际情况和需求可以分为被动控制和主动控制两种。
被动控制是通过采取一系列的补偿措施来减小谐波对电力系统的影响。
常见的被动控制方法包括谐波滤波器、无功补偿装置以及隔离变压器等。
谐波滤波器是一种通过选择性滤波的方式来消除谐波的装置,它可以将谐波电流引导到地或其他回路中,从而减小电力系统中的谐波。
无功补偿装置是一种通过增加或减少无功功率的方式来补偿谐波电流的装置,它可以有效地减小谐波电流对电力系统的影响。
隔离变压器则是通过隔离谐波信号的传递路径,从而减小谐波的传播。
主动控制是通过对电力系统进行实时监测和控制,预测和响应谐波的变化来减小谐波对电力系统的影响。
主动控制方法主要包括智能电力电子设备和谐波控制器。
智能电力电子设备可以根据实时电压和电流的信息来进行控制,以实现谐波的主动补偿。
电路中的电力系统谐波分析与抑制
电路中的电力系统谐波分析与抑制在目前的电力系统中,谐波问题已经逐渐成为一个备受关注的话题,因为谐波会对电力系统的正常运行产生一系列负面影响。
本文将重点讨论电路中的电力系统谐波分析与抑制的方法和技术。
一、电力系统谐波分析1. 谐波的定义谐波是指在电力系统中,频率是基波频率整数倍的波动。
谐波会导致电流和电压的波形变形,产生电力系统的失真。
2. 谐波的来源谐波的产生主要有两个来源:非线性负载和谐波产生器。
非线性负载如电弧炉、电焊机、变频器等会引起谐波;而谐波产生器则是通过外部装置产生,并注入到电力系统中。
3. 谐波分析方法谐波分析旨在确定谐波的频率、幅值和相位等信息,以便更好地进行抑制。
常见的谐波分析方法包括频谱分析、时域分析和小波分析等。
二、电力系统谐波抑制技术1. 谐波滤波器谐波滤波器是最常用的谐波抑制技术之一。
它通过选择合适的滤波器参数,将谐波的频率范围内的信号滤除或减弱,从而达到抑制谐波的目的。
2. 谐波隔离变压器谐波隔离变压器可以有效地隔离电力系统中的谐波,并防止其进一步传播。
它通过多个线圈和铁心的结构,将谐波电流和基波电流分离,从而实现谐波抑制的效果。
3. 谐波电流主动抑制技术谐波电流主动抑制技术主要通过在电力系统中加入逆谐波电流或补偿电流来消除谐波电流。
这些电流具有与谐波电流相反的相位和幅值,可以有效地减小谐波的影响。
4. 谐波抑制控制策略谐波抑制控制策略包括谐波补偿系统和谐波主动滤波系统等。
谐波补偿系统通过加入与谐波相反的电流来消除谐波;谐波主动滤波系统则根据实时采集的谐波信息,控制滤波器的参数以实现谐波抑制。
5. 谐波抑制技术的选择与应用在使用谐波抑制技术时,需要根据具体情况选择适合的方法。
对于大规模电力系统,常用的技术包括变压器分布、多电网耦合和策略联动控制等;对于小规模电力系统,可以采用谐波滤波器等简化的方案。
三、电力系统谐波分析与抑制的挑战与展望在实际应用中,电力系统谐波分析与抑制仍然存在一些挑战。
电力系统中的谐波分析与抑制技术研究
电力系统中的谐波分析与抑制技术研究引言谐波是指在电力系统中存在的一个常见问题,它是非线性负载所造成的电流和电压波形畸变现象。
谐波会给电力系统带来一系列的负面影响,如电力设备的损坏、电能计量错误以及对周围电子设备的干扰等。
因此,对于电力系统中的谐波进行分析和抑制研究,具有重要的理论意义和工程应用价值。
本文将对电力系统中的谐波问题进行深入探讨,并介绍一些常见的谐波分析与抑制技术。
一、电力系统中谐波的生成机理电力系统中的谐波主要是由非线性负载产生的。
非线性负载的电阻、电感和电容特性会导致电流波形畸变,进而产生谐波。
例如,电力电子器件如整流器、逆变器、变频器等都是典型的非线性负载,它们工作时会引入大量的谐波。
此外,一些家电如电冰箱、空调等也是常见的非线性负载。
二、谐波的分析方法1.频谱分析法频谱分析法是一种常用的谐波分析方法。
它通过将电压或电流信号变换到频域,得到频谱图,从而判断谐波的存在与否以及谐波的频率和幅值。
常用的频谱分析方法有离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)等。
这些方法可以方便地获得频谱信息,并提供参考数据用于后续的谐波抑制设计。
2.时域分析法时域分析法是另一种常见的谐波分析方法。
它通过对电流或电压信号的波形进行观察,判断其是否存在谐波成分以及谐波的波形特征。
时域分析法可以直观地表达谐波的波形特性,有助于对谐波进行定性和定量分析。
三、谐波抑制技术1.主动滤波器技术主动滤波器技术是一种常用的谐波抑制技术。
它通过对电网电流进行实时监测,然后根据监测结果设计控制算法,控制主动滤波器输出谐波电流,与电网中的谐波相消。
主动滤波器具有调整灵活、抑制效果好等优点,但是成本较高,适用于对电能质量要求较高的地方。
2.无源滤波器技术无源滤波器技术是一种经济有效的谐波抑制技术。
它通过选择合适的无源滤波器电路,利用谐波的特性将其消耗或抑制。
无源滤波器技术具有成本低、抑制效果稳定等优点,适用于对电能质量要求不那么高的场合。
电力系统中的电力谐波特性分析及抑制方法研究
电力系统中的电力谐波特性分析及抑制方法研究引言:电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,而电力质量问题是电力系统运行过程中不可忽视的一个关键问题。
其中,电力谐波是一种常见的电力质量问题,对电力系统的稳定性和可靠性造成了一定的影响。
本文将探讨电力系统中的电力谐波特性分析及抑制方法的研究。
一、电力谐波特性分析电力谐波是电力系统中频率高于基波的波形成分。
常见的电力谐波来源包括电弧炉、变频器、电感电容器等非线性负荷设备。
电力谐波会引起电力系统中的电压和电流波形畸变,导致电力损耗、设备过热、通信干扰等问题。
因此,对电力谐波的特性进行深入分析至关重要。
1.1 电力谐波的频谱特性电力谐波的频谱特性是研究电力谐波的关键指标之一。
通过对电压和电流波形进行傅立叶分析,可以获取电力谐波的频谱分量。
一般来说,电力谐波主要包括奇次谐波和偶次谐波两类。
奇次谐波主要由非对称负载设备引起,例如电弧炉;偶次谐波主要由对称负载设备引起,例如整流器。
1.2 电力谐波的性质电力谐波具有一些与基波不同的性质。
例如,电力谐波具有频率高、振幅小、波形失真严重等特点。
此外,电力谐波还具有相位差、反相特性等。
这些特性会对电力系统的安全运行和设备寿命造成不良影响。
二、电力谐波抑制方法研究为了保证电力系统正常运行,降低电力谐波对设备的影响,人们提出了多种电力谐波抑制方法。
以下将介绍几种常见的电力谐波抑制方法。
2.1 过滤器抑制方法过滤器是一种常见的电力谐波抑制设备。
通过选择合适的电感和电容参数,过滤器可以将电力谐波引流到地线,从而减小电力谐波对系统的影响。
过滤器的抑制效果取决于其参数选择和布置位置。
2.2 直流隔离器抑制方法直流隔离器是一种用于分离直流电源和交流电源的设备。
在电力系统中,直流隔离器可以隔离非线性负载设备引入的电力谐波,并将其排除在电力系统之外,从而起到抑制电力谐波的作用。
2.3 移相器抑制方法移相器是一种通过调整谐波电压相位差的设备。
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关于电力系统斜波分析方面的资料------关于电力系统斜波产生的原因,特点和抑制方法一、引言
一个理想的电力系统是以单一恒定频率与规定幅值的稳定电压供电的。
但实际上,由于近年来随着科学技术的不断发展,在电力系统中大功率换流设备和调压装置的利用、高
压直流输电的应用、大量非线性负荷的出现以及供电系统本身存在的非线性元件等使得
系统中的电压波形畸变越来越严重,对电力系统造成了很大的危害,如:使供电系统中
的元件损耗增大、降低用电设备的使用寿命、干扰通讯系统等。
严重时甚至还能使设备
损坏,自动控制失灵,继电保护误动作,因而造成停电事故等及其它问题。
所谓"知己知
彼,百战不殆",因此,要实现对电网谐波的综合治理,就必须搞清楚谐波的来源及电网在
各种不同运行方式下谐波潮流的分布情况,以采取相应的措施限制和消除谐波,从而改
善供电系统供电质量和确保系统的安全经济运行。
二、电力系统谐波的来源
电力系统中谐波源是多种多样的。
主要有以下几种:
1、系统中的各种非线性用电设备如:换流设备、调压装置、电气化铁道、电弧炉、荧光
灯、家用电器以及各种电子节能控制设备等是电力系统谐波的主要来源。
这些设备即使
供给它理想的正弦波电压,它取用的电流也是非线性的,即有谐波电流存在。
并且这些
设备产生的谐波电流也会注入电力系统,使系统各处电压产生谐波分量。
这些设备的谐
波含量决定于它本身的特性和工作状况,基本上与电力系统参数无关,可视为谐波恒流
源。
2、供电系统本身存在的非线性元件是谐波的又一来源。
这些非线性元件主要有变压器激
磁支路、交直流换流站的可控硅控制元件、可控硅控制的电容器、电抗器组等。
3、如荧光灯、家用电器等的单个容量不大,但数量很大且散布于各处,电力部门又难以
管理的用电设备。
如果这些设备的电流谐波含量过大,则会对电力系统造成严重影响,
对该类设备的电流谐波含量,在制造时即应限制在一定的数量范围之内。
4、发电机发出的谐波电势。
发电机发出谐波电势的同时也会有谐波电势产生,其谐波电
势取决于发电机本身的结构和工作状况,基本上与外接阻抗无关。
故可视为谐波恒压源
,但其值很小。
三、电力系统谐波潮流计算
所谓电力系统谐波潮流计算,就是通过求解网络方程In=YnUn (n=3,5,7…...n:谐波次
数。
In为谐波源负荷注入电网的n次谐波电流列向量。
Yn为电网的n次谐波导纳阵。
Un为
电网中各节点母线的n次谐波电压列向量)。
求得电网中各节点(母线)得谐波电压,进
而求得各支路中的谐波电流。
当电力系统中存在有谐波源时,此时系统中个接点电压和支路电流均会有高次谐波。
为
了确定谐波电压和谐波电流在供电系统中的分布,需要对谐波阻抗构成的等效电路进行
潮流计算,同时当整流装置供电系统中有容性元件存在时,还要根据各支路谐波阻抗的
性质和大小,来检验有无谐振的情况。
进行谐波潮流计算,首先必须确定电网元件的谐波阻抗。
(3.1)、电网各类元件的谐波阻抗:
(1)、同步发电机的谐波阻抗
合格的发电机的电势是纯正弦的,不含有高次谐波,其发电机电势只存在于基波网络。
在高次谐波网络里,由于发电机谐波电势很小,此时可视发电机谐波电势为零。
故其等
值电路为连接机端与中性点的谐波电抗
****。
其中XGn=nXG1-------------(1)
式中XG1为基波时发电机的零序、正序或负序电抗,有该次谐波的序特性决定
如果需要计及网络损耗,对于发电机,可将其阻抗角按85度估计,对于输电线,变压器
和负荷等元件的等值发电机,可将其阻抗角按75度估计。
(2)、变压器的谐波阻抗
电力系统谐波的幅值常是随着频率的升高而衰减,故在基波潮流计算尤其是高压电网中
,常忽略变压器的激磁支路和匝间电容。
在计算谐波电流时,只考虑变压器的漏抗,且
认为与谐波次数所认定的频率成正比。
在一般情况下,变压器的等值电路就简化为一连
接原副边节点的谐波电抗****
其中*** 为变压器基波漏电抗。
在高次谐波的作用下,绕组内部的集肤效应和临近效应增大,这时变压器的电阻大致与
谐波次数的平方成正比,此时的变压器谐波阻抗为:
Zn=sqrt(n)RT1+jnXT1-------------------------------(3)
其中RT1为基波时变压器的电阻。
对于三相绕组变压器,可采用星型等值电路,其谐波阻抗的计算方法通上。
当谐波源注入的高次谐波电流三相不对称时,则要根据变压器的接线方式和各序阻抗计
算出三相谐波阻抗。
3)电抗器的谐波阻抗
当只计及电抗器感抗时,对n次谐波频率为:
XLn=Nxl*UN/sqrt(3)IN
4)、输电线路的谐波阻抗
输电线路是具有均匀分布参数的电路,经过完全换位的输电线路可看作是三相对称的。
在潮流计算中,通常以集中参数的PI型等值电路表示。
如下图:
在计及分布特性的情况下,则:
ZLn=Znsh(rnl)
Yln/2=(chrnl-1)/(Znshrnl)
ZN和RN分别为对于于该次谐波时线路的波阻抗和传播常数。
其中Zn=sqrt(Z0n/Y0n) Rn=sqrt(Z0nYon)
Z0N和Y0N 分别为该次谐波时输电线路单位长度的阻抗和导纳
五)、负荷的谐波阻抗
在谐波潮流计算时,基波部分可按节点注入功率看待,而在谐波网络中将它看作是恒定阻抗,近似地可认为综合负荷为一等值电动机。
其综合负荷的谐波等值阻抗值为:
ZN=SQRT(N)R1+JNX1
其中R1,X1 为基波等值电动机的负序电阻、电抗、其值可由该节点的基波电压、功率
值经换算求得。
零序电流一般不会进入负荷,因而在零序性的高次谐波网络里,可忽略负荷支路。
当确定了电路中各电气元件的谐波阻抗后,可以构成一个谐波作用的等效电路,以便进行计算,绘制谐波作用下的等效电路时应注意以下几个特点:
(1)、谐波作用的等效电路,均应以整流装置为中心,按照实际接线构成,于是整流装
置视为谐波源,而电力系统的发电机不是以能源出现,而是作为谐波源的负载阻抗的一
部分。
(2)、电路元件阻抗可以用有名值进行计算,也可以用标幺值进行计算。
当采用有名值
进行计算时,全部电路应折算到某一基准电压,便于分析和应用。
(3)一般计算中,元件的所有电阻均可忽略,但是当系统某一部分发生或接近并联或串
联谐振时,此时的电阻影响却不能忽略。
(4)、在谐波电流近似计算中,所确定的是整流装置侧的总谐波电流,根据谐波作用等
效电路,才能确定各支路谐波电流和电压的分布。
3.2、谐波潮流计算
(3.2.1)、无容性元件网络的谐波潮流计算
(1)、对称系统的谐波潮流计算
对称系统中三相情况相同,因此可以按一相情况来计算。
当确定了整流装置任一侧总谐波电流后,结合谐波等效电路,就可以确定系统网络中任
一支路的谐波电流分布。
然后再根据节点谐波电压和节点注入谐波电流的关系I=Y U(其
中,Y为谐波导纳阵),就可以确定各处的节点谐波电压了。
进而可求出潮流功率。
其计
算步骤如下:
<1>、根据所给运行条件,以通常的潮流计算方法求解基波潮流。
<2>、按谐波源工作条件,确定其它有关参数及需要计算的谐波次数。
<3>、计算各元件谐波参数,形成各次谐波网络节点导纳矩阵,并计算相应谐波网的注入
电流。
<4>、由式IN=Y NUN确定各节点的谐波电压,并计算各支路谐波功率。
其中,应注意有谐波仪测出的谐波注入电流,其相角是相对于基波电流的相角。
故求出
基波电流后,需将谐波注入电流相角进行修正。
同样,系统节点的功率是基波功率与谐
波功率之和,故基波注入功率也应进行修正。
但线性负荷处的基波注入功率不必修正。
(2)、不对称系统谐波潮流计算
在不对称系统中,三相情况各不相同,而且相互影响,因此必须同时进行三相系统的计
算。
不对称网络潮流的计算可将网络分为各次谐波网络,先计算基波网络,求得各节点基波
电压后,按它计算各谐波潮流的各次注入电流,再按此谐波注入电流解算各次谐波的网
络方程,求出各节点的各次谐波电压。
(3.2.2)、整流装置供电系统中有容性元件存在时的谐波潮流计算
当整流装置供电系统中有容性元件存在时,电容器对整流装置的换相过程和电压电流波
形都有影响。
一般在基波频率下,感抗和容抗支路的参数在数值上相差甚大,不致产生
谐振现象,但整流装置的一次非正弦回路,可以看成是几个不同频率和振幅的正弦电势
在回路中分别作用的综合结果,因感抗频率特性与容抗频率特性刚好相反,有可能在某
次谐波下两者数值相近,发生谐振现象。
故此时除了进行正常的谐波潮流计算外,还要
根据各支路谐波阻抗的性质和大小,来检验有无谐振。
四、总结
电力系统中的谐波的出现,对于电力系统运行是一种"污染"。
它们降低了系统电压正
玄波形的质量,不但严重地影响了电力系统自身,而且还危害用户和周围的通信系统。
因此对电力系统谐波的研究对于改善电能质量,抑制和消除谐波具有十分重要的意义。