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电力系统中谐波问题如何治理

电力系统中谐波问题如何治理

电力系统中谐波问题如何治理在当今的电力系统中,谐波问题日益凸显,给电力设备的正常运行和电力质量带来了诸多挑战。

那么,究竟什么是谐波?它又是如何产生的?更重要的是,我们应该如何有效地治理它呢?首先,让我们来了解一下谐波的概念。

简单来说,谐波是指在电力系统中,电流或电压的频率不是基波频率(通常为 50Hz 或 60Hz)整数倍的分量。

这些谐波分量会导致电力系统中的电流和电压波形发生畸变,从而影响电力设备的性能和使用寿命。

谐波的产生原因是多种多样的。

其中,电力电子设备的广泛应用是主要原因之一。

例如,变频器、整流器、逆变器等在工作时会产生大量的谐波电流注入到电力系统中。

此外,电弧炉、电焊机等非线性负载也会产生谐波。

那么,谐波问题会给电力系统带来哪些危害呢?一方面,它会增加电力设备的损耗,导致设备发热、效率降低,缩短设备的使用寿命。

例如,变压器在谐波的作用下,铁芯损耗会显著增加,容易出现过热现象。

另一方面,谐波会影响电力系统的稳定性,可能导致继电保护装置误动作,影响电力系统的安全可靠运行。

同时,谐波还会对通信系统产生干扰,影响通信质量。

既然谐波问题如此严重,我们应该如何治理呢?目前,主要的治理方法可以分为无源滤波和有源滤波两大类。

无源滤波是一种传统的谐波治理方法,它通过电感、电容等无源元件组成滤波器,对特定频率的谐波进行滤波。

无源滤波器结构简单、成本较低,但存在一些局限性。

例如,它的滤波效果容易受到系统参数变化的影响,而且只能对固定频率的谐波进行有效滤波。

有源滤波则是一种较为先进的谐波治理技术。

它通过实时检测电力系统中的谐波电流,并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流注入到系统中,从而实现谐波的动态补偿。

有源滤波器具有响应速度快、滤波效果好、能够适应系统参数变化等优点,但成本相对较高。

除了滤波技术,改善电力系统的设计和运行管理也是治理谐波的重要措施。

在电力系统规划和设计阶段,应合理选择电力设备,尽量减少非线性负载的接入。

谐波治理的方法有哪些

谐波治理的方法有哪些

谐波治理的方法有哪些一、谐波的产生原因近年来,电力网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势,如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源(UPS),节能荧光灯系统等,这些非线性负载导致电网污染,电力品质下降,引起供、用电设备故障,甚至引发严重火灾事故等。

电力污染及电力品质恶化主要表现在以下方面:电压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡等。

二、谐波的危害电源污染会对用电设备造成严重危害,主要有:✧增加输、供和用电设备的额外附加损耗,使设备的温度过热,降低设备的利用率和经济效益;✧谐波电流使输电线路的电能损耗增加,当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时,对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿;✧干扰通讯设备、计算机系统等电子设备的正常工作,造成数据丢失或死机;✧影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能,造成噪声干扰和图像紊乱;✧引起电气自动装置误动作,甚至发生严重事故;✧使电气设备过热,振动和噪声加大,加速绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁;✧造成灯光亮度的波动(闪变),影响工作效益;✧导致供电系统功率损耗增加。

谐波与电力系统中基波叠加,造成波形的畸变,畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。

非线性负载产生陡峭的脉冲型电流,而不是平滑的正弦波电流,这种脉冲中的谐波电流引起电网电压畸变,形成谐波分量,进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流。

我们称“谐波”的存在为一种电力“污染”,既然是污染,那就要进行“排污”。

“滤波”从某种意义上说,也是一种“环保”工作,滤除谐波对电网的干扰,净化电网,可以提高供电网络的质量,增加有功功率,减少无功损耗,“节能减排”,功德无量。

三、谐波治理的方法有哪些由于谐波源负载、含量及工况的不同,分为以下几个方面:1、谐波含量较低的系统:只要使谐波含量低于5%以下即可,建议采用“谐波抑制器”,用以一直谐波,使投入无功补偿用的电容器回路不与系统产生谐振,在投切过程中,不产生合闸涌流,能使电容器正常地投入,投入后能正常运行。

谐波危害及抑制谐波的方法

谐波危害及抑制谐波的方法

谐波危害及抑制谐波的方法谐波是指频率高于基波的电磁波,它们会频繁出现在我们的电力系统和其他电力设备中。

虽然谐波在一些应用中可产生有益效果,但在大多数情况下,它们都是一种电力质量问题,会给电力系统和其他设备带来一系列危害。

1.设备损坏:谐波会增加设备内的电流和电压,导致设备发热加剧,并可能引起设备元件过热、熔断或焚毁。

此外,频繁的谐波还会引起设备的机械振动,造成设备损坏。

2.电力系统不稳定:谐波引起系统的电流和电压的波形失真,导致电力系统不稳定。

此外,谐波会导致电力系统中的谐振现象,这些谐振可以引起电力系统中的电流和电压急剧增加,可能破坏设备。

3.通信干扰:谐波会产生大量的高频干扰信号,这些信号可能干扰无线通信和其他电磁波设备的正常运行。

在高度电子化的社会中,这种通信干扰可能会带来严重的问题。

为了抑制谐波带来的危害,可以采取以下方法:1.装置谐波滤波器:谐波滤波器用于减小电力系统中的谐波。

滤波器通常会将谐波通过处理电路转化成其他形式,或者将它们绕过电力系统,以防止它们对设备和系统产生影响。

2.使用变压器:变压器可以用来减小谐波的影响。

通过在电力系统中安装特定的谐波抑制变压器,可以将谐波电流限制在合理的范围内,从而降低谐波的危害。

3.电源滤波器:为敏感设备提供干净的电力供应也是一种有效的抑制谐波的方法。

电源滤波器可以滤除电力供应中的谐波元素,从而降低谐波对设备的危害。

4.合理的电源设计:在电力系统设计阶段,可以采取一些措施来减小谐波的生成。

例如,选择适当的线路,减小高谐波的产生,或者选择低谐波的电力设备。

5.故障检测和维护:及时发现和处理设备和系统中的谐波问题至关重要。

定期进行电力设备的检查和维护,可以发现并消除谐波带来的潜在危害。

总而言之,谐波在电力系统和其他电力设备中的存在可能带来很多危害。

为了抑制这些危害,我们可以采取各种措施,包括使用谐波滤波器、变压器、电源滤波器、合理的电源设计以及进行定期的检查和维护。

谐波治理及无功补偿方案

谐波治理及无功补偿方案

谐波治理及无功补偿方案谐波治理及无功补偿方案随着现代电力系统的快速发展和应用,电力质量问题日益凸显。

其中一个主要问题就是谐波污染,谐波污染会对电力系统产生极大的危害,如烧毁电器设备、造成供电失灵等。

为了有效解决谐波污染问题,可以采用谐波治理及无功补偿方案。

一、谐波治理1.谐波发生的原因谐波是指电源产生的不同于基波频率的信号,其会把电力系统中的电压和电流形成很多波峰,属于高频电流。

2.谐波的产生谐波的形成,主要是由非线性负载所引起(例如变频器、电子电路等),这些负载会对输电线路上传输的电能进行畸变,导致电力系统中产生多余的波形。

3.谐波的危害谐波的危害十分显著,其主要表现为电力系统中的电器设备可能会受到烧毁的风险,从而引发一系列的安全事故和设备故障。

4.谐波治理方案(1)滤波器法:通过在负载侧增加合适的滤波器,可以去除输出信号中的高频波形,让电力系统中的电路保持基波同步。

(2)减小非线性负载法:由于非线性负载是谐波形成的主要原因,因此可以通过减少或替换负载器件,从而降低谐波的产生。

(3)提高系统阻抗法:当系统的阻抗增加时,电源的输出电流会减少,从而谐波的产生会得到一定的减少。

二、无功补偿1.无功补偿的原理无功补偿是一种电力系统中无功功率的调节方法,其通过连接电容器或电感器,来对补偿线路进行补偿,从而实现对无功功率的控制和调节。

2.无功功率的特点无功功率具有波动性和成段性的特点,这是由于电力系统中产生的无功功率主要受到负载方向或回路的变化所影响。

3.无功补偿的作用(1)提高功率因数:在无功补偿的情况下,系统的功率因数会有所提高,从而有效降低负载对电力系统的影响。

(2)降低电网损耗:通过对电路进行无功补偿,可以将电力系统中的无功功率转化为有用的有功功率,从而减少电网的能量损耗。

(3)提高电力系统的稳定性:无功功率的波动会影响电力系统的稳定性,因此,通过无功补偿,可以有效地提高电力系统的稳定性。

4.无功补偿方案(1)串联电容补偿法:通过在电路中增加合适的等效容值,可以将谐波电流从发电端分流到电容器中。

谐波治理方案

谐波治理方案

谐波治理方案1. 引言谐波电流是电力系统中的一种常见问题,特别是在有非线性负载的情况下。

谐波会导致电网中的电压畸变、设备损坏以及其他负面影响。

因此,为了保障电力系统的正常运行和设备的安全运行,需要实施谐波治理措施。

本文将介绍一种谐波治理方案,以减少电力系统中的谐波电流。

方案包括谐波源的识别、谐波电流监测与分析、谐波滤波器的设计与应用等内容。

2. 谐波源的识别在电力系统中,谐波源可能来自于各种非线性负载,例如电弧炉、变频器、电子设备等。

通过谐波源的识别,可以确定谐波的产生位置和程度,从而为后续的治理措施提供依据。

识别谐波源的方法可以采取谐波电流监测仪器进行实时监测和分析,也可以通过分析电力系统中各个非线性负载的谐波特性来确定谐波源。

根据谐波源的识别结果,可以制定相应的谐波治理方案。

3. 谐波电流监测与分析对谐波电流进行监测和分析是实施谐波治理的重要步骤。

通过谐波电流监测,可以了解电力系统中谐波的产生和传播情况,确定谐波电流的频谱特性。

在监测期间,需要采集电力系统中各个节点的电流数据,并对其进行分析。

谐波电流分析可以采用频谱分析方法,通过对电流信号进行傅里叶变换,得到电流在不同频率下的谐波分量。

分析结果可以帮助确定主要的谐波成分和谐波级别,为后续的治理方案设计提供依据。

4. 谐波滤波器的设计与应用谐波滤波器是减少电力系统谐波的一种常用设备。

根据谐波分析结果,可以设计合适的谐波滤波器,并将其应用于电力系统中,以降低谐波电流水平。

根据谐波分析结果,可以确定谐波滤波器的额定电流和安装位置。

一般来说,谐波滤波器应该安装在负载侧,使其能够尽量接近谐波源,以最大限度地降低谐波电流。

在谐波滤波器的设计过程中,需要考虑到谐波滤波器的阻抗特性和谐波滤波器的使用寿命等因素。

合理设计和应用谐波滤波器可以有效地减少电力系统中的谐波电流。

5. 结论谐波电流是电力系统中的常见问题,为了保障电力系统的正常运行和设备的安全运行,需要实施谐波治理措施。

谐波治理的基本方法和措施_概述及解释说明

谐波治理的基本方法和措施_概述及解释说明

谐波治理的基本方法和措施概述及解释说明1. 引言1.1 概述谐波是指在电力系统或其他电气设备中频率为基波频率的整数倍的波动。

谐波问题已经成为现代电力系统和工业生产中普遍存在的一个难题,它会导致电能质量下降、设备寿命缩短、甚至引发系统故障等负面影响。

因此,探索谐波治理的基本方法和措施对于确保电网稳定运行和提高供电可靠性至关重要。

1.2 文章结构本文旨在对谐波治理的基本方法和措施进行概述并进行解释说明。

首先,在第2节中,我们将介绍谐波治理的概念及其基本方法。

然后,在第3节中,将详细讨论谐波治理方法的具体实施步骤,以帮助读者全面了解如何进行谐波治理。

接下来,在第4节中,我们将通过分析实例和进行案例研究来进一步加深对谐波治理的认识。

最后,在第5节中,我们将总结文章并展望未来谐波治理发展的趋势与挑战。

1.3 目的文章旨在向读者介绍谐波治理的基本方法和措施,并详细说明实施这些方法和措施的具体步骤。

通过对谐波问题的深入解析和案例研究,希望能提供给读者一些实用的指导和经验,以便在实际工程中有效地解决谐波问题。

此外,文章还将展望未来谐波治理发展的趋势,并指出可能面临的挑战,旨在激发学术界和工程界进一步研究与探索谐波治理领域。

2. 谐波治理的基本方法和措施2.1 谐波治理概述谐波是指电力系统中频率为基波频率整数倍的非线性电流或电压成分。

过多的谐波对电力设备和系统会造成损坏,因此需要采取一系列方法来进行谐波治理。

本节将介绍谐波治理的基本方法和措施。

2.2 方法一:滤波器应用滤波器是最常见也是最有效的谐波治理方法之一。

滤波器可以选择性地通过或阻挡特定频率的谐波成分,从而达到谐波抑制的效果。

常见的滤波器包括被动滤波器和主动滤波器。

被动滤波器是一种简单且经济实用的滤除谐波单元的方法。

它通常由电感、电容和电阻组成,并与系统并联或串联连接。

被动滤波器具有固定衰减特性,在设计时需要根据不同情况选择合适的参数。

主动滤波器则利用控制技术实现对特定频率的反相干扰信号,以达到抵消谐振效应的目标。

高压直流输电线路中的谐波分析与滤波

高压直流输电线路中的谐波分析与滤波

高压直流输电线路中的谐波分析与滤波引言:高压直流输电作为一种高效、低损耗的电力传输方式,得到了广泛的应用。

然而,在实际的应用过程中,由于诸多因素的影响,高压直流输电中会产生各种谐波问题。

本文将从谐波的概念、产生原因、分析方法和滤波技术等方面,对高压直流输电线路中的谐波问题进行探讨。

一、谐波的概念和产生原因1.1 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形。

一般情况下,电力系统中的谐波主要包括3次、5次、7次等奇次谐波和2次、4次、6次等偶次谐波。

1.2 谐波的产生原因谐波的产生与电力系统中的非线性设备密切相关。

在高压直流输电中,主要的谐波产生装置包括经桥整流器、组串电感器、滤波器等。

这些设备的非线性特性会导致电流和电压的畸变,进而产生谐波。

二、高压直流输电线路中谐波分析的方法2.1 多谐波分析法多谐波分析法是一种常用的谐波分析方法。

它通过对高压直流输电线路中的电压、电流进行采样,并利用傅里叶变换将信号从时域转换到频域,进而得到谐波成分的频率、相位和幅值等信息。

2.2 矩阵法矩阵法是一种较为精确的谐波分析方法。

它通过建立电压-电流矩阵关系,利用矩阵运算进行谐波分析。

相比于多谐波分析法,矩阵法能够更准确地描述高压直流输电线路中的谐波特性。

三、高压直流输电线路中的谐波滤波技术3.1 无源谐波滤波技术无源谐波滤波技术是一种通过并联谐振电路实现谐波滤波的方法。

该技术主要通过选择谐波频率和合适的谐波电阻,将谐波电流引入谐振电路,并将其消耗在电阻上,从而实现谐波滤波的效果。

3.2 有源谐波滤波技术有源谐波滤波技术是一种利用可控硅等元件实现谐波滤波的方法。

该技术通过引入逆变器和滤波器等装置,对谐波电流进行补偿或抑制,从而达到谐波滤波的目的。

四、高压直流输电线路中谐波滤波的效果评价4.1 谐波抑制率谐波抑制率是评价谐波滤波效果的重要指标。

它衡量了谐波信号经过滤波后剩余谐波成分的比例。

一般来说,谐波抑制率越高,说明滤波效果越好。

谐波的处理方法

谐波的处理方法

谐波的处理方法引言:谐波是指在一个基波频率的信号中,存在着倍频频率的分量。

在许多电子设备和通信系统中,谐波是一个常见的问题,会引起信号失真、干扰以及设备损坏。

因此,对谐波进行有效的处理是非常重要的。

本文将介绍几种常见的谐波处理方法。

一、滤波器滤波器是处理谐波的常用方法之一。

通过选择适当的滤波器,可以将谐波频率的分量滤除,从而减少谐波的干扰。

常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

根据谐波的频率特性,选择合适的滤波器类型,并设置适当的截止频率,可以有效地抑制谐波分量。

二、功率放大器功率放大器是另一种处理谐波的方法。

通过使用功率放大器,可以增加信号的幅度,从而掩盖谐波分量。

功率放大器可以将信号放大到足够高的水平,使谐波分量相对较小,从而减少谐波的干扰。

然而,需要注意的是,功率放大器本身也会引入非线性失真,因此在实际应用中需要权衡放大器的增益和失真之间的平衡。

三、调制技术调制技术是一种处理谐波的创新方法。

通过对信号进行调制,可以将谐波分量转移到其他频率上,从而减少谐波对原始信号的干扰。

常见的调制技术包括频率调制、相位调制和振幅调制等。

通过选择合适的调制方式和参数,可以实现对谐波的有效抑制。

四、保护措施除了上述的处理方法外,还可以通过采取一些保护措施来减少谐波的影响。

例如,在设计电路时,可以采用抗谐波的元件和结构,以减少谐波的产生和传播。

此外,还可以通过优化接地、屏蔽和隔离等措施,减少外部谐波对系统的干扰。

五、频谱分析频谱分析是一种用于识别和定位谐波的方法。

通过对信号进行频谱分析,可以确定谐波的频率、幅度和相位等特性。

基于频谱分析的结果,可以采取相应的处理措施,例如调整滤波器的参数或改变信号源的设置,以减少谐波的影响。

六、总结谐波是电子设备和通信系统中常见的问题,会引起信号失真、干扰和设备损坏。

通过选择适当的处理方法,如滤波器、功率放大器、调制技术、保护措施和频谱分析等,可以有效地处理谐波问题。

谐波的处理方法

谐波的处理方法

谐波的处理方法
谐波是指在信号传输过程中,与原始信号同时存在的反向频率正弦波。

在电力传输、通信、交通等领域中,谐波会干扰信号的接收、处理和测量,导致不准确的结果。

以下是几种常见的谐波处理方法:
1. 滤波器:滤波器是一种可以将高频率正弦波滤除的设备,适用于电力传输和通信等领域。

滤波器可以通过调整滤波器的参数来去除不同频率的谐波,从而提高信号的质量和准确性。

2. 谐波抑制器:谐波抑制器是一种专门用于抑制谐波的设备,可以平衡信号的基波和谐波,使得谐波的影响最小化。

在通信和电力传输中,谐波抑制器可以有效地降低谐波分量,从而提高信号的质量和可靠性。

3. 正弦波变换器:正弦波变换器是一种可以将正弦波转换为其他波形的设备,可以消除谐波,同时保持信号的波形不变。

在通信和电力传输中,正弦波变换器可以有效地降低谐波分量,从而提高信号的质量和稳定性。

4. 小波变换:小波变换是一种将信号分解成不同频率成分的数学方法,可以有效地去除谐波,同时保持信号的波形不变。

在通信和电力传输中,小波变换可以用于滤波和去噪,从而提高信号的质量和准确性。

5. 调整信号的参数:在信号传输过程中,可以通过调整信号的参数来去除谐波。

例如,在通信中,可以通过调整信道参数来去除谐波,从而提高通信的质量和可靠性。

谐波处理方法的选择取决于具体应用场景和信号的特性。

不同的谐波处理方法具有不同的优缺点,需要根据实际情况进行选择和组合。

此外,为了获得更准确和可靠的结果,需要注意谐波测量的精度和稳定性,并选择合适的谐波测量设备。

电力系统谐波治理的四种方法

电力系统谐波治理的四种方法

电力系统谐波治理的四种方法电力系统中的谐波是指电网中除基波(50Hz或60Hz)外的各种频率的非线性电流和电压分量。

谐波会导致电网中设备的性能下降,甚至造成设备的故障。

因此,为了保证电力系统的正常运行和设备的安全使用,需要进行谐波治理。

下面介绍电力系统谐波治理的四种方法。

第一种方法是滤波器的应用。

滤波器是一种电子器件,可以通过选择性地通过或阻断特定频率的信号来消除谐波。

根据谐波的频率,可以选择合适的滤波器类型,例如LC滤波器、有源滤波器等。

滤波器通常与设备的电源连接,以便将谐波电流或电压从电网中衰减到可接受的水平。

第二种方法是降低谐波源的发生。

谐波是由非线性负载引起的,例如变频器、电弧炉等。

降低谐波源的发生可以通过选择低谐波的设备、改进设备的运行方式或采取适当的谐波抑制措施来实现。

例如,在选择变频器时,可以考虑具有低谐波输出的变频器,或者通过安装谐波抑制器来补偿谐波。

第三种方法是采用谐波干扰限制技术。

谐波可以通过电力系统中的传输线、变压器等元件传播到其他设备中,造成干扰。

因此,为了减少谐波的传播和干扰,可以采用一些限制技术,如使用低谐波设计的变压器、采用合适的线路参数等。

第四种方法是谐波监测和分析技术的应用。

谐波的监测和分析是谐波治理的重要步骤。

通过采集电网中的谐波数据,并利用相关的分析软件进行谐波分析,可以了解电网中的谐波水平和谐波源的特征,为谐波治理提供科学的依据和措施。

总之,电力系统谐波治理是保证电力系统正常运行和设备安全使用的重要措施。

通过滤波器的应用、降低谐波源的发生、采用谐波干扰限制技术和谐波监测分析技术的应用,可以有效地控制和消除电力系统中的谐波,提高电网的质量和可靠性。

电力系统中的谐波及其抑制措施

电力系统中的谐波及其抑制措施

电力系统中的谐波及其抑制措施供电公司吕向阳【摘要】在电能质量多种指标中,受干扰性负荷影响,谐波是最为普遍的。

该文介绍了电力系统中的主要谐波源、谐波的危害及抑制措施。

关键词谐波抑制措施一、概述在理想的情况下,优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。

但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形,即产生谐波。

我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率(在我国取工业用电频率50HZ为基波频率)整数倍的正弦分量,又称为高次谐波。

在供电系统中,产生谐波的根本原因是由于给具有非线形阻抗的电气设备(又称为非线形负荷)供电的结果。

这些非线形负荷在工作时向电源反馈高次谐波,导致供电系统的电压、电流波形畸变,使电能质量变坏。

因此,谐波是电能质量的重要指标之一。

供电系统中的谐波问题已引起各界的广泛关注,为保证供电系统中所有的电气、电子设备能在电磁兼容意义的基础上进行正常、和谐的工作,必须采取有力的措施,抑制并防止电网中因谐波危害所造成的严重后果。

二、谐波源谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。

在电力的生产、传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。

在发电环节,当对发电机的结构和接线采取一些措施后,可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。

谐波的产生主要是来自下列具有非线形特性的电气设备:(1)具有铁磁饱和特性的铁心设备,如:变压器、电抗器:(2)以具有强烈非线形特性的电弧现象的设备,如:气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等;(3)以电力电子元件为基础的电源设备,如:各种电力交流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置,大容量的电力晶闸管可控开关设备等,它们大量的用在化工、电气化铁道、冶金、矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。

以上这些非线形电气设备(或称之为非线形负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流,也就是说,即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压,但由于它们具有其电流不随电压同步变化的非线形的电压—电流特性,使得流过电网的电流是非正弦波形的,这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成,即产生了谐波,使电网电压严重失真,此外电网还须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。

消除绝缘在线监测中脉冲及谐波干扰的方法研究

消除绝缘在线监测中脉冲及谐波干扰的方法研究
维普资讯
第 3 卷第 5 0 期
20 0 7年 l O月
四 川 电 力 技 术
Sc u n E e t c P w rT c n l g ih a lc r o e e h oo y i
V 13 No 5 o . 0。 . Oc . 2 0 t 。0 7
波相 角, 到的 t 8值 则十分接 近真 实值 , 得 a n 而且其方差较 小, 没有 出现 奇异点 。故而该方法的准确性和可靠性较高。
关键词 : 在线监测 ; 介质损耗因数 ; 预处理 ; 数理统计原理 ; 傅立 叶变换
Ab t a t h r cpe o n—l e m n tr g o ilcr o stn e t fc p ct e e  ̄p n sit d c d a e h ol  ̄ sr c :T e p n il f i o i o i i n dee t c l g n a a i v q m ti n r u e s w l a t eS t  ̄ n on i s a o i e o ls r 0 } 一f q e c us n a d m in l hc f c eme u e n e ut T o p p o e sme o sb sd o t i c l r c— fl i r u n y p l a d rn o s a w ih a e t h a rme t s l . w r rc s t d a e n s t t a i i e e g s t s r e h as i pn p e hc al l n t e a e t n t teme s rme t e ut r m te l ,w ih c l e miae t ci a ue n s o f, i h f o oh r l f h—f q e c u ea d rn o s s r n o e .As r u n y p l n a d m i e s g ,ae me t n d i a rs to t e a a s d c mp rs n o aiu to s tC e s e a i i n t o d frd s o ig te mo tr aa t u f l i a o a i fv r s meh d .i a b e n t t t s o o o p sn n o i d t l el h n y sn o o n h g i h i g n l

高压输电线路谐波抑制技术研究

高压输电线路谐波抑制技术研究

高压输电线路谐波抑制技术研究随着电气化进程的不断加快,电力系统的建设与运行成为现代社会不可或缺的一部分。

然而,在输电过程中,谐波问题成为了制约电力系统稳定性与可靠性的重要因素之一。

为了解决高压输电线路中的谐波问题,各种谐波抑制技术应运而生。

1. 谐波问题的产生与影响谐波是指电力系统中频率为基波频率整数倍的波动,它们的存在使得电流和电压波形变得失真。

这种失真不仅会对电力设备的正常运行产生不良影响,还可能对电力质量和系统稳定性造成一系列的负面影响。

首先,谐波会导致发电机和变压器的过热运行,缩短设备的寿命,增加维修和更换的成本。

同时,谐波还会引起高压输电线路的电流不平衡,造成电能损耗和电网电压波动的增加。

此外,谐波产生的高次谐波会以无功功率的形式存在于电网中,降低电网的功率因数,影响电网的稳定性和负载能力。

2. 谐波抑制技术的分类为了解决谐波问题,目前已经有了各种谐波抑制技术,主要包括主动滤波技术、无源滤波技术和并联谐波抑制技术。

主动滤波技术是指通过控制开关电容器或电感器的电容值或电感值来抵消或补偿谐波电流。

该技术具有响应速度快、适用于动态负载变化等优点,但需要大量的电力电子器件和复杂的控制电路,成本较高。

无源滤波技术是通过使用被动元件(电感器和电容器)来形成谐波滤波器。

这些滤波器可以通过选择合适的电感和电容值来消除或衰减谐波。

无源滤波器成本较低,结构简单,但无法自适应地处理各种负载条件。

并联谐波抑制技术是通过在电力系统中并联连接谐波滤波器来抑制谐波。

通过选取合适的谐波滤波器参数,可以最大限度地减小谐波对电力系统的负面影响,提高电力质量和稳定性。

3. 谐波抑制技术的研究与应用为了提高电力系统的稳定性和可靠性,许多研究机构和工程师们致力于谐波抑制技术的研究。

他们通过对电力系统中谐波发生机理的深入分析和数值模拟,探索适用于不同电力系统和负载条件的谐波抑制技术。

在实际应用中,谐波抑制技术已经得到了广泛的应用。

谐波的处理方法

谐波的处理方法

谐波的处理方法谐波是指频率为整数倍于基波频率的周期性波动。

在实际生活中,我们经常会遇到各种谐波现象,比如音乐中的和弦、电力系统中的谐波干扰等。

为了减少谐波对系统的影响,需要采取相应的处理方法。

一、谐波的产生原因谐波的产生主要有以下几个原因:1. 非线性负载:当电力系统中存在非线性负载时,比如电弧炉、变频器等设备,会引起电流和电压的非线性变化,从而产生谐波。

2. 不平衡负载:当三相负载的功率不平衡时,会引起电流和电压的不对称,进而产生谐波。

3. 电力系统的谐振:电力系统中的电感元件和电容元件会与电力系统的电容、电感相互作用,形成谐振回路,从而产生谐波。

二、谐波的危害谐波对电力系统和电子设备都有一定的危害,主要表现在以下几个方面:1. 降低电力设备的效率:谐波会增加电力设备的损耗,降低设备的效率。

2. 引起电力设备的过热:谐波会导致电力设备的温升过高,可能引起设备的过热,甚至损坏设备。

3. 造成电力系统的谐振:谐波会使电力系统中的电容、电感形成谐振回路,引起电力系统的谐振,导致设备的振动和噪声。

4. 干扰其他设备的正常工作:谐波会通过电力系统的互感耦合或电磁辐射干扰其他设备的正常工作,引起设备的误动作或故障。

三、谐波的处理方法为了减少谐波对系统的影响,需要采取以下几种处理方法:1. 使用谐波滤波器:谐波滤波器是一种特殊的电路,可以选择性地滤除谐波成分。

通过在电力系统中安装谐波滤波器,可以有效地降低谐波水平。

2. 优化电力系统的设计:在电力系统的设计中,应尽量避免使用非线性负载,并合理设计电力系统的电容、电感等参数,以减少谐波的产生。

3. 提高电力设备的抗谐波能力:对于一些重要的电力设备,可以采用具有较高抗谐波能力的设备,以减少谐波的影响。

4. 加强谐波监测和分析:定期对电力系统进行谐波监测,了解谐波的产生和分布情况,以便采取相应的处理措施。

谐波对电力系统和电子设备都具有一定的危害,需要采取相应的处理方法。

谐波治理方法

谐波治理方法

谐波治理方法1、谐波治理原则。

通过分析,对通信、信号设备造成干扰的谐波主要来自牵引负荷,而铁路10kv 电力供电设计多采用27.5/10kv供电方式,选择谐波干扰小的电源作为主供电源会降低安全风险。

但当地方电力系统检修时,或地方电源因居民用电导致谐波上升时,仍会干扰信号、通信供电电源的质量,所以改变设计方法,并不能解决此问题。

从供电的电源集中整治,然后供给相应的负荷,也不经济,固需要解决的容量太大,且即便是集中解决,从供电的角度讲,电源也并非单独供给通信、信号,目前的生产、生活设备大量采用了变频设备,如地热井水泵恒转矩变频供电装置,变频空调,电磁炉,炊事机械等等,也会产生大量的谐波,进而干扰通信、信号电源的质量,所以,大的方案就是通信信号根据设备的重要程度和对谐波要求的高低,来选择小容量的谐波治理设备,才能达到既经济又安全的效果。

各车站的通信、信号设备,其总功率一般不超过40kvA,治理相对容易。

2、谐波治理方法。

采用交—直—交系统进行隔离,此方法在国外早有使用,我也曾在朔黄线三汲、段庄两个分区所进行试验。

采用进口交—直—交,通过改变蓄电池的容量,还可满足因利用下雨导致10kv电源线供电中断而引起的行车干扰。

如2013年8月4日,朔黄线肃北至太师庄间大面积树木倒伏,导致贯通、自闭全部中断,影响行车近2小时,如果采用交—直—交逆变电源,在电池容量允许的情况下,就不会影响通信、信号的供电,不仅解决了谐波问题,还解决了供电中断对行车的影响,是一个一举双得的好事。

3、谐波治理措施。

3.1采用无源滤波器滤波。

日常采用的滤波治理方法,其中一种方法就是采用无源滤波装置,即所谓LC滤波器,主要由滤波电容器、电抗器和电阻器组成。

其与谐波源关联,除了起滤波作用外,还兼顾无功补偿的需要。

这种滤波器最早出现,具有结构简单,投资少的特点,运行可靠性高,所以运行费用较低,应用较为广泛。

但也存在一些问题,如当系统结构或参数发生变化或滤波器本身参数变化时,滤波器可能产生谐波放大,而且这种滤波器对电压波动负序等不能综合治理。

浅谈谐波对高压输电线路的危害及治理措施

浅谈谐波对高压输电线路的危害及治理措施

浅谈谐波对高压输电线路的危害及治理措施随着科学技术的快速发展,近年来,一些非线性电力设备得以广泛的应用,这些非线性设备在运行时产生畸变的电流波形,从而形成谐波,因此,在目前谐波问题所造成的影响越来越严重。

当产生谐波时,谐波不仅会影响一些电设备的正常使用,同时也会导致一些电力设备损坏,所以谐波问题越来越受到大家的普遍重视。

本文对谐波进行说明,同时分析了谐波对高压线的危害,并进一步对如何加强谐波所造成危害的具体措施进行了阐述。

标签:谐波;高压;输电线路1 谐波概述所谓谐波是指一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍,电力系统所指的谐波是稳态的工频整数倍数的波形,电网暂态变化诸如涌流、各种干扰或故障引起的过压、欠压均不属谐波范畴;谐波与不是工频整倍数的次谐波(频率低于工频基波频率的分量和分数谐波(频率非基波频率整倍数的分数)有定义上的区别。

谐波主要由谐波电流源产生:当正弦基波电压施加于非线性设备时,设备吸收的电流与施加的电压波形不同,电流因而发生了畸变,由于负荷与电网相连,故谐波电流注入到电网中,这些设备就成了电力系统的谐波源。

系统中的主要谐波源可分为两类:含半导体的非线性元件和含电弧和铁磁非线性设备的谐波源。

在国际上在六十年代前后就开始对电力谐波问题开始研究,当时由于电子技术还不是十分发达,所以只是针对高压直流输电技术中变流器所引起的电力谐波问题进行研究。

自七十年代以后,由于电子技术的快速发展及广泛的应用,从而导致谐波所产生的危害越来越严重,在这种情况下,电力谐波问题才引起各国的高度重视,从而使一些谐波标准相继制定出来,同时我国也于九十年代初期对公用电网谐波电压和谐波电流的限制值给出了规定的标准。

2 谐波对高压输电线路的危害2.1 当谐波发生时,可能引起网络并联谐振过电压,在这种情况下,则会影响到电网用电设备的绝缘,严重的可以导致绝缘被击穿,从而使设备无法正常运行。

2.2 在谐波影响下,可能导致系统中的控制、保护和检测装置受到较大的影响,特别是那些依靠相位和频率原理来进行工作的装置,出现保护误动作的可能性增加。

电力谐波抑制技术及解决方案

电力谐波抑制技术及解决方案

电力谐波抑制技术及解决方案电力谐波是指电力系统中非基频电压和电流信号。

这些非基频信号主要来自于非线性负载设备,如电子设备、电动机、充电器等。

由于谐波信号的存在,会导致电力系统的稳定性变差,严重时可能引起设备故障和系统崩溃。

因此,电力谐波抑制技术和解决方案变得越来越重要。

在源端方面,可以采取以下措施来抑制电力谐波:1.使用低谐波负载设备:选择具有低谐波输出特性的负载设备,如低谐波变频器、低谐波照明灯具等。

这些设备经过特殊设计和滤波器的使用,能够减少谐波产生。

2.调整工作方式:对于一些非线性负载设备,可以通过调整其工作方式,使其在电力系统中产生的谐波尽量减少。

例如,改变电动机的工作方式,采用星型接法而不是三角形接法,可以减少谐波的产生。

在传输端方面,可以采取以下措施来抑制电力谐波:1.使用谐波滤波器:在电力系统中引入谐波滤波器,用于过滤谐波信号。

谐波滤波器可以通过串联或并联连接在电力线上,将谐波信号通过滤波器滤除,从而减少谐波对电力系统的影响。

2.增加传输容量:增加电力系统的传输容量,使电力能够更加顺畅地传输,减少谐波信号的积累和干扰。

在负载端方面,可以采取以下措施来抑制电力谐波:1.安装滤波器:在负载设备的输入端或输出端安装滤波器,用于滤除谐波信号。

这些滤波器可以具体地设计成针对具体谐波频率的谐波滤波器,或者是宽频带滤波器,能够滤除大部分谐波信号。

2.使用线性负载:尽量使用线性负载设备,避免使用非线性负载设备。

线性负载设备的特点是输出信号与输入信号成比例,不会产生谐波信号。

3.使用谐波阻尼器:谐波阻尼器能够通过合适的电容和电感来消耗和抑制谐波信号。

通过谐波阻尼器的使用,可以有效地抑制谐波在电力系统中的传播和干扰。

综上所述,电力谐波抑制技术和解决方案主要包括源端、传输端和负载端的措施。

通过选择低谐波负载设备、调整工作方式、使用谐波滤波器、增加传输容量、安装滤波器、使用线性负载和谐波阻尼器等方法,可以有效地抑制电力谐波,保证电力系统的稳定性和可靠性。

高压谐波产生的原因及治理措施

高压谐波产生的原因及治理措施

技术交流228 2015年9月下高压谐波产生的原因及治理措施石惠陕钢集团汉中钢铁有限责任公司,陕西汉中 724200摘要:为了更好地促进电力供应平稳、可靠,在实际工作过程中必须要注重对高压谐波的治理。

本文主要分析了高压谐波产生的原因,并据此阐述了具有针对性的治理措施,希望能够为高压谐波的治理工作提供一些参考和建议。

关键词:高压谐波;产生原因;治理措施中图分类号:TM711 文献标识码:A 文章编号:1002-1388(2015)09-0228-01高压谐波对电网稳定、可靠运行来说,具有十分不利的影响,加强对电网谐波的治理工作,是解决电网“污染”问题,保证电网经济运行的关键。

高压谐波是一股较强的干扰力,它会使电网基波频率受到不利的影响,导致电网运行不稳,难以实现电网经济运行目标。

本文主要分析了造成高压谐波产生的原因,并就高压谐波的治理提出了笔者自己的观点。

1 高压谐波产生的原因就现在电力发展情况来看,高压谐波产生的原因主要在于整流器、交流调压器、频率变换器、通用变频器四个方面,接下来,本文将逐一分析这四个设备产生高压谐波的原因。

1.1 整流器产生高压谐波的原因分析整流器是直流电源装置,在电力系统中得到了较为广泛的应用,关于整流电路的构成,我们可以从图1中看出。

电力系统中的整流装置内,交流电源的电流呈现矩形波,并且这种矩形波以合成波形存在于工频基波电流当中。

在电力系统运行过程中,随着触发控制角的变化,整流器内的电流将会产生高次谐波,导致高压谐波在整流器中存在[1]。

图1 整流电路示意图1.2 交流调压器产生高压谐波的原因分析在电力系统中,电动机、电阻炉等设备将会应用到交流调压器。

交流调压器在运行过程中,其产生高压谐波的原因与整流器基本相同,都是由于矩形波存在于工频基波电流中,随着触发控制角的变化,存在高次谐波,进而形成高压谐波。

关于交流调压器的电路,我们可以从图2中看出。

图2 交流调压器电路示意图1.3 频率变换器产生高压谐波的原因分析电动机在进行调频设置时,将应用到频率变换器,它在实际应用过程中,输出频率变化时,将会由于频率的连续变化,导致谐波含量出现,进而形成高压谐波。

电网在线谐波监测系统解决方案

电网在线谐波监测系统解决方案

电网在线谐波监测系统解决方案随着现代化的进程,非线性、冲击性和不对称性负荷大量接入电网,供电质量日趋严重。

由于对生活质量和工作效率的高要求,现在人们比以往任何时候更加关注电能质量问题。

电能质量包含多个方面,如电网电压偏差、电压谐波、电压波动与闪变、三相电压不平衡度等,但电压谐波是电能质量中最重要的一种。

谐波主要是由用户中的非线性用电负荷(如:整流装置、冶炼炉、电气化机车等)引起的,一个用户引起的谐波不仅影响到自身,而且污染电网并影响到该电网中的其它电力用户。

然而,由于电网的广泛性和谐波的普遍性,广大电力用户、电力生产厂和供电公司希望随时随地了解电网谐波情况,因此通过对电网各点谐波的监测,并对谐波进行分析处理,以推进谐波的治理,提高电网的电能质量和加强电网的管理,有着重要意义。

电网谐波电压在线监测系统的主要特点体现以下几个方面:全面性:配电网的各级高电压母线处(测量关口)、谐波源接入公用电网的公共连接点(包括用户处)。

本系统既可以实现单个变电站的谐波在线监测,也可以实现区域变电站的谐波在线监测。

实用性:长期在线监测、安全、可靠、操作方便,可实现自动化。

经济性:现场安装的仪器功能简单、体积小、价格低,又能在平时作为常规仪器进行显示、谐波越限报警,便于推广和普及。

安全性:本系统采用无线通信方式,实现远程操控或就地无线通讯的非接触式操控方式,有效地保证了仪器和工作人员的安全。

抗干扰:现场存在强电磁干扰,采用了多种措施提高仪器抗干扰能力。

结构上,采用了屏蔽式箱体结构,硬件设计上,加设看门狗电路、复合滤波电路和信号隔离电路;软件设计上采用数字滤波技术、数据校验技术、实时诊断技术等。

技术性:本系统采用的谐波测量仪器工作原理的技术水平要高,便于对实时监测的传输的数字信号在接收终端进行记录、分析、统计、储存和打印;高电压母线的谐波信号采集用国内首创的由xx亿维电力技术发展有限公司研制的《高压谐波监测系统》;本系统终端处理的软件功能强、容量大。

高压电网无功抵偿及谐波处理

高压电网无功抵偿及谐波处理

高压电网无功抵偿及谐波处理1无功电量的概念在平稳直流状况下,功率等于电压与电流的乘积,即:P=U;x;I。

在沟通状况下,因为电压与电流均为时刻的周期函数,则功率由下式来进行核算:当电网中的负荷富含电抗成分(一般为理性成分)或许负荷具有非线性特性时,电压与电流就会有相位差或许电流富含谐波成分,此刻电网传输能量的才调降低,功率的核算值小于电压有用值与电流有用值的乘积,所以就引进了功率因数的概念。

功率因数的英文全称是Powerfactor,简称PF。

PF是一个无量纲的小于1的实数。

当电压与电流用有用值标明并引进功率因数时,则功率由下式来进行核算:当体系中没有谐波时,功率因数即是电压与电流相位差phi;的余弦函数即:PF=cosphi;。

所以功率的表达式可写为:P=U;x;I;x;cos引进了功率因数的概念往后,咱们就能够运用向量的办法将电流分化为有功电流和无功电流:式中:P为有功功率,PL为无功功率,PS为视在功率。

有功功率代表着能量的传递,而无功功率是一种沟通电网中特有的不传递能量的伴生量。

在电网系核算量进程中,还常常运用有功电量与无功电量来核算功率因数,因为有功电量恰当于有功功率对时刻的积分,无功电量恰当于无功功率对时刻的积分,因而这么的核算效果恰当于功率因数在一个计量周期的均匀值。

需求留神的是:(1)只需无功电流与无功功率的概念,没有无功电压的概念。

因而一般所说的无功用够指无功电流,也能够指无功功率。

(2)当体系中富含谐波时,用cos来表达功率因数会发作较大的过错。

谐波含量越大,过错越大。

2无功抵偿的必要性因为无功电流的存在,在传送一样能量的状况下,电流比没有无功的状况下添加,会许多添加体系的铜损,降低线路与变压器的运用率,这是了解了解的作业。

在一个沟通联接的电网中(这儿偏重沟通联接的要素是因为直流输电线路不传递无功,因而用直流输电线路联接的若干电网能够分隔为各自独立的电网来思考无功疑问),无功电流在任何顷刻间间都是平衡的,也即是说,无功电流的宣告量与吸收量在任何顷刻间间都是持平的,这即是无功平衡原理。

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引言
绝缘子闪络已成为新疆电力事故中主要事故之一. 由于乌鲁木齐市气候多样性和地域因素等特点, 闪 [4,10,11] 络事故的原因也变得多样化 . 要解决此问题, 就要有实时数据, 然而绝缘子表面电场和电压分布的 复杂性,以及运行条件的限制,使得数据的获得变得相当难.这使得绝缘子在线监测成为一种必然的趋 势. 基于乌市的气候及地域特点, 需设计出性价比优良的输电线路绝缘子在线监测系统, 而信号处理便成 [3,13] 为设计的关键. 监测装置的监测对象主要为温湿度和表面泄漏电流 , 装置处于强磁场高电压和各种干 扰下,造成实时数据失真程度极为严重,滤除高次谐波获得实时数据为绝缘子在线监测系统提供一定的 科学数据, 成为监测的目的和前提. 为了尽可能的获得真实数据和减少CPU处理数据的负担, 设计针对采 集的表面泄露电流提出采用Butterworth有源低通模拟滤波器滤除信号中的360Hz以上的信号成分,而对 其以下的信号采用数字滤波器进行处理.
The Processing of Harmonic Signals for the Online Monitoring of Urumqi High-voltage Insulators
ZHANG Qiang , WANG Wei-qing , LI Chang-kai
(College of Electrical Engineering, Xinjiang university, Urumqi, Xinjiang 830008, China ) Abstract :The insulator flashover incidents have a more and more important effect on the stable operation for the electricity system. For this, the online monitoring must be taken in order to get the reliable and correct data. In this paper, it analyzes the double filters : analog active low-pass filter and digital filter. All this is to be done just to get the real data on spot as possible as we can. Key words : insulator; flashover;on-line monitoring; harmonic signals;active low-pass filter; digital filter
A(s) = A0 A0 = 2 1 . S 2 1 S S + S +1 (Ω ) + + 1 Q Q ΩC C (3)
102.1 −1 100.3 −1
第二步将频率归一化, ΩP = 2π *100Hz, λP = 1, λs = 3.6 . 因为αp = 3dB , 所以C = 1, 有N = lg j 3π/4 j 5π/4 / lg 3.6 = lg 12.549/ lg 3.6 = 1.959取N = 2得2个极点分别是: P1 = e , P2 = e . 求出:
摘 要 : 绝缘子的闪络事故对电力系统的稳定运行影响越来越大, 因此针对乌鲁木齐高压绝缘子进行在线监测, 以便获得可靠真实的数据. 本文针对采集数据进行模拟有源低通滤波和数字滤波双重滤波, 以使信号尽可能符合 现场运行实际数据. 关键词 : 绝缘子; 闪络; 谐波; 在线监测; 有源低通滤波器; 数字滤波器 中图分类号 :TM216+ .3 文献标识码 :A 文章编号 : 1000-2839(2011)01-0105-07
∗ 收稿日期: 2009-10-13
基金项目: 新疆维吾尔自治区高校科研计划青年教师科研启动基金XJEDU2008S66; 新疆大学校院联合项目XY080146. 作者简介: 张强(1976-), 讲师, 博士, 研究方向为高压绝缘子在线监测.
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新疆大学学报(自然科学版)
2011年
设计是采用压控电压源(VCVS)有源低通滤波器.压控电压源电路中的集成运放为同相输入接法, 其输入阻抗很高, 输出阻抗很低, 滤波器相当于一个电压源, 其优点是电路性能稳定, 增益容易调节. Butterworth滤波器[2] : 2 |G(j Ω)| = 1+C 21 , 其中C 为待定常数, N 为待定的滤波器阶次. 由于考虑到该监测装置还要在新 (Ω2 )N 疆其他各地区应用,兼顾了可移植性和可修改性,因此,为了使设计规范化,需要将滤波器的频率参数 作归一化处理. 设所给的实际频率为Ω(或f),归一化后的频率为λ , 对低通模拟滤波器, 令λ = Ω/ΩP 显 然, λP = 1, λS = ΩS /ΩP. 又令归一化复数变量为p, p = jλ,显然p = jλ = j ΩS /ΩP. = s/ΩP. 1.1 设计过程 将实际频率归一化得到归一化幅平方特性|G(jλ)|2 = 1+C 21 . 由此看出只有两个参数C 和N . ( λ2 ) N (1)求C 和N N αP /10 N αS /10 由α(λ) = 10 lg(1 + C 2 λ2N ), 则,C 2 λ2N = 10α(λ)/10 − 1, 即C 2 λ2 − 1 C 2 λ2 − 1. 因 P = 10 S = 10 2 10αs −1 1 2 αP /10 为λP = 1, 所以C =10 − 1 N = lg 10αp −1 / lg λS . 若令αp = 3dB ,则,C = 1, |G(jλ)| = 1+λ 2N = 1 . 1+(Ω/ΩP )2N 讨论Butterworth滤波器幅频响应的一些特点: 2 当Ω = 0时, λ = 0, |G(jλ)| = 1 , α(0) = 0 , 即在Ω = 0处无衰减; 2 当Ω = ΩP 时, λP = 1 , |G(jλp )| = 0.5 , |G(jλ)| = 0.707 , αP = 3dB. 2 当λ由0增加到1时, |G(jλ)| 单调减小, α(Ω) 单调增加, N 越大, 2 |G(jλ)| 减小的越慢, 即在通带内|G(jλ)|2 越平. 2 当Ω > ΩP 时, 即λP > 1 , |G(jλp )| 也随λ的增加而单调减少, 但 因为λ > 1 , 所以这时比通带内衰减速度加快, N 越大, 衰减速度越 2 大, 当λ = λs , α(Ω) = αs . |G(jλ)| 随N取不同值时的曲线如图1. [2] 2 可以证明 , |G(jΩ)| 在Ω=0处对Ω2 的一阶、 二阶、 直至N-1阶导 图 1 |G(jλ)|2 随N 取不同值时的曲线 数都为0 . (2)确定G(S ) N −1 1 1 由1 + (−1)N p2N =0 解得, Pk =exp(j 2k+ 因p = jλ, 则:G(p)G(−p) = 1+(p/j = 1+(−1) π ), N p2N . )2N 2N k = 1, 2 . . . 2N . 这样, G(p)G(−p)的2N 个极点等分在a平面半径为1的圆上, 相距为(π/N)rad . N −1 为了保证所设计的滤波器是稳定的,应把左半平面的极点赋予G(p), 即:Pk = exp(j 2k+ π ), k = 2N 1 1, 2 . . . N . 则: G(p)= (p−p1 )(p−p2 )...(p−pN ) . 若N 为偶数, 如图所示的G(p)的极点都是成对共轭出现, 即PK , PN +1−K , 1≤ K ≤ N/2. 1 1 这一对共轭极点构成一个二阶系统, 即: Gk (p) = (p−pk )(p− = P 2 −2P cos( 2 . k+N −1 pN +1−K ) π )+1
+ R4 1 4 , A0 = R3R = 1+ R , 式中, ΩN = RC R3 3
1 = 3 − A0 . Q
(2)
第1期
张强, 等: 针对乌市高压绝缘子在线监测信号中谐波处理
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1 故当ΩN , Q已知时, 有RC = ω1n A0 =3- Q .
图 2
压控电压源(VCVS)有源低通滤波
图 3
模拟低通有源滤波器的电路图
第一步通常C 的容量宜在微法数量级以下, R的值一般约为几百千欧以内, 选择C = 0.047µF, 则
R= 1 1 = = 33.863k Ω. ΩC C 0.047 × 10−6 × 2π × 100
由式(1)的传递函数A(s)取归一化复频率S = S/ΩP ,并考虑-3dB截止角频率Ωn = ΩC , 则
第 28 卷第 1 期 2011 年 2 月
新疆大学学报(自然科学版) Journal of Xinjiang University(Natural Science Edition)
Vol.28, No.1 Feb., 2011
针对乌市高压绝缘子在线监测信号中谐波处理∗
张 强, 王维庆, 李长凯
(新疆大学 电气工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830008)源自1有源模拟滤波器的实现
理想有源滤波器电路是在通带内具有最大幅值和线性相移,而在阻带内其幅值为零,实际的滤波电 路往往难以达到理想的要求. 如要同时在幅频和相频响应两方面都满足要求就更加困难. 因此, 一般有源 滤波器的设计, 是根据所要求的幅频和相频响应, 寻找可实现的有理函数进行逼近设计, 以达到最佳的近 似理想特性. 设计采用的逼近函数是Butterworth函数[2] . 这是一种幅度平坦的滤波器, 即其幅频响应从零 到衰减3dB的截止频率处几乎是完全平坦的, 但在截止频率附近有峰起, 对阶跃响应有过冲和振铃现象, 过渡带以中等速度下降, 下降率为-6ndB/十倍频(n为滤波器的阶数) , 有轻微的非线性相频响应, 适用于 一般性的滤波器.
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