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电力系统谐波检测方法概述

电力系统谐波检测方法概述摘要：文章从谐波检测的重要性和谐波检测所应达到的基本要求出发，对当前国内外存在的各种谐波检测方法进行归类和分析，重点阐述了各自的优势和缺点，以期为更好地进行谐波检测作理论准备。

关键词：谐波检测；傅立叶变换；小波分析近年来，随着各种非平稳、非对称、非线性电气装置（如电力机车、变频器等）的投入使用，电网中的谐波含量急剧增长。

大量谐波的存在不仅降低了电能质量，同时还影响到电网的安全稳定运行。

因此，谐波必须得到有效治理。

而谐波治理的基础和依据无疑是进行准确的谐波检测。

从实际应用看，谐波检测的研究已获得不菲的成果，各种方法层出不穷，但这些方法都有各自优缺点和适用场合，需要进行系统梳理，以便更好地发挥各自特色。

1 谐波检测的主要作用谐波检测是分析谐波源和治理谐波的关键步骤，其作用主要如下：①能对谐波源的谐波产生情况进行准确定性，从而为“谁污染，谁治理”条款的实施提供科学依据。

②通过定期或不定期检测，掌控电网的谐波水平，从而确保电力系统设备的安全及经济运行。

③遇到谐波事故，进行合理检测后，能为事后治理提供决策帮助。

2 谐波检测的基本要求谐波检测是解决谐波问题的关键因子，其基本要求如下：①谐波测量的方法和测量数据的处理都须遵照GB/T 14549-93《电能质量：公用电网谐波》的要求。

②由于电网的状态转换速度非常之快，因此要求相关的谐波检测方法具有相应的动态跟踪能力。

③为了不产生误判，要求各类谐波检测方法具有一定的抗御杂波、噪音等非特征信号分量的能力。

④稳定性好。

要求在电力系统各种运行情况（正常或异常）下都能测出谐波。

3 谐波检测的方法从根本上说，谐波检测其实就是对电力系统中特定点的电流和电压信号进行采集，然后作某种数学处理，并将提取出的特征量和相关标准进行比对的过程。

它一般包括三个步骤：信号预处理、谐波幅值和相位测量、结果再处理。

其中，信号预处理和结果再处理是谐波检测方法的核心，不同的谐波检测方法在这两个方面有着本质的区别。

绝缘子检测方法

绝缘子检测方法绝缘子是电力系统中常见的重要设备，用于支持和固定输电线路，同时起到隔离和保护线路的作用。

然而，由于长期的使用和环境的影响，绝缘子可能会出现老化、污秽、破损等问题，从而降低了其绝缘性能，对电力系统的安全稳定运行带来风险。

因此，对绝缘子进行定期的检测和维护至关重要。

本文将介绍几种常见的绝缘子检测方法。

1. 目视检查法目视检查法是最简单、最常用的绝缘子检测方法之一。

通过肉眼观察绝缘子的外观，检查是否存在明显的破损、污秽等情况。

目视检查法适用于绝缘子外部破损和污秽的初步判断，但无法发现绝缘子内部的故障和隐患。

2. 声波检测法声波检测法是一种非接触式的绝缘子检测方法。

通过将声波传感器靠近绝缘子表面，利用声波的反射和传播规律，检测绝缘子内部存在的空气泄漏、松动等问题。

声波检测法可以有效发现绝缘子内部的故障，但对于绝缘子外部的问题无法进行准确判断。

3. 热像仪检测法热像仪检测法是一种基于红外热像技术的绝缘子检测方法。

通过使用热像仪对绝缘子进行扫描，获取绝缘子表面的温度分布情况。

绝缘子在正常情况下应该具有均匀的温度分布，若存在局部温度异常，可能预示着绝缘子存在故障或老化问题。

热像仪检测法可以快速发现绝缘子的异常情况，但对于故障的具体原因和程度无法进行准确判断。

4. 放电检测法放电检测法是一种常用的绝缘子内部故障检测方法。

通过在绝缘子上施加高压电源，观察是否产生放电现象。

放电检测法可以判断绝缘子是否存在内部击穿、漏电等问题，但对于绝缘子的污秽程度和老化程度无法进行准确判断。

5. 等效电路法等效电路法是一种基于电容器等效原理的绝缘子检测方法。

通过在绝缘子上施加一定频率的交流信号，测量绝缘子的等效电容值和电阻值，从而判断绝缘子的绝缘性能。

等效电路法可以对绝缘子的电气性能进行准确评估，但需要专业设备和复杂的计算过程。

绝缘子检测方法有目视检查法、声波检测法、热像仪检测法、放电检测法和等效电路法等。

不同的检测方法各有优缺点，可以根据实际情况选择合适的方法进行绝缘子的检测和维护。

谐波及无功电流的直接检测方法

谐波及无功电流的直接检测方法孙生鸿,李　鹏,陈志业(华北电力大学电力工程系,河北省保定市071003)摘要:分析了现有的谐波及无功电流检测方法,提出了一种快速的谐波及无功电流直接检测新方法。

该直接检测方法引入比例微分环节(PD )作为负反馈,可以补偿滤波环节的延时,显著提高动态响应速度,并具有较好的检测精度。

当电网电压不对称时该方法同样适用。

最后,通过M A TLAB 仿真,验证了快速直接检测方法的有效性。

关键词:谐波电流;无功电流;检测;负反馈;M A TLAB 中图分类号:TM 93收稿日期:2002204211。

教育部博士点专项科研基金资助项目(1999007904)。

0　引言随着电力电子及非线性负荷的广泛应用,如何抑制电网谐波、提高电能质量问题已经提上日程。

目前现场大多采用无源滤波补偿装置和A PF 等有源滤波补偿装置,而有源滤波器具有能够实现动态连续实时补偿、不受电网元件影响等特点,在抑制电网谐波、提高电能质量方面显示出了强大的生命力。

为了实现有源滤波器件的实时性及良好的补偿性能,谐波及无功电流的实时检测就显得非常重要。

目前提出的各种检测方法可能在某一方面具有优越性,但都不尽完善。

现有的检测方法[1～4]主要有:自适应干扰对消法及基于人工神经网络的自适应检测法,这两种方法动态性能不够理想,适合负荷变化缓慢的情况;基于小波分析的检测法,在实时性方面有了改善,但在兼顾动态性和补偿效果两方面还有待进一步研究;基于瞬时无功功率理论的A B 0变换方法和d q 0变换方法,物理意义清晰、易于实现,但A B 0变换方法受电压畸变的影响较大,d q 0变换方法需要三角函数发生器,使实现变得复杂。

为改进以上方法的不足,本文在瞬时无功功率理论的基础上,对现有的谐波及无功电流检测方法进行简化,使检测过程更简洁、方便,力求兼顾并保证谐波及无功电流检测的动态效果和检测精度。

1　检测原理1.1　算法公共电网电压的畸变率往往很低,因此研究中假定电网电压为三相对称正弦电压。

电网谐波的产生及其检测方法分析

电网谐波的产生及其检测方法分析电网谐波的产生及其检测方法分析0 引言随着现代电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通等各种领域得到广泛应用，但由于电力电子装置是一种非线性时变拓扑负荷，其产生的谐波和无功注入电网，会使设备容量和线路损耗增加，造成发配电设备利用率的下降，影响供电质量，对电力系统的安全稳定运行构成潜在威胁。

目前，谐波污染、电磁干扰和功率因子降低已成为电力系统的三大公害，因此，研究和分析谐波产生的原因，为抑制电力系统的谐波干扰提供好的检测方法，对提高电网运行质量满足用户需求具有重要的实际意义。

1 谐波产生的原因在电力系统中，电压和电流波形理论上应是工频下的正弦波，但实际的波形总有不同的非正弦畸变。

从数学的角度分析，任何周期波形都可以被展开为傅里叶级数，因此，对于周期T=2π/ω的非正弦电压μ(t)或电流i(t)，在满足狄里赫利条件下可以展开成如下形式的傅里叶级数，即：式中：c1sin(ωt+θ1)为基波分量；cnsin(nωt+θn)为第n次谐波分量。

可以看出，所谓谐波就是一个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整数倍，这也是国际上公认的谐波定义。

由于谐波的频率是基波频率的整数倍，因此通常又被称为高次谐波。

虽然在实际的电网中还存在一些频率小于基波频率整数倍的正弦分量，但主要研究的还是电网中存在的整数次谐波。

公用电网中的谐波产生原因主要和以下两方面有关：(1)电源本身以及输配电系统产生的谐波。

由于发电机三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致等制造和结构上的原因，使得电源在发出基波电势的同时也会产生谐波电势，但由于其值很小，一般在分析电力系统谐波问题时可以忽略。

在输配电系统中则主要是变压器产生谐波，由于其铁芯饱和时，磁化曲线呈非线性，相当于非线性器件，饱和程度越深波形畸变也就越严重，再加上设计时出于经济性考虑，使磁性材料工作在磁化曲线的近饱和区段，从而产生谐波电流。

电场法在线检测直流绝缘子的可行性研究

谐波电场引言高压直流输电由于具有线路造价低无交流输电方式的同步运行稳定性问题短路电流易控制调节速度快运行可靠无电容充电电流及节省线路走廊等优势在电力输送中取得了快速的发展随之带来的线路可靠性问题也得到了广泛关注根据相关研究结果在相似的地理环境下直流输电线路中绝缘子的金属端头的腐蚀污秽程度都比交流输电线路中的严重绝缘子的损坏率也更高
insulator string under DC voltage
瓷绝缘子串中的电位分布是由绝缘子金具与地之间的空气电阻、绝缘子自身电阻和泄漏电阻及绝缘子金具与导线之间的空气电阻共同决定的。试验结果表明，瓷绝缘子的等效参数受湿度、表面污秽、空间电荷等因素的影响，电位分布是绝缘子自身特性、污秽、空气湿度、温度、空间电荷等因素综合作用的结果。这就决定瓷绝缘子串的实际直流电位分布不规则。由于 E =−∆φ ，这就决定了瓷绝缘子串的电场分布也是变化的，没有一个固定的规律，因此直流分量电场不适用于在线检测直流瓷绝缘子。
轴向分布电场的曲线都是光滑的，其分布特点是：靠近高压金具端的场强最高，随着向接地端移动场强迅速降低，在接近接地金具端又有所提高；当绝缘子串中存在零值绝缘子或绝缘子中有内绝缘导通性故障时，该处的电位分布变为常数，由于电场
3 直流电场法在线检测直流绝缘子
在实验室对瓷绝缘子串和合成绝缘子串分别施加 50kV 直流电压，测量它们的直流电场，测量时将便携式直流电场测试仪 [14] 沿绝缘子表面由低
Rg1 Rg2
Rg3
Rb1
Rb2
Rb3
Rgn−1
Rgn Rbn−1 Rbn
RI1
RI2
RI3
RIn−1
RIn
Rg－绝缘子金具与地之间的空气电阻；Rb－绝缘子自身电阻及泄漏电阻； RI－绝缘子金具与导线之间的空气电阻

论电力系统谐波测量和分析方法

论电力系统谐波测量和分析方法摘要在供电系统中产生谐波根本原因是由于给具有非线性阻抗特性的电气设备（又称为非线性负荷）供电的结果。

这些非线性负荷在工作中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，使电力质量变坏。

为了更好提高电力系统的供电质量，就需要我们积极探讨电力系统谐波相关问题，鉴于此情况，本文针对电力系统谐波测量和分析方法进行相关探讨。

关键词电力系统；谐波；测量前言纵观现代经济的发展和时代的进步，可以发现电力资源已经是当代社会生产生活最重要的资源了为了保证电力系统安全稳定的运行，电力参数的监测显得尤为重要，随着电力电子技术的发展及其广泛应用，电力电子装置带来的谐波问题对电力系统安全运行构成的潜在威胁日趋严重，谐波污染已被认为是电网的一大公害，引起世界各国的高度重视，故此本文分析一下电力系统谐波测量和分析方法。

1 谐波危害（1）谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。

大量三次谐波流过中线会使线路过热，严重的甚至可能引发火灾。

（2）谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等故障，变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，绝缘部分老化、变质，设备寿命缩减，直至最终损坏。

（3）谐波会引起电网谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁。

（4）谐波会导致继电保护和自动装置误动作，造成不必要的供电中断和损失。

（5）谐波会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给供电部门或电力用户带来直接的经济损失。

（6）谐波会对设备附近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量；重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

（7）谐波会干扰计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。

（8）谐波会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[1]。

绝缘子检测方法

目前国内采用的方法有：1、绝缘电阻法绝缘子在线检测过程中，绝缘电阻的测量是通过泄漏电流的测量得以实现的。

高压输电绝缘子一般采用结构简单、机械强度高、老化率低、串接成串后可在任意电压等级的输电线上使用的盘形悬式绝缘子组合而成，其等效电路可用RC串并联电路表示。

绝缘电阻法存在的问题并非完全在于电流的准确测量，它还取决于以下因素：（1）输电线路的电压变化直接影响到泄漏电流的大小，且电压变化引起的电流改变值在理论上足以与一至二个绝缘子劣化时的电流改变值相当。

（2）绝缘子的泄漏电流与其表面的污秽程度密切相关。

杆塔结构、绝缘子老化程度、绝缘子形状及天气状况，如温度、湿度，甚至风速风向对绝缘子泄漏电流的大小都有影响，因而泄漏电流值在正常情况下亦是一个随时间变化的量，存在一个如何正确判定绝缘子串是否存在劣质绝缘子，即如何确立判断标准的问题。

2、电场测量法高压线路上的合成绝缘子可简化为夹在两金属电极间的连续绝缘材料，绝缘子的伞裙对电场分布无影响。

在这个简化模型中，根据电场理论计算的电场强度和电势沿绝缘子轴向的变化曲线A在正常时光滑；当绝缘子存在导通性缺陷时，该处电位变为一常数，在相应的位置上有畸变，中间下陷，两端上升。

因此，测量合成绝缘子串的轴向电场分布可找出绝缘子的内绝缘导通性故障。

3、脉冲电流法所谓脉冲电流法就是通过测量绝缘子电晕脉冲电流的方法来判断绝缘子的绝缘状况，其原理是：存在劣质绝缘子的绝缘子串中，由于劣化绝缘子的绝缘电阻很低，它在绝缘子串中承担的电压也较小，于是其它正常绝缘子在绝缘子串上的承受电压必然明显大于正常情况时的承受电压，而因回路阻抗变小，绝缘子电晕现象的加剧，电晕脉冲电流必将变大。

根据线路上存在劣质绝缘子时电晕脉冲个数的增多、幅值增大的现象，利用宽频带电晕脉冲电流传感器套入杆塔接地引线取出电晕脉冲电流信号，通过一定的信号处理手段，从而达到在低压端检出不良绝缘子的目的。

电力谐波如何进行有效检测

电力谐波如何进行有效检测？随着我国工业化进程的迅猛发展，电网装机容量不断加大，电网中电力电子元件的使用也越来越多，致使大量的谐波电流注入电网，造成正弦波畸变，电能质量下降，不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响，对广大用户也产生了严重危害。

为了整个供电系统的供电质量，必须对谐波进行有效的检测和治理。

电力系统中谐波的来源电力系统中的谐波来自电气设备，也就是说来自发电设备和用电设备。

由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。

目前我国应用的发电机有两大类：隐极机和凸极机。

隐极机多用于汽轮发电机，凸极机多用于水轮发电机。

电力谐波检测方法1.模拟电路消除谐波的方法很多，即有主动型，又有被动型；既有无源的，也有有源的，还有混合型的，目前较为先进的是采用有源电力滤波器。

但由于其检测环节多采用模拟电路，因而造价较高，且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏感，故使其基波幅值误差很难控制在10%以内，严重影响了有源滤波器的控制性能。

近年来，人工神经网络的研究取得了较大进展，由于神经元有自适应和自学习能力，且结构简单，输入输出关系明了，因此可用神经元替代自适应滤波器，再用一对与基波频率相同，相位相差90度的正弦向量作为神经元的输入。

由神经元先得到基波电流，然后检测出应补偿的电流，从而完成谐波电流的检测。

但人工神经网络的硬件目前还是一个比较薄弱的环节，限制了其应用范围。

2.傅立叶变换利用傅立叶变换可在数字域进行谐波检测，电力系统的谐波分析，目前大都是通过该方法实现的，离散傅立叶变换所需要处理的是经过采样和A/D转换得到的数字信号，设待测信号为x(t)，采样间隔为t秒，采样频率=1/ t满足采样定理，即大于信号最高频率分量的2倍，则采样信号为x(n t)，并且采样信号总是有限长度的，即n=0，1……N-1。

这相当于对无限长的信号做了截断，因而造成了傅立叶变换的泄露现象，产生误差。

电网谐波检测分析方法

电网谐波检测分析方法摘要：电网谐波检测分析方法随着非线性负荷的发展和增多,在多个供电点向系统流入谐波电流,使电网的谐波水平及日益升高，为保证电能质量，向广大用户提供优质合格的电能，特制定本办法，望公司有 ...随着非线性负荷的发展和增多,在多个供电点向系统流入谐波电流,使电网的谐波水平及日益升高，为保证电能质量，向广大用户提供优质合格的电能，特制定本办法，望公司有关科室，及广大电力客户予以认真贯彻执行。

一、目的:限制系统电压、电流正弦波形畸变程度或谐波分量的大小，以保证电力系统包括用户的安全、经济运行，特别是容易遭受谐波危害和干扰的设备的正常运行。

二、保证系统的电能质量，使系统的电压波形保持在合格的范围内，满足各种用电设备的正常供电要求。

三、把电网中的电压总谐波畸变率及含有率控制在允许的范围内，保证电能质量。

二、适用范围本办法适用与交流50HZ，35KV及以下公共电网及供电的电力用户。

三、监测点和测试量（1）原则上选取谐波用户和接入公用电网公共连接点作为谐波监测点，测量该点的谐波电压和谐波源用户流入公用电网的谐波电流，监测点的谐波水平符合国家标准规定。

（2）谐波电压和谐波电流的谐波次数一段量第2-19次，根据谐波源的特点或测试分析结果可适当的变动谐波次数的测量范围，前者用含有率（%）表示，后者用有效值（A)表示。

谐波电压测量取总谐波畸变率THDu(%)。

（3）日常检测是对检测点的谐波电压、谐波用户的谐波电流以及引发谐波事故的有关量进行连续或定时测量，统计超标谐波及观察变化趋势。

四、谐波预测（1）谐波预测包括谐波评估计算。

新谐波源的接入、电容器补偿的投入，电网谐波的发展趋势以及使谐波异常或事故采取的对策等，均需要进行较为正确的预测计算工作，一般借助于计算程序进行计算。

五、谐波源管理（1）现有谐波源的管理：应建立和健全谐波源的技术档案，包括设备的容量、型式、参数，主接线，有关供电系统及参数，有关电容器的参数，谐波设计计算值和实测值等。

直流电场法和谐波电场法检测绝缘子内缺陷的分析研究

电子技术
柬工案抛术
１１４
＾．幸＞ § 避瓤爨曾
直流电场法和谐波电场法检测绝缘子内缺陷的
分析研究
杨哲’ ，钟宏字。，高阳。，贺瑞斌 ’ （１．国网固原供电公司，宁夏固原７５６０００；２．沈阳工程学院，沈阳１１０１３６）
点下陷，而２号绝缘子与理论分布曲线比较吻合。所以，通过观察
电场分布曲线可以作为判断合成绝缘子好坏的依据。
１电场法检测绝缘子内缺陷原理
电场法可以检测到隐蔽的内部缺陷和外绝缘水平下降的故障，
３谐波电场法带电检测绝缘子内缺陷实验分析
实验一：本实验选用了４个合成绝缘子串，分别编号为 “ ３号 ”“ ４号 “ ５号” “ ６号。通过实验分析，３号和４号绝缘子的电场分
布曲线在高压侧都有明显的尖点下陷，因此，可以断定３号和４号
可以判断缺陷的严重程度、便于开展合成绝缘子的状态检修。有文献［１－２］表明，无论是交流或是直流，沿良好洁净的绝缘子串的轴向
分布电场的曲线都是光滑的，呈现出一种规律：靠近高压金具端的
场强最高，接地端场强最小，而在接地金具端又有所提高；当绝缘
绝缘子都存在高压侧短路内缺陷；５号和６号绝缘子的电场分布曲线都比较光滑，无明显突变，但５号绝缘子对应的曲线在第１６、１７伞

电力系统中的谐波检测与有源电力滤波技术研究

电力系统中的谐波检测与有源电力滤波技术研究引言电力系统在供应电能的同时也可能导致一些潜在问题，其中之一就是谐波的产生。

谐波是指电力系统中频率为整数倍于基波频率的电压和电流分量。

这些谐波分量的产生源于非线性负载，如变频器、电子设备和光伏逆变器等。

谐波的存在会导致电网的不稳定、设备的损坏以及对用户的影响。

因此，谐波检测和有源电力滤波技术在电力系统中起着至关重要的作用。

谐波检测的方法为了探测和分析电力系统中存在的谐波，工程师们使用了多种谐波检测方法。

1.电流传感器法：电流传感器法是一种常见的谐波检测方法，通过将电流传感器连接到电力系统的电路中实时检测电流。

这种方法可以精确地测量电流的幅值和相位，从而确定谐波的存在和大小。

然而，由于电流传感器的成本较高，使得该方法在实际应用中受到了一定的限制。

2.电压传感器法：电压传感器法与电流传感器法类似，利用电压传感器实时测量电网中的电压。

通过比较电网中的电压和基波电压，可以确定谐波分量的存在。

然而，电压传感器的安装位置对检测结果有一定的影响，因此在实际应用中需要谨慎选择。

3.频谱分析法：频谱分析法是一种基于傅里叶变换的谐波检测方法，将电流或电压波形转换为频谱图，并通过分析频谱图中的谐波分量来判断谐波的存在。

这种方法能够准确地测量谐波的频率、幅值和相位，但需要高精度的测量仪器和复杂的算法，因此在使用上存在一定的技术门槛。

有源电力滤波技术有源电力滤波技术是一种有效降低谐波影响的方法，并且可以通过逆变器灵活地控制谐波的消除。

有源电力滤波器由电源逆变器和电力滤波器两部分组成。

1.电源逆变器：电源逆变器通过使用可控硅元件或MOSFET等器件，将电力系统中的直流电能逆变成交流电能。

逆变器可以根据电力系统中的谐波分布情况和用户需求灵活地调节产生的反谐波。

同时，逆变器还可以提供无功功率补偿功能，帮助减小系统的功率因数。

2.电力滤波器：电力滤波器是由电感器和电容器等元件组成的滤波电路，可以消除电力系统中的谐波分量。

电力系统谐波测量

电力系统谐波测量摘要近年来，随着现代工业的迅速发展，电力电子器件的应用日益广泛，随之带来的谐波污染也越来越严重，已经严重的影响到了电能质量，而且对各种用电设备的正常运行带来了消极影响。

谐波测量是谐波问题研究的主要方面，实时、准确地检测电网中的谐波含量，确切掌握电网中谐波的实际状况对于防止谐波的危害保障电网安全运行是十分必要的本文首先阐述了电力系统谐波产生的原因、谐波危害等以及电力系统各种谐波分析与检测方法。

简单对傅立叶变换的谐波检测法、瞬时无功功率理论、神经网络的优缺点进行比较，为进一步的基于瞬时无功功率谐波分析与检测法研究做铺垫与参照作用。

本文研究重点首先根据瞬时无功功率理论，比较了两种谐波电流的检测方法q p -法和q p i i -法。

本文主要运用q p i i -算法，其方法不仅在电网电压畸变时适用，在电网电压不对称时也同样有效，将原始电流信号进行按不同频带分离，进而完成基波与谐波的分离达到对电网中的谐波电流进行检测的功能。

文章最后基于瞬时无功功率理论的i p -i q 算法，并借助MA TLAB 进行了仿真，最后给出仿真结果，验证了该方法的有效性和结论的正确性。

关键字：电力系统；谐波；瞬时无功功率理论；MA TLAB 仿真ABSTRACTThe underground Shield is a special tunnel digging machine which integrates mechanics,electrics,hydraulics,and information technology,With the rapid step of city construct,many Shields work at one time,which need high demand of operation reliability. The contents of this paper is to shield the state of monitoring equipment.Shield running information collected by status monitor system are saved in the database with the type of time series. The database of the ring data to the database failure that exist in time series data for similarity comparison, view the sequence of the match,So the time series similarity-pattern to modeling is applied to realize the Shield fault forecast. In this paper, the use of Euclidean distance to calculate the similarity between sequences.Finally,the Shield fault diagnosis system based on above theories is come true with the Visual Studio 2008 development environment. Testing in the state there are many issues worth exploring in this paper is an attempt to study, work remains to be further in-depth.Keywords:Underground Shield; Time series similarity; condition monitoring目录1 绪论 (1)1.1 谐波检测的研究背景及意义 (1)1.2 国内外电力谐波检测与分析方法研究现状及发展 (2)1.3 谐波抑制技术的发展现状 (5)1.4 本文的主要工作 (6)2 电力谐波理论介绍 (8)2.1 电力谐波的基本概念 (8)2.1.1 谐波的表示方法 (8)2.1.2 谐波的特征量 (9)2.2 电力谐波产生的原因 (10)2.2.1 发电源质量不高产生谐波 (11)2.2.2 用电设备产生谐波 (11)2.3 电力谐波的危害 (12)2.4 电力谐波的抑制措施 (16)2.5 本章小结 (19)3 电力谐波电流的检测与分析方法 (20)3.1 基于傅立叶变换的谐波检测与分析方法 (20)3.1.1 傅立叶级数的三角函数和指数表示形式 (20)3.1.2 离散傅立叶变换 (22)3.1.3 快速傅立叶变换 (22)3.1.4 减小泄漏和其它误差的快速傅立叶变换改进算法 (24)3.2 基于瞬时无功功率理论的谐波检测与分析方法 (25)3.2.1 传统的功率理论 (26)3.2.2 三相瞬时无功功率理论 (27)3.2.3 谐波电流的检测方法 (33)3.3 基于q p i i -算法的谐波电流检测方法的实现 (37)3.3.1正余弦函数的产生 .................................................................................. 37 3.3.2数字低通滤波器的设计 .......................................................................... 37 3.4 一种改进的q p i i -谐波和基波检测方法 (38)3.5 本章小结 .............................................................................................................. 41 4 仿真结论 (43)4.1 MATLAB 简介 (43)4.2 仿真模型的建立 (44)4.3 仿真结果 (45)结论 ........................................................................................................................................ 47 致谢 ........................................................................................................错误！未定义书签。

谐波及无功电流的检测方法

谐波及无功电流的检测方法摘要：有源电力滤波器的滤波效果主要取决于控制系统对谐波电流的检测精度。

因此有必要对谐波电流的检测方法进行研究，以此来提高有源电力滤波器的滤波效果。

目前，国内外学者所研究的谐波检测算法都是基于赤木泰文在1987年提出的瞬时无功理论来进行创新与改进。

本文详细介绍了一种谐波检测算法，并分析了其频域特性。

一般来说在电网中谐波的含量要小于基波电流的幅值，本文为了获得较好的检测效果，提出了在瞬时谐波电流检测中设定一个低通滤波器的解决方案。

1.谐波检测方法谐波信号检测，又称为谐波参考电流或者电压的获取方法，是通过获取谐波的相关信息来控制有源滤波的输出。

使用该方法能在相当大的程度上调节有源滤波器的输出，提高工作性能。

随着电子信息技术的快速发展，模拟信号的检测方法已经不再适用，产生了数字信号检测方法，来实现对谐波和基波的无功检测。

目前，检测谐波电流方法主要分下面几种有：2.1.2基于三相不平衡的电压控制算法上述的控制方法与检测方法都是基于负载三相平衡的，但在实际情况中负载绝对平衡的情况是基本不存在的。

实际中电弧炉或者其他非线性负载的三相电极相互独立地投入运行，很容易造成负载的三相不平衡，从而会产生很大负序电流。

基于以上三相负载不平衡的情况，本文给出了一种基于三相负载不平衡的电压控制算法，并对这种控制算法进行了简要的分析。

该控制算法的原理是：首先，将检测到三相电压经过矩阵进行坐标变换，将三相电压瞬时值变换成静止参考轴分量。

然后，对静止参考轴分量进行正序与负序变换，分别提取出正序分量与负序分量。

由于下面的控制算法对负序、正序分量进行分开控制，且控制原理基本相同。

所以下面以控制正序分量为例来分析该控制过程。

将提取出的正序分量通过低通滤波器，得到正序电压分量中的直流分量，此时就可以计算出正序电压峰值的大小和正序电压角度的大小。

将上述得出的电压值与参考值作差，将得到的差值经过PI调制可以得到连接电抗器上的压降，将此压降值与负载端的正序电压峰值相加，这样就可以得出有源滤波器需要补偿的正序电压信号值。

电力系统的谐波检测算法探讨

电力系统的谐波检测算法探讨1 引言随着电力电子技术的发展，电力电子设备成为电力系统中主要谐波源。

谐波会降低电能的生产、传输和利用的效率，且给供、用电设备的正常运行带来严重的危险，因此谐波治理得到越来越大的重视。

电力系统谐波检测目前常用方法有：基于快速傅立叶变换法，傅里叶算法是最常用的谐波检测算法，可以对基波和指定次谐波进行检测，然而一旦采样频率固定，其采样的速度和精度也就被固定，其性能受衰减直流分量及低信噪比影响较大[2]。

瞬时无功功率理论，它的检测比较精确，但在电压畸变或者非线性负载的情况下，难以产生精确的基波电流[3]。

基于神经网络智能的方法，其采用模拟并行谐波检测装置的原理，需要较多的时间来训练样本[4]。

文[6]采用定步长LMS （Least Means Square，LMS）算法，过比例、积分和调节器单元构造获得基波有功电流的电路模型，该方法跟踪精度与收敛速度的矛盾突出，使得两者难以兼得。

因此，文[7]提出基于最小二乘算法的双重模拟自适应滤波器电路模型，克服了传统LMS自适应滤波器模拟电路速度慢的缺点，但是其学习率因子的选择影响到该方法的动态响应速度，严重时会引起振荡。

2限幅变步长LMS谐波检测算法为了解决动态响应速度和跟踪精度的矛盾，本文提出限幅变步长LMS自适应谐波检测算法。

其原理如图3所示。

为了加快算法的动态响应速度，在权值迭代过程中引入动量项k[W（n）-W（n-1）]，其中k为动量系数（0<k<1），修正的权值迭代公式如下：< p=""></k<1），修正的权值迭代公式如下：<> （1）其引入加大了权值的跨度，但当动量系数k太小时，改善动态因子变步长的性能并不明显，当动量系数k太大时，会使得收敛太快而降低跟踪精度，发生畸变。

其中µ（n）为变步长函数。

p（n）为误差信号平均估计，用来对误差信号量进行平均估计控制，其表达式如下：（2）式中，λ>1，用来调整电流信号对系统的影响，上式增加了误差信号序列的滑动时间窗，并保持窗内数据的平均，减少零均值白噪声和相关噪声信号的干扰，从而减少误差反馈信号e（n）中的畸变电流信号。

谐波电流检测方法综述

谐波电流检测方法综述摘要：随着我国工业的迅猛发展，电网中电力电子元件的使用越来越多，如整流器、变频调速装置、电弧炉等，这些电力电子装置由于其非线性、多样性的特点，带来的谐波污染也越来越严重，严重影响了电能质量，而且对各种用电设备的正常运行带来了消极的影响；另一方面现代化工业、商业及居民用户的用电设备对电能质量更加敏感，对电能的使用和需求提出了更高的要求。

因此，实时、准确地检测电网中的谐波含量，对于防止谐波的危害，保障电网安全运行具有十分重要的意义。

本文对基于瞬时无功功率理论、有功分离、傅里叶变换、神经网络、小波分析等原理的几种谐波检测方法进行了介绍，讨论了各种检测方法的优缺点，对这些谐波的抑制方法进行了详细的综述。

一、绪言1.谐波的来源谐波的定义为：“谐波是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”。

当电流流经非线性负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。

向公用电网注入谐波电流或在公用电网上产生谐波电压的电气设备被称为谐波源。

谐波源的来源很复杂，但主要的谐波源还是来自于具有非线性特性的电气设备，如变频调速装置、整流设备、电子控制照明装备和磁性铁芯设备等等。

目前，应用最为广泛的整流电路都是由晶闸管或二极管组成的。

其中以三相桥式和单相桥式最为普遍。

直流侧采用电容滤波的二极管整流电路就是一个典型的谐波源。

由于其输入电流的谐波成分非常大，会给电网带来严重的污染。

变频器中的谐波干扰也是尤为突出，变频器工作时，输出电流的谐波电流会对电源产生干扰。

现在随着电力电子技术的广泛应用，谐波源已经存在于电力的生产、传输、转换和使用的每一个环节中。

2.谐波的危害谐波的危害可以总结为以下几个方面：1）电网中的电压与电流波形发生畸变都是由高次谐波引起的，相同频率的谐波电压和电流能产生相同次数谐波的有功和无功功率，降低了电网的电压，引起线路的附加损耗，使得电网容量造成不必要的浪费。

2）谐波对供电系统的无功补偿设备的影响也是不容忽视的，谐波进入电网时会导致变电站高压电容过电流和过负荷，在这种情况下，无功补偿设备不能正常运行，更严重的请况下，还会将电网中的谐波进一步放大。

电力系统谐波测量方法综述

电力系统谐波测量方法综述
电力系统谐波测量是评估电力质量的重要手段之一，其目的是确定电力系统中存在的谐波含量。

常用的电力系统谐波测量方法有以下几种：
1. 直接测量法：直接使用谐波测量仪器，如谐波分析仪或数字示波器等，对电力系统中的电压和电流进行测量。

直接测量法可实时测量电压和电流的波形，并通过傅立叶分析方法计算谐波含量。

2. 间接测量法：间接测量法是通过电力系统的参数测量来推导出谐波含量。

常用的方法有频率响应法和估计法。

频率响应法通过测量电力系统的频率响应特性，推导出谐波含量。

估计法则通过估计电力系统的传递函数来计算谐波含量。

3. 统计测量法：统计测量法是通过对电力系统中长时间的电压和电流波形进行统计分析，得出谐波含量的估计值。

常用的方法有快速傅立叶变换（FFT）和小波变换。

4. 模型测量法：模型测量法是建立电力系统的数学模型，通过模拟计算得到谐波含量。

常用的方法有有限元法和有限差分法。

综上所述，电力系统谐波测量方法主要包括直接测量法、间接测量法、统计测量法和模型测量法等，根据具体的实际情况选择合适的方法进行谐波测量。

浅谈高压线路绝缘子带电检测方法

浅谈高压线路绝缘子带电检测方法摘要：针对特高压电网中绝缘子的特点，分析了现有绝缘子带电检测方法的优缺点以及应用于特高压中存在的问题，为实现特高压绝缘子的带电检测提供了理论支撑和研究基础。

关键词：特高压；绝缘子；带电检测高压电网对于实现能源资源集约化开发，优化能源资源配置方式，提高能源利用效率，推动电力工业技术升级，促进经济社会可持续发展和全面建设和谐社会具有重大意义。

目前不同电压等级的交直流特高压线路已相继建成投运，如1000kV晋南荆线、直流800kV向上线。

随着投运线路条数的增多，加强特高压线路运行维护是保证电网安全、稳定运行不容忽视的问题。

1绝缘子的作用绝缘子作为电网中用量庞大、种类繁多的零部件，对电气设备或导体既要起绝缘作用，又要起固定悬挂作用，其质量主要取决于电气绝缘性能和力学性能。

由于绝缘子在运行过程中因为长期机电负荷、周围复杂环境等作用，会出现绝缘性能减低，开裂甚至击穿等故障，特别在特高压输电线路上，绝缘子的劣化直接威胁着电力系统的安全运行。

因此，对绝缘子进行带电检测，及时发现存在的劣化绝缘子是特高压线路运维中的重要工作。

2绝缘子劣化机理绝缘子作为电网中用量庞大、种类繁多的零部件，对电气设备或导体既要起绝缘作用，又要起固定悬挂作用，其质量主要取决于电气绝缘性能和力学性能。

运行中的绝缘子由于内部陶瓷、水泥和金具具有不同的膨胀系数和导热能力，在遇到热胀冷缩、外部强应力和强电场时，在绝缘子的头部、受伤部位和污秽带会产生局部强应力和强电场，出现放电、发光、电场强度变化和化学变化等，在电气上则表现为绝缘阻值下降、电压分布不均衡、泄漏电流变化和电晕脉冲电流变化等现象，提取这些特征量可以作为绝缘子故障预报的依据3绝缘子检测方法现有的绝缘子的检测方法有电压分布法、泄漏电流法、脉冲电流法、红外成像法、电场测量法和超声波测量法等，其中火花间隙测试法、分布电压测定法已有成熟产品且在目前的线路运维中应用比较广泛，主要由运维人员采用地电位的作业方式，利用绝缘操作杆在杆塔上对绝缘子进行逐片检测。

电网谐波检测

电网谐波检测摘要:随着经济和电力电子技术的高速发展，各种由谐波引起的故障和事故不断发生，对电网安全、稳定和经济运行构成潜在威胁，也给周围电气环境带来极大影响，电网谐波污染问题已经成为电能质量中最为突出的问题。

谐波检测是谐波问题处理的首要环节，是谐波问题研究的主要依据。

关键词：电网谐波；检测方法1电网中谐波产生电力系统中谐波的定义是对周期性非正弦的电量进行傅里叶级数的分解，分解的结果中除了有与电网基波频率相同的分量之外，还存在一系列大于电网基波频率的分量，我们把这部分电量称为谐波。

随着电力电子技术的迅速发展，大量电力电子变流装置和各种非线性负载接入电力系统，从而引起电力系统中的电流和电压波形产生畸变，从频域的角度来看，在这些畸变的电流和电压波形中，不仅仅包含与供电电源同频率的正弦量，而且出现了一系列的频率为基波整数倍的正弦分量[1]，这就是前面所说的谐波。

具体来说谐波产生的原因有以下三个方面：(1) 发电源的质量不高而产生的谐波发电机的结构中，由于三相绕组在制作上无法做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致，所以磁通密度沿空间的分布只能做到接近正弦分布，所以磁通中都有高次谐波，电势中也就有高次谐波，其中三次谐波占主要成分[2]。

(2) 输配电系统产生的谐波在输配电系统中则主要是变压器产生谐波，变压器饱和时的励磁电流只含有奇次谐波，以3次谐波最大，可达额定电流0.5%，对于三相变压器，3倍次谐波的磁通经由邮箱外壳构成闭合磁路，因而磁通中对应该次的谐波较小（单相铁芯的10%），绕组中有三角形接法时，零序性谐波电流在闭合的三角形接线中环流而不会注入电网。

三相对称且有三角形绕组的变压器，器产生励磁电流注入电网谐波电流的阶次是6k 1,k=1,2…由于其铁芯饱和时，磁化曲线呈非线性，相当于非线性器件，饱和程度越深波形畸变也就越严重，再加上设计时出于经济性考虑，使磁性材料工作在磁化曲线的近饱和区段，从而产生谐波电流[3]。

绝缘子带电检测方法

绝缘子带电检测方法绝缘子在线检测方法及规定摘要:评述绝缘子在线检测的各种方法的测量原理、信号处理手段及判别方法的特点,并提出几种信号处理的方法及实际测量装置的设计构想。

1引言安装在输电线路上的绝缘子,在运行过程中因长期经受机电负荷、日晒雨淋、冷热变化等作用,可能出现绝缘电阻降低、开裂甚至击穿等故障,对供电可靠性带来潜在威胁,因此,绝缘子在线检测意义重大。

线路绝缘子的在线检测,因其安装位置的特殊性及分布区域的广泛性,向来是绝缘在线监测的一个难点。

若干年来,国内外一直在寻找有效的解决办法［1］［2］,至今已有以超声波检测法、激光多普勒振动法及红外热象仪法为代表的非电量测量法和以电压分布检测法、绝缘电阻法及脉冲电流法为典型的电量测量法,被尝试用于解决绝缘子在线检测问题。

2非电量测量法激光多普勒振动法是利用已开裂的绝缘子的振动中心频率与正常时不同的特点,通过外力如敲击铁塔或将超声波发生器所产生的超声波用抛物型反射镜对准被测绝缘子,或用激光源对准被测绝缘子,以激起绝缘子的微小振动,然后将激光多普勒仪发出的激光对准被测绝缘子,根据对反射回来的信号的频谱的分析,从而获得该绝缘子象仪高昂的造价亦令众多用户对其性能价格比难以接受。

基于此,下面我们将重点讨论电量法绝缘子在线检测技术。

3电量检测法3.1电压分布检测法电压分布检测法是一种传统的绝缘在线检测方法。

近年来随着传感器技术的发展,该法也被赋予了新的内容。

基于泡克尔斯(Pockels)效应的光纤电压(场强)传感器能在基本上不改变绝缘子串电场强度分布的情况下,准确测定各绝缘子的电压分布情况,克服了短路叉法、火花间隙法测量准确度低、读数分散性大的缺点,同时也消除了静电电压表法测量改变绝缘子串电压分布的不足。

在信号处理方面,目前普遍采用将测量结果经电光转换后通过绝缘杆内的光纤传输到低压端, 再转换成电信号读数［8］［9］或直接将测量结果转换成语音信号报出［10］［11］的方法。