电力系统谐波分析装置设计

❶ 有关电力系统谐波的自动调谐装置有几种

你问的是不是关系滤除电力系统谐波的装置？
在电力系统中谐波的危害就不详细说了，滤除这样的谐波的装置本质上分成两大类：
1 无源电力滤波器：由电感、电容、电阻等无源器件组成的串并联电路，可以根据要求设计成滤除某一阶或某几阶的谐波。
2 有源电力滤波器：由电容和电力电子电路等组成，通过控制电力电子电路的开通和关断，也可以起到滤除谐波的作用，这类器件主要是晶闸管相控电抗器、晶闸管投切电容器组以及统一潮流控制器等，很多很多类。
这些装置在滤除谐波的同时，一般也会或多或少向系统提供部分无功。

❷ [电力系统中谐波的危害与谐波控制方法的研究]避雷针的作用

一、谐波的产生 在理想的干净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。
用傅立叶分析原理，能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器比较大的背离正弦曲线波形。
谐波电流的产生是与功率转换器的脉冲数相关的。6脉冲设备仅有5、7、11、13、17、19 ...n倍于电网频率。功率变换器的脉冲数越高，最低次的谐波分量的频率的次数就越高。
其他功率消耗装置，例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3次谐波(150赫兹)。
在供电网络阻抗(电阻)下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。在供电网络阻抗下产生谐波电压的振幅等于相应谐波电流和对应于该电流频率的供电网络阻抗Z的乘积。次数越高，谐波分量的振幅越低。
只要哪里有谐波源那里就有谐波产生。也有可能，谐波分量通过供电网络到达用户网络。例如，供电网络中一个用户工厂的运转可能被相邻的另一个用户设备产生的谐波所干扰。
二、谐波的危害
1、降低系统容量如变压器、断路器、电缆等； 2、加速设备老化，缩短悉中设备使用寿命，甚至损坏设备； 3、危害生产安全与稳定； 4、浪费电能等。
三、谐波测量的主要方法
1、带阻滤波法。 这是一种最为简单的谐波电流检测方法，其基本原理是设计一个低阻滤波器，将基波分量滤除，从而获得总的谐波电流量。这种方法过于简单，精度很低，不能满足谐波分析的需要，一般不用。
2、带通选频法和FFT变换法。带通选频方法采用多个窄带滤波器，逐次选出各次谐波分量，基本原理如图1所示。利用FFT变换来检测电力谐波是一种以数字信号处理为基础的测量方法，其基本过程是对待测信号（电压或电流）进行采样，经A/D转换，再用计算机进行傅里叶变换，得到各次谐波的幅值和相位系数。
这两种方法都可以检测到各次谐波的含量，但以模拟滤波器为基础的带通选频法装置，结构复杂，元件多，测消梁量精度受元件参数、环境温度和湿度变化的影响大，且没有自适应能力；后一种检测方法其优点是可同时测量多个回路，能自动定时测量。缺点是采样点的个数限制谐波测量的最高次数，具有较长的时间延迟，实时性较差。
3、瞬时功率矢量法
1984年，日本学者H.AKagi等提出瞬时无功功率理论，并在此基础上提出了2种谐波电流的检测方法：p-q法和ip-iq法。这两种方法都能准确地测量对称的三相三线制电路的谐波值。ip-iq法适用范围广，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。而使用p-q法测量电网电压畸变时的谐波会存在较大误差。这2种方法的优点是当电网电压对称且无畸变时，各电流分量（基波正序无功分量、不对称分量及高次谐波分量）的测量电路比较简单，并且延时小。虽然被测量的电流中谐波构成和采用滤波器的不同，因而会有不同的延时，但延时最多不超过1个电源周期。如电网中最典型的谐波源――三相整流器，其检测的延时约为1/6周期。可见，该方法具有很好的实时性，缺点是硬件多，花费大。此理论是基于三相三线制电路。对于单相电路，必须首先将三相电路分解，然后构造基于瞬时无功功率理论的单相电路谐波测量框图。仿真表明该方法是可行的，其检测性能优于以往的单相谐波电流的测量方法。瞬时无功功率理论解决了谐波和无功功率的瞬时检测及不用储能元件实现谐波和无功补偿等问题，对治理谐波和研发无功补偿装置等起到了很大的推动作用。
4、小波分析法
对于一般的谐波检测，如电力部门出于管理而检测，需要获得的是各次谐波的含量，而对于谐波的时间则不关心，因此傅里叶变换就满睁桥山足要求。然而在对谐波电流进行动态控制时，不必分解出各次谐波分量，只需检测出除基波电流外的总畸变电流，但对出现谐波的时间感兴趣，对此傅里叶变换无能为力。小波变换由于克服了傅里叶变换在频域完全局部化而在时域完全无局部性的缺点，即它在时域和频域同时具有局部性，因此通过小波变换对谐波信号进行分析可获得所对应的时间信息。小波变换应用在谐波测量方面尚处于初始阶段。将小波变换和神经网络结合起来对谐波进行分析，并设计和开发基于小波变换的谐波监测仪将会是非常有意义的工作。
5、自适应检测法
该方法基于自适应干扰抵消原理，将电压作为参考输入，负载电流作为原始输入，从负载电流中消去与电压波形相同的有功分量，得到需要补偿的谐波与无功分量。该自适应检测系统的特点是在电压波形畸变情况下也具有较好的自适应能力，缺点是动态响应速度较慢。在此基础上，又有学者提出一种基于神经元的自适应谐波的电流检测法。
综上所述，带阻滤波法是早期模拟式谐波测量装置的基本原理；基于瞬时无功功率理论的瞬时空间矢量法可用于谐波的瞬时检测，也可用于无功补偿等谐波治理领域，且方法简单易行，性能良好，并已趋于完善和成熟，今后仍将占主导地位；基于神经元的自适应谐波电流检测法和小波分析法，是正在研究的新方法，可以提高谐波测量的实时性和精度，但实际应用还有待于进一步验证。
四、谐波的抑制措施
在电力系统的设计中，加大系统短路容量；提高供电电压等级；增加变流装置的脉动数；改善系统的运行方式，如：尽可能保持三相负荷平衡，避免各类电磁系统饱和，错开系统谐振点，由专门电路为谐波源负载供电等，都能减小系统中的谐波成份。但其中许多措施都会大大增加系统和设备的投资，且有些方法的效果并不一定很理想。因此，设置交流滤波器是有效抑制谐波和改善波形的积极措施，同时滤波器还能向系统提供所需的部分或全部无功。图2中，(a)为接线系统，(b)为等效电路。
整流器、逆变器等非线性负荷，因为其本身可以表示为产生高次谐波电流的恒流源，故可用图2来表示高次谐波的等效电路。
流向电网的谐波电流IS和母线的谐波电压VB可表示为：
IS=InZL/(ZS＋ZL）
VB=ISZS(2)
式中：
IS为注入电网的谐波电流；
In为谐波电流；
VB为谐波电压；
ZS为电网阻抗；
ZL为电网负载阻抗。
该式表明，当电网阻抗(ZS)一定时，相对减小系统负载阻抗(ZL)，就可以减小流向电网的谐波电流和母线的谐波电压（电压畸变）。谐波干扰取决于流向电网的谐波电流或电压畸变的大小。抑制谐波的目的，就是要降低流向电网的谐波电流。
因此，可以采取以下措施：
（1）对于电力系统，设置谐波低阻抗的分流电路，从而减小负载阻抗ZL，降低注入电网的谐波电流IS；也就是被动式滤波器，即常用的LC滤波器
（2）提供逆相位的谐波，以抵消非线性负荷所产生的谐波电流In，达到消除谐波的目的。也就是能动式滤波器，即有源滤波器。
（3）防止并联电容器组对谐波的放大，在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。当谐波存在时，在一定的参数下电容器组会对谐波起放大作用，危及电容器本身和附近电气设备的安全。可采取串联电抗器，或将电容器组的某些支路改为滤波器，还可以采取限定电容器组的投入容量，避免电容器对谐波的放大。
（4）加装静止无功补偿装置，快速变化的谐波源，如电弧炉、电力机车和卷扬机等，除了产生谐波外，往往还会引起供电电压的波动和闪变，有的还会造成系统电压三相不平衡，严重影响公用电网的电能质量。在谐波源处并联装设静止无功补偿装置，可有效减小波动的谐波量，同时可以控制电压波动、电压闪变、三相不平衡，还可补偿功率因数。
（5）降低谐波源的谐波含量，在谐波源上采取措施，最大限度地避免谐波的产生。这种方法能够提高电网质量，可大大节省因消除谐波影响而支出的费用。
（6）改善供电环境等。
六、结束语
本文详细分析了综合动态的谐波治理措施同时考虑电网无功功率补偿问题，这是电力系统目前面临的一大课题。要消除谐波污染，除在电力系统采取有效的控制措施外，还要在设计、制造和使用非线性负载时，采取有力的谐波控制措施，减小谐波侵入电网，从而减少由于谐波带来的巨大损失。

❸ 如何正确选择合理的谐波治理方案

正确选择合理的谐波治理方案：
1、国家标准：
中国对于电网谐波的国家标准是GBT-14549-93《电能质量公用电网谐波》，规定了电网电压畸变率限值和公共连接点（PCC）的谐波电流限值。
2、谐波测试数据：
由于谐波的流动、变化波动特性，一般理论上只能做简单估算。如果需要设计谐波治理方案，最可靠的应该是谐波测试数据，这类情况适用于已经投运设备的电网或需要增容的电网谐波治理。当然，为了测试数据的可靠性和准确性，需要熟悉谐波源工作原理和工艺，了解电网结构，并根据GBT-14549-93《电能质量公用电网谐波》标准中附录D的要求，采用可靠的谐波测试仪和准确的测试方法。
3、系统容量：
供电系统容量越大，即系统的等值导纳越小，母线谐波电压水平越低，因此提高供电系统的容量，是遏制谐波影响的重要措施之一。
由于滤波装置总是与系统相连，因此系统阻抗对滤波效果的影响必须考虑，这种情况下滤波效果由滤波装置与系统综合阻抗决定，滤波装置设计时各参数选择必须考虑系统情况。系统的阻抗原则上应该用实测值，有时也可以根据供电系统的短路容量或网络有关参数近似计算其等值阻抗，这种方法一般用于6~10kV的中小型滤波装置参数的初步选择中。
4、谐波源容量：
谐波源容量大小，影响谐波治理方案，对于大容量谐波源适合就地治理比较经济合理，小容量分散谐波源，由于谐波变动较大，随意性因数较森陵多，导致谐波次数和含量无规律变化，领步北京建议采用有源动态谐波滤波CAPF集中治理。
5、谐波源特征谐波状况：
根据上面几种典型谐波源特征谐波的介绍，是进行谐波源谐波分析和估算的重要依据，需要对各类谐波源设备的工作原理，工艺要求分析，以及其他谐波源设备的工况，大致可以计算产生的主要次谐波和谐波量，是谐波滤波装置设计依据的重要来源，即使对于实测数据，也是分析的重要参考。
6、电网自然功率因数：
电网中含有谐波，谐波粗春段也产生一种无功功率，对于基波而言无功功率因数是COS值，对于含有谐波的电网中既有基波无功也有谐波无功，该值为PF值，也是实际显示的值（由于测量仪表工作原理不同，会产生较大的偏差）。在这里COS值是谐波治理方案设计的重要依据，特别对于无源滤波器，需要以基波无功补偿功率作为LC回路设计参数依据，不能出现过补。
7、谐波源生产工艺：
谐波源生产工艺或工况是岩誉进行系统性谐波分析的重要依据，对于大量的谐波源安装设备，有可能同时运行的是几台谐波源设备，也有的是有规律的周期性运行，对于谐波治理方案设计都是重要的依据，谐波源生产工艺是决定实际运行谐波量与估算谐波量差异的客户方资料，使谐波治理方案设计达到合理而经济的目标。
8、谐波源安装位置：
是指配网中各设备关系，如谐波源与非谐波源设备在电网结构中的位置关系，谐波源尽量设计靠近电源侧，可以减少谐波阻抗引起的谐波电压对其他用电设备的影响，同时增大了谐波源的系统容量，非谐波源设备尽量不要和谐波源公用一条母线，有条件的可以设专线供谐波源设备电源。
9、设备之间相互影响程度：
在这里有些用户对电网电能质量要求较高，比如精密加工，电子焊接等，如果用户电网中有较大容量的谐波源，必然对其正常生产产生不良影响，对于此类用户，即使其谐波含量经计算未超过国家标准，也是需要进行谐波治理。

❹ 电力系统谐波抑制方法

电力系统谐波抑制方法有：

1、增加整流变压器二次侧整流的相数

对于带有整流元件的设备，尽量增加整流的相数或脉动数，可以较好地消除低次特征谐波。电力谐波监测装置可减少谐波源产生的谐波含量，一般在工程设计中予以考虑。因为整流器是供电系统中的主要谐波源之一，其在交流侧所产生的高次谐波为tK 1次谐波，即整流装置从6脉动谐波次数为n=6K 1，如果增加到12脉动时，其谐波次数为n=12K 1(其中K为正整数)，这样就可以消除5、7等次谐波，因此增加整流的相数或脉动数，可有效地抑制低次谐波。不过，这种方法虽然在理论上可以实现，但是在实际应用中的投资过大，在技术上对消除谐波并不十分有效，该方法多用于大容量的整流装置负载。

2、整流变压器采用Y/ 或 /Y接线

该方法可抑制3的倍数次的高次谐波，以整流变压器采用 /Y接线形式为例说明其原理，当高次谐波电流从晶闸管反串到变压器副边绕组内时，其中3的倍数次高次谐波电流无塌枝掘路可通，所以自然就被抑制而不存在。但将导致铁心内出现3的倍数次高次谐波磁通(三相相位一致)，而该磁通将在变压器原边绕组内产生3的倍数次高次谐波电动势，从而产生3的倍数次的高次谐波电流。因为它们相位一致，只能在形绕组内产生环流，将能量消耗在绕组的电阻中，故原边绕组端子上不会出现3的倍数次的高次谐波电动势。

3、尽量选用高功率因数的整流器

采用整流器的多重化来减少谐波是一种传统方法，用该方法构成的整流器，还不足以称之为高功率因数整流器。高功率因数整流器是一种通过对整流器本身进行改造，使其尽量不产生谐波，其电流和电压同相位的组合装置，这种整流器可以被称为单位功率因数变流器(UPFC)。该方法只能在电力谐波监测装置设计过程中加以注意，从而得到实践中的谐波抑制效果。

4、整流电路的多重化

整流电路的多重化，即将多个方波叠加，以消除次数较低的谐波，从而得到接近正弦波的阶梯波。电力谐波监测装置重数越多，波形越接近正弦波，但其电路也越复杂，因此该方法一般只用于大容量场合。另外，该方法不仅可以减少交流输入电流的谐波，同时也可以减少直流输出电压中的谐波幅值，并提高纹波频率。如果把上述方法与PWM技术配合使用，则会产生很好的谐波抑制效果。该方法用于桥式整流电路中，以减少输入电流的谐波。

(4)电力系统谐波分析装置设计扩展阅读：

谐波污染对电力系统的危害是严重的，主要表现在：

1、谐波影响各种电气设备的正常工作。对如发电机的旋转电机产生附加功率损耗、发热、机械振动和噪声；对断路器，当电流波形过零点时，由于谐波的存在可能造成高的di／dt，这将使开断困难，并且延长故障电流的搭穗切除时间。

2、谐波对供电线路产生了附加损耗。由于集肤效应和邻近效应，使线路电阻随频率增加而提高，造成电能的浪费；由于中性线正常时流过电流很小，故其导线较细，当大量的三次谐波流过中性线时，会使导线过热，损害绝缘，引起短路甚至火灾。

3、使电网中的电容器产生谐振。工频下，系统装设的各种用途的电容器比系统中的感抗要大得多，不会产生谐振，但谐波频率时，感抗值成倍增加而容抗值成倍减少，这就有可能出现谐振，谐振将放大谐波电流，导致电容器等设备被烧毁。

4、谐波将使继电保护和自动装置出现误动作，并使仪表和电能计量出现较大误差。谐波对其他系统及电力用户团核危害也很大：如对附近的通信系统产生干扰，轻者出现噪声，降低通信质量，重者丢失信息，使通信系统无法正常工作，影响电子设备工作精度，使精密机械加工的产品质量降低；设备寿命缩短，家用电器工况变坏等。

❺ 论继电保护中谐波的影响与应对_继电保护

【摘 要】随着电力技术的发展和大型电力系统的广泛应用，尤其是新型电气设备的涌现，在电力运行中的谐波问题已经严重影响到电力的安全使用，我们必须要高度重视继电保护中谐波对电力系统的影响。本文通过对谐波的分析和阐述，从不同角度介绍继电保护中谐波的影响，结合电力系统运行的实际情况，提出了应对措施和建议。
【关键词】继电保护；谐波；影响；应对措施；建议

随着我国经济的高速发展和生活水平的提高，居民和企业对电力的需求量也逐渐增大，安全用电和减少电量损失显得尤为重要，如果发生故障等突然事件，必将给我们带来巨大的损失，严重影响正常生活，甚至危及到社会的稳定。继电保护技术能够保障电网的稳定和安全运行，但是谐波会继电保护装置产生副作用。因此，消除谐波的影响显得相当重要。
1 谐波的概述
谐波源于声学，也简称为HW，在电工学中是指一个周期的电气量的正弦波分量，它的频率能够达到基波的数倍。近年来，一些研究学者将不是基波整数倍的谐波称为分数谐波或者间谐波，将一些频率低于工频的间谐波称为次谐波。在电力系统运行过程中，谐波产生的根源是非线性负载，也就是说大量的非线性负载介入到电力系统中，作用于电力系统中的电流和电压，产生高次谐波。在电力系统中，产生谐波必将影响供电质量，严重的情况会危及到电网的安全。目前已经将谐波定义为电力系统运行的公害。
2 继电保护装置的重要性
电网的安全运行涉及到输电、发电和供电以及电网的建设各个环节。在电力系统或者电网行建立之后，添加继电保护装置可以有效保护电网睁镇和电力系统的安全，保障安全运行。
对于电网或者电力系统主要是变压器、发电机和传输线升早颂路组成，当这些配套设备发生故障，继电保护装置便会发挥作用。如果是瞬时性故障，机电保护装置会主动切断故障，进行重合供电，保障电网或者电力系统的正常运行；如果是永久性故障，需要在切除故障之后，采取必要的措施继续供电，保障电网或者电力系统的正常运行。
从上面可以看出，继电保护装置在电网和电力系统中的作用相当重要，医师保障电力设施的正常安全运行；二是保证电力系统的可靠性。因此继电保护装置的配置是吵郑否正确和完善影响整个电网和电力系统的安全稳定运行，只有提高继电保护装置的质量，设置合理的参数来保证整个电力系统或者电网的安全稳定运行。
3 谐波对继电保护装置的影响
3.1 谐波对电磁型继电器的影响。根据可续分析我们知道，当谐波的含量在0-40%以内，谐波的整定值的误差肯定不会超过10%，但是对于电力系统中的继电保护装置谐波的设定是根据电力系统中的基波电流或者基波电压来整定的，因此谐波必将对非静态状态下的继电保护装置产生一定的影响。当谐波存在时，谐波必定对电流继电保护装置产生保护柜动，如果谐波中存在畸变电压施加到继电保护装置，基波的整定值必定对电压继电保护装置的动作值要低得多，这种后果必定会对欠电压的继电保护装置产生误动，而过电压的继电保护装置可能会产生拒动。特别是对于投切空载变压器产生的谐波的含量很高，进而产生励磁涌流，对于高次或者两次谐波分量会造成继电器误动，引起跳闸。
3.2 谐波对感应型继电保护装置的影响。根据电磁学知识，感应型继电保护装置的圆筒或者圆盘在磁场的作用下肯定会产生感应电流，感应电流和空间中的其他磁场的互相作用出现电磁转矩，导致圆筒或者圆盘转动。对于感应型继电保护装置的可以活动的部分惯性很大，动作速度较慢，谐波转矩对继电保护装置的影响作用很小。根据科学分析和实际测量可知，受畸变电流产生的谐波分量一定会在继电保护装置的磁盘上产生附加转矩，继电保护装置的启动灵敏度必将会随着输入电流的频率增大而产生变动，对于三次谐波分量和五次谐波分量产生的转矩对继电保护装置的灵敏度影响更大，。产生的根源是畸变电流作用是继电保护装置的磁盘上产生的转矩等于该感应电流中的各次谐波分量和基波分量产生的转矩总和，因为谐波电流产生的转矩有正有负，因此谐波分量产生的误动可能是拒动，具体判断标准是谐波分量的有效值和各同次频率胁逼之间的相位差两者之间的共同作用。
3.3 谐波对整流型继电保护装置的影响。整流型继电保护装置的主要特点是对输入的交流量进行整流，或者对若干个输入交流量在组合之后进行整流，继电保护装置的动作特性是和整流之后的电压或者电流信号和动作有关。根据分析我们得出以下结论：每隔两Π/n时就会产生凹点或者凸点，当谐波含量的比例越大，凹凸也就越明显。下面以两个电气量的环形整流比相器回路构成的方向阻抗继电保护装置为例，在分析回路中的谐波含量过程中，继电保护装置的动作特性不是一个圆，二是呈现出一个不规则的封闭曲线，在曲线上有很多凹凸点。如果输电线路中发生接地短路，整个电路的谐波分量会很大，进而导致整个继电保护装置拒动，主要原因是电流回路中含有谐波分量的电流，而环形整流比相器的输出电流的交流分量会很大，使继电保护装置的动作特性出现破损和不光滑的情况。在设计继电保护装置过程中必须要考虑到谐波的影响和减少或者消除谐波，提高电力系统的稳定性和可靠性。
4 继电保护装置中消除谐波的方法
4.1 限制谐波振荡过电压的形成。对于这个问题的解决方案可以从以下连个方向来解决电力系统中的谐波过电压。首先是在零序回路中增加阻尼，减少谐波振荡的产生和扩大，另一个解决途径是改变电力系统对地容抗或者互感器的感抗，避免形成匹配谐波振荡参数。在具体的继电保护装置中有以下六种设计思路：第一，在互感器的开口三角绕组端口加设阻尼电阻或者消除谐波装置；第二，增加电力系统的对地电容，增加对地容抗；第三，在互感器的高压侧的中性点使用大电容接地或者电阻接地；第四，继电保护装置使用性能较好的电磁式电压或者电流互感器；或者使用电容式电压互感器；第五，电压互感器的中性点禁止直接接地；第六，在电力系统的中性点使用消弧线圈接地。根据上面的设计思路和特点来看，要充分考虑电力系统的可靠性、稳定性、经济效果和使用效果，使用第三种方案的优势比较明显。
4.2 在互感开口三角绕组端设置消谐装置。对于瞬间断续触发电压互感器，它的开口具有双向可控硅，在电力系统处于瞬间断续短接电压状态下，在互感器的开口三角利用电力系统本身的零序电阻和零序电压来增加谐波振荡回路的阻尼，实现释放谐波能量。根据电工学知识我们知道，在互感器开口三角增加阻尼电阻可以消除谐波，添加的阻尼电阻的组织越小效果越好，当电阻为0时，消除效果最佳，因此在双向可控硅进行瞬间断续短接就实现了外加阻尼的阻值为0，同时也不会影响其他设备的运转。这种设计思路可以解决电力系统中多频率谐波振荡问题，能够检测和分辨出谐波的频率，实现对谐波的消除。这样可以区分电力系统中的接地故障和谐波振荡，还不会影响其他设备的正常工作。消除谐波的装置比较简单，性能安全可靠，尤其适用于无人值守的自动化电力系统中。
5 结语
现代电力系统中的电子设备的数量急剧增加，复杂程度增加非常快，给电力系统的安全运行和稳定性带来了很大的影响，使用的继电保护装置中会产生谐波影响整个电力系统。对于继电保护装置要能够正确区分电路的运行状态，各种动作性能要避免外界的干扰，这是电力系统发展的趋势。
参考文献
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[5]吴国沛，刘育权，任震．电力系统谐波对继电保护的影响 [J]．电力自动化设备，2002．22(7)

❻ 电力系统高次谐波分析的原因是什么

（1）可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用，晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。码瞎
（2）设备设计思想的改变。过去倾向于采用在额定情况以下工作或迟丛空裕量较大的设计。现在为了竞争，对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的深饱和区段，而在这些区段内运行会导致激磁材料波郑弯形严重畸变。

❼ 电力系统高次谐波分析的原因是什么

通过对电困高力系统高次谐波产生的原因及危害的研究分析，着重探讨电力系统抑制谐波的措施。 0前言随着电力电子技术的飞速发展，各种新型用电设备越来越多地问世和使用，高次谐波的影响越来越严重。电力系统受到谐波污染后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。以前，电力系统考核电能质量的主要指标是电压的幅值和频率，现在世界各国都把电网电压正谐波形畸变率极限值作为电能质量考核指标之一，正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。因此，研究和分析谐波产生的原因、危害和抑制谐波的措施具有重要的实际意义。1谐波产生的原因在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的：（1）可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用，晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。 （2）设备设计思想的改变。过去倾向于采用在额定情况以下工作或裕量较大的设计。现在为了竞争，对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的深饱和区段，而在这些区段内运行会导致激磁材料波形严重畸变。2谐波对电力系统的危害谐波对电力系统的污染日益严重，谐波源的注入使电网谐波电流、谐波电压增加，其危害波及全网，对各种电气设备都有不同程度的影响和危害。现将对具体设备的危害分析如下：（1）交流发电机 。同步电动机及感应电动机在定子绕组和转子绕组产生附加热损耗，热损耗除谐波电流铜损I2nR以外，还由于电流的集肤效应，产生附加损耗，对转子引起热损耗增大。对大型汽轮发电机来说，若发生多次谐波振荡，谐波电流超过额定电流的25％时，由于上述原因可能会导致转子局部过热而损坏。对变压器来说，铁芯产生热损耗，尤其是涡流损耗大，在变压器绕组中有谐波电流，在铁芯中感应磁通，产生铁损。 （2）架空线路谐波电流产生热损，较大的高次谐波电流分量能显著地延缓潜供电流的熄灭，导致单相重合闸失败。电缆中的谐波电流会产生热损，使电缆介损、温升增大。 （3）电力电容器由于谐波电流会引起附加绝缘介质损耗，加快电力电容器绝缘老化。系统谐波电压或电流发生谐振则引起过电压和过电流，对电气设备绝缘损坏，引起噪音与振动。 （4）电子计算机会由于谐波干扰发生失真；工业电子设备功能会因其被破坏。 （5）对继电保护、自动控制装置和计算机产生干扰和造成误动作，造成电能计量的误差。 （6）谐波电流在高压架空线路上的流动除增加线损外，还将对相邻通讯线路产生干扰影响。3电力系统抑制谐波的措施为了把谐波对电力系统的干扰（污染）限制在系统可以接受的范围内，我国和国际上分别颁布了电力系统谐波管理暂行规定和IEC标准，明确了各种谐波源产生谐波的极限值。 电力系统抑制谐波的主要措施有： （1）在补偿电容器回路中串联一组电抗器在未加Xc前，略去电阻，谐波源In母线处的谐波电压为：Un＝Xsn?In；并联了补偿电容器后，则谐波源的输入谐波电抗为：此时谐波电压，注入系统银告的谐波电流Un,IsnIn.即并联电容器使系统的谐波被放大了。如果对应某次谐波有Xsn-Xcn=0即发生谐波，则其谐波电流、电压都趋于无穷大。为了摆脱这一谐振点，通常在电容器支路串接电抗器 ，其感抗值的选择应使在可能汪搏尺产生的任何谐波下，均使电容器回路的总电抗为感抗而不是容抗，从根本上消除了产生谐波的可能性。 （2）装设由电容、电感及电阻组成的单调谐滤波器和高通滤波器 单调谐滤波器是针对某个特定次数的谐波而设计的滤波器，高通滤波器是为了吸收若干较高次谐波的滤波器。应装设的滤波器类型、组数及其调谐频率（滤波次数）可由具体计算决定。 如电力机车是大功率单相整流装置，它有谐波问题，根据实测资料，韶山－1型机车电流的谐波含有率大致如表1，影响电力机车注入电力系统谐波电流的因素很多，接触网是影响因素之一，图中Zsn为电力系统的谐波阻抗，供电臂全长为L，臂上只有一辆电力机车，位于离变电所l处。设接触网单位长度的n次谐波阻抗、导纳分别为Zn、Yn，则其n次谐波特征阻抗Zcn和传播常数γn可见一般接触网对机车谐波电流起到放大作用，当机车处于供电臂末端（l＝L时）放大作用最大。解决牵引机车的谐波问题，一般方法是在牵引变电所装设3、5、7各次滤波器 。近年新投运的部分电力机车改用车载分次滤波器的方式，滤除3、5次谐波效果很好。 （3）增加整流相数 高次谐波电流与整流相数密切相关，即相数增多，高次谐波的最低次数变高，则谐波电流幅值变小。一般可控硅整流装置多为6相，为了降低高次谐波电流，可以改用12相或36相。当采用12相整流时，高次谐波电流只约占全电流的1％，危害性大大降低。 （4）当两台以上整流变压器由同一段母线供电时，可将整流变压器一次侧绕组分别交替接成Y型和△形，这就可使5次、7次谐波相互抵消，而只需考虑11次、13次谐波的影响，由于频次高，波幅值小，所以危害性减小。4结论（1）谐波的发生影响整个电力系统的环境，如在通讯中因发生谐波噪声使通话质量下降，使控制和保护设备发生误动作以及使电力装置与系统过载，给电力系统正常运行造成危害。 （2）谐波的管理通常是制定用户公共连接点处的电压谐波含量限制标准，即制定有关标准，采取相应措施，严格控制，净化电力系统环境。 （3）在测量谐波时必须注意PT与CT的精确度，否则造成误差很大，用CT末屏分压测取系统的谐波电压具有准确、方便的优点。在超高压系统谐波电压测试中得到推广运用。

❽ 怎么写有关谐波的自动调谐装置在电力系统的毕业设计

一、选题
选题是论文写作关键的第一步，直接关系论文的质量。常言说：“题好文一半”。对于临床护理人员来说，选择论文题目要注意以下几点：（1）要结合学习与工作实际，根据自己所熟悉的专业和研究兴趣，适当选择有理论和实践意义的课题；（2）论文写作选题宜小不宜大，只要在学术的某一领域或某一点上，有自己的一得之见，或成功的经验．或失败的教训，或新的观点和认识，言之有物，读之有益，就可以作为选题；（3）论文写作选题时要查看文献资料，既可了解别人对这个问题的研究达到什么程度，也可以颤敬借鉴人家对这个问题的研究成果。
需要指出，论文漏埋写作选题与论文的标题既茄搜慎有关系又不是一回事。标题是在选题基础上拟定的，是选题的高度概括，但选题及写作不应受标题的限制，有时在写作过程中，选题未变，标题却几经修改变动。
二、设计
设计是在论文写作选题确定之后，进一步提出问题并计划出解决问题的初步方案，以便使科研和写作顺利进行。护理论文设计应包括以下几方面：（1）专业设计：是根据选题的需要及现有的技术条件所提出的研究方案；（2）统计学设计：是运用卫生统计学的方法所提出的统计学处理方案，这种设计对含有实验对比样本的护理论文的写作尤为重要；（3）写作设计：是为拟定提纲与执笔写作所考虑的初步方案。总之，设计是护理科研和论文写作的蓝图，没有“蓝图”就无法工作。

❾ 电力谐波治理的几种方法

目前常用的电力谐波治理的方法无外乎有三种，无源滤波、有源滤波、无功补偿。下面就谈谈这二种方法的优缺点以及市场前景及其经济效益的分析。6.1、无源谐波滤除装置 无源滤波器的主要是用电抗器与电容器构成，无源滤波装置的成本较低，经济，简便，因此获得广泛应用。无源滤波器可以分为并联滤波器与串联滤波器。 6.1.1、无源并联滤波器 现有的谐波滤除装置大都使用无源并联滤波器，对每一种频率的谐波需要使用一组滤波器，通常需要使用多组滤波器用以滤除不同频率的谐波。多组滤波器的使用造成结构复杂，成本增高，并且由于通常的系统中含有无限多种频率的谐波成分，因此无法将谐波全部滤除。不仅如此，由于并联滤波器对谐波的阻抗很低，通常会使谐波源产生更大的谐波电流，谐振在不同频率的滤波器还会互相干扰，例如7次谐波滤波器就可能会放大5次谐波。因此，如果有人将并联滤波器安装前后的谐波情况做过对比，就会发现：虽然滤波器安装以后影响配宏系统的谐波电流减小，但是各滤波器中以及进入系统的谐波电流之和远远超过未安装滤波器之前，谐波源产生的谐波电流也超过未安装滤波器之前。 从广义的角度来讲，频率不等于工频频率的成分统统都是谐波。因此，工频是单一频率，而谐波有无限多种频率，可见谐波具有无限的复杂性，使用并联滤波器的方法显然无法对付无限频率成分的谐波。 6.1.2、无源串联滤波器 由电感与电容串联构成的LC串联滤波器，具有一个阻抗很低的串联谐振点，如果我们构造一个串联谐振点为工频频率的串联滤波器，并将其串联在线路中，就可以滤掉所有的谐波。这就是本文介绍的串联滤波器，串联滤波器由电感和电容串联而成，并且串联连接在电源与负荷之间，因此串联滤波器的“串联”二字具有双重意思：一个意思表示电感与电容串联，另一个意思表示串联在电路中使用。 在三相电路中均接入串联滤波器，由于串联带通滤波器对基波电流的阻抗很小，而对谐波电流的阻抗很大，于是只用一组滤波器就可以滤除所有频率的谐波。 串联滤波器对于谐振点频率的电流具有极低的阻抗，对于偏离谐振点频率的电流，则阻抗增大，偏离的越多，阻抗越大。对于比谐振点频率高的电流成分，电感的阻抗为主，对于比谐振点频率低的电流成分，电容的阻抗为主。由于谐波成分通常比基波频率高，因此滤除谐波的工作主要由电感完成，电容的作用是抵消电感对工频基波的阻抗。 由于滤除谐波的作用主要由电感完成，因此电感量越大滤除谐波的效果越好。但是电感量越大则价格越高，损耗越大，因此从成本及损耗上去考虑问题则希望电感量越小越好。当电感的基波感抗小于负荷等效基波阻抗的50%时，不能实现良好的滤波效果（负荷等效基波阻抗就是负荷相电压有效值与相电流有效值的比值）。因此电感的基波感抗必须大于负荷等效基波阻抗的50%。 对于电容器的选择与电感的选择情况不同，电感的匝数可以随意设计，而电容器的耐压只有固定的若干等级，不能随意设计。比如在低压配电系统中，就只有耐压230V与400V的电力电容器可供选择。由于电容器串联在电路中，电容器中的电流即为负荷电流，当电容器的实际工作电压等于其额定电压时，电容器中流过的电流等于电容器的额定电流，电容器得到充分的利用，因此，当电容器的实际工作电压等于其额定电压时，电容器的成本最低。 实际的串联滤波器成本主要由电感与电容器的成本构成。串联谐振的电感与电容对基波的阻抗相等并且电流相同，因此电感与电容的基波工作电压相同。前面已经说明，当电容器的实际工作电压等于其额定电压时，电容器的成本最低，因此电感的实际工作电压应该等于电容器的额定电压。电容器的额定电压等级大都与电网电压相当，如果电感的实际工作电压等于电容器的额定电压，相当于电感阻抗汪此与负荷阻抗相当，可以取得最好的性能价格比。在这个基础上，如果提高电感的感抗，虽然滤波效果可以提高但提高不多，电感的成本增加，电容器需要串联，成本急剧增加，性能价格比下降，因此电感的基波感抗大于负荷等效基波阻抗的200%没有实际意义，如果降低电感的感抗，则滤波效果下降，电感的成本降低，电容器的容量增加因此成本增加，性能价格比也下降。为了获得困卖迅足够的可靠性，电感与电容器的实际工作电压应略低于电容器的额定电压。 当谐波电流由外网窜入而影响内网负荷设备的正常运行时，在电源与负荷设备之间接入串联滤波器就可以阻挡谐波保证负荷设备的正常运行。 当谐波由内网设备产生而影响系统时，产生谐波的设备即为谐波源，在谐波源与电源之间接入串联滤波器就可以使谐波源产生的谐波电流大幅度减小。这里需要注意：串联滤波器使谐波源自身产生的谐波电流减小，相当于使污染源产生的污染减小，是治本的手段。而并联滤波器并不能减小谐波源产生的谐波，而是为谐波电流提供一个低阻抗的通道，避免谐波电流污染系统，相当于先污染再治理的方式，是治标的手段。不仅如此，由于并联滤波器对谐波的阻抗很低，通常会使谐波源产生更大的谐波电流。 当串联滤波器连接在电源与谐波源之间时，谐波源的输入电压波形会发生严重畸变，正时这种电压波形的畸变使得谐波源的电流接近正弦波。这种输入电压波形畸变可能会影响谐波源控制电路的正常运行，如果出现控制电路不能正常运行的情况，应该将控制电路的电源改接至串联滤波器的前端。 6.2、有源谐波滤除装置 有源谐波滤除装置是在无源滤波装置的基础上发展起来的。 6.2.1、有源滤波装置的优点 有源滤波装置能做到适时补偿，且不增加电网的容性元件，滤波效果好，在其额定的无功功率范围内，滤波效果是百分之百的。 6.2.2、有源滤波装置的缺点有源滤波装置由于受到电力电子元件耐压，额定电流的发展限制，瞬间电流有时极大，有源滤波装置解决不了瞬间电流稍大电器电子元件就坏问题，且成本极高，其制作也较之无源滤波装置复杂得多，成本也就高得多了。对单台的有源滤波装置而言，成本极高，用户接受不了，一般不愿意用有源滤波，对于谐波的含量，不必滤得太干净，只要不危害其他用电器也就可以了。 6.2.3、有源滤波装置的原理 有源滤波装置主要是由电力电子元件组成电路，使之产生一个和系统的谐波同频率、同幅度，但相位相反的谐波电流与系统中的谐波电流抵消。 6.2.4、有源滤波装置的适用场合 有源滤波器主要的应用范围是计算机控制系统的供电系统，尤其是写字楼的供电系统，工厂的计算机控制供电系统。 6.3、无功补偿 人们对有功功率的理解非常容易，而要深刻认识无功功率却并不是轻而易举的。在正弦电路中，无功功率的概念是清楚的，而在含有谐波时，至今尚无获得公认的无功功率定义。但是，对无功功率这一概念的重要性，对无功补偿重要性的认识，却是一致的。无功补偿应包含对基波无功功率补偿和对谐波无功功率的补偿。 6.3.1、谐波和无功功率的产生 在工业和生活用电负载中，阻感负载占有很大的比例。异步电动机、变压器、荧光灯等都是典型的阻感负载。异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例。电力系统中的电抗器和架空线等也消耗一些无功功率。阻感负载必须吸收无功功率才能正常工作，这是由其本身的性质所决定的。 电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率，特别是各种相控装置。如相控整流器、相控交流功率调整电路和周波变流器，在工作时基波电流滞后于电网电压，要消耗大量的无功功率。另外，这些装置也会产生大量的谐波电流，谐波源都是要消耗无功功率的。二极管整流电路的基波电流相位和电网电压相位大致相同，所以基本不消耗基波无功功率。但是它也产生大量的谐波电流，因此也消耗一定的无功功率。 近30年来，电力电子装置的应用日益广泛，也使得电力电子装置成为最大的谐波源。在各种电力电子装置中，整流装置所占的比例最大。目前，常用的整流电路几乎都采用晶闸管相控整流电路或二极管整流电路，其中以三相桥式和单相桥式整流电路为最多。带阻感负载的整流电路所产生的谐波污染和功率因数滞后已为人们所熟悉。直流侧采用电容滤波的二极管整流电路也是严惩的谐波污染源。这种电路输入电流的基波分量相位与电源电压相位大体相同，因而基波功率因数接近1。但其输入电流的谐波分量却很大，给电网造成严重污染，也使得总的功率因数很低。另外，采用相控方式的交流电力调整电路及周波变流器等电力电子装置也会在输入侧产生大量的谐波电流。 6.3.2、无功补偿概述 无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。因此，粗略地说，为了输送有功功率，就要求送电端和受电端的电压有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现；而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。 不仅大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。 网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。 6.3.3、无功功率的影响 6.3.3.1、无功功率的增加，会导致电流增大和视在功率增加，从而使发电机、变压器及其他电气设备容量和导线容量增加。同时，电力用户的起动及控制设备、测量仪表的尺寸和规格也要加大。 6.3.3.2、无功功率的增加，使总电流增大，因而使设备及线路的损耗增加，这是显而易见的。 6.3.3.3、使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。 6.3.4、无功补偿的作用 无功补偿的作用主要有以下几点： 6.3.4.1、提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。 6.3.4.2、稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。6.3.4.3、在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。

❿ 电力系统谐波的内容简介

《电力系统谐波:基本原理、分析方法和滤波器设计(附习题解答)》对电力系统的谐波问题阐拿山述得较为系统和深入，重要概念反复提示，公式推导详尽细致，应用实例非常丰富，可操作性极强，很多实际工程问题可以仿照书中的实例得到解决。
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