供电系统中谐波的产生,危害及治理_第1页
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文档简介

1、,供电系统中谐波的产生, 危害及治理,2011.04,主要内容:,1.谐波的定义; 2.谐波的产生; 3.谐波的危害; 4.谐波检测方法; 5.谐波治理方法;,一、谐波的定义,供电系统谐波,是指一些频率为基波频率(我国取50HZ)整数倍的正弦波分量,又称为高次谐波。,图1 理想的交流电压、电流波形,图2 实际的交流电压、电流波形,式中 项称为基波, 称为基波频率;其他各项均成为谐波。由于谐波频率是基波频率的整数倍,所以 被称为二次谐波, 被称为三次谐波,。 、 为第n次谐波电压、电流的有效值, 、 是第n次谐波电压、电流的初相角。,二、谐波的产生,1、发电机产生的谐波; 由于三相励磁绕组在制作

2、上很难做到绝对对称,因此,磁极磁场也并非完全按正弦分布,感应电势也就不完全是正弦波,因而多少会产生些谐波。,电力系统谐波的产生主要来自以下三方面:,2、输配电系统产生的谐波; 输配电系统中,电力变压器是产生谐波的主要设备。这是因为变压器的铁心具有非线性的磁化特性。,3、用电设备产生的谐波。 (1)晶闸管整流设备; (2)变频装置; (3)家用电器: a,有电机设备的家用电器,如,洗衣机,电冰箱,吸尘器, 电吹风,电风扇等。 b,含有电磁或电容负载特性的家用电器,如,电磁炉,微波炉, 电视机等。 c,照明灯具类,如,日光灯等。,三、谐波的危害,供电系统中谐波的危害主要体现在以下几个方面: 1.增

3、加了电能的附加损耗; 2.影响电力测量的准确性; 3.可能引起继电保护和自动装置的误动和拒动。 4.可能会对通信系统造成干扰。,四、谐波检测方法,(1)模拟带通或带阻滤波器谐波检测法; (2)基于小波变换的谐波检测法; (3)基于人工神经网络的谐波检测法; (4)基于傅里叶变换的谐波检测法;,4.1 傅里叶变换的基本原理,假设输入信号为一个周期信号,除基波分量外,只含有恒定的直流分量和各种整数次谐波分量。电压、电流信号均为工频周期信号,可统一表示为:,其中,T为基频分量的周期, 为基波角频率, 、 为傅里叶系数,分别表示各次谐波的余弦项和正弦项的幅值。,为k次谐波分量幅值, 为第k次谐波分量初相角。,将(4-1)和(4-2)离散化后得到,,(4-1),(4-2),进一步,可得到离散傅里叶变换的表达式:,一般情况下,X(k)是一个复量,可表示为:,振幅谱:,相位谱:,其中N为一周期内采样的点数,x(n)为第n次的采样值,n为0到N-1之间的整数。,4.2 快速傅里叶变换在谐波检测中的应用(matlab),所选谐波信号模型如下:,下图是用matlab仿真出的谐波电流信号图:,经过FFT变换之后,得到的谐波频率(Fn)、幅值(An)、相位(Pn),五、谐波治理方法,治理电力谐波污染的主要技术

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