谐波分析第2章

三节谐波的测量一、对测量仪器的基本要求1、对输入回路的基本要求电压输入电路

1.2倍过载能力(指标称电压)，波形因(系)数大于1.5。2、仪器精度要求（表5-1）小值精度要求3、对VT、CT要求幅值相对误差<5%;

角度误差<5°

精确测量:电容分配器+感应隔离变压器国外的研究电磁式电压、电流互感器低压(≤1kV)电压、电流互感器可以满足谐波测量要求;中压(>1kV且≤35kV)电压、电流互感器中压电压互感器在1kHz以下能满足幅值误差要求；在700Hz以下能满足相位误差要求；中压电流互感器能满足幅值误差要求；在1.5kHz以下能满足相位误差要求;高压(>35kV且≤220kV)电压互感器0.5kHz以下能满足要求；超高压(>220kV)电压互感器在250Hz以下能满足要求；高压、超高压电流互感器测量误差小于电压互感器；电容式电压互感器(CVT)不适合谐波测量，但可进行改造；精确测量应采用电压分压器（<1kV）或电容式分压器(≥1kV)三节谐波的测量(1)CVT结构图TV：电磁式互感器L：调谐电抗器；C1、C2：分压电容器J：载波通信或高频保护用的结合滤波器；F1F2：分别为L、C2的保护间隙三节谐波的测量(2)CVT工作原理谐波误差误差：频率响应不一致50Hz串联谐振三节谐波的测量CVT的谐波测量方式:TA末屏测量（利用CT电容衬层的最末层构成分压器）将CVT电磁式互感器解开三节谐波的测量二、基于FFT的一般概念基本组成（图5-3）要点：2j个采样点采样定理——消混叠滤波器非同步下的频谱泄漏——锁相环同步计算时间——FFT变换（蝶形计算）统计分类三节谐波的测量1低通滤波器2锁相环同步3采样保持4模/数转换5窗口截取6FFT处理器7算术运算处理器8当前计算结果9统计分类10存储三节谐波的测量问题讨论1)CVT对谐波测量的影响是什么？2)基于FFT的谐波测量与一般工频电气量的测量有什么不同？三节谐波的测量三、供电系统中的谐波测量：1、测量的类型（1）准稳态（quasi-stationary）谐波恒定负载的整流装置、调光灯等（2）波动（flactuating）谐波变频调速与换相、电子调节类家电（3）快速变化（rapidlychanging）的谐波电弧炉、电力机车、升降机三节谐波的测量2、数据处理要求观测时间=有效测量时间+测量间隔（计算时间）统计区间非常短的区间TVS，3秒：有效测量时间短时区间TSh，10分钟：有效测量时间+测量间隔长时区间TL，1小时；日区间，24小时三节谐波的测量考虑瞬时效应时，取3秒有效测量的各次谐波最大值在24小时内的95%、99%概率或24小时内最大值。考虑热效应时，取24小时内每个3秒有效测量的各次谐波均方根值的95%、99%概率值。谐波国标采用热效应评估标准。统计区间为了评估工作日与非工作日的区别，观测时间可能持续一周以上，但IEC61000-4-7不作专门要求。三节谐波的测量3、测量方式（1）固定监测（2）定期考核4、测量位置（1）重要母线（2）谐波源5、测量值与电磁兼容性（1）谐波测量值的95%水平低于兼容性水平（2）系统整体谐波水平不超过兼容性水平三节谐波的测量电磁兼容性解释三节谐波的测量3、观测图形（1）趋势图三节谐波的测量3、观测图形（2）概率密度图三节谐波的测量3、观测图形（1）散点图（谐波源的简单判断方法）基波（负荷特性）三次谐波（电源特性）（横轴正向为谐波电压方向，点为电流极坐标）三节谐波的测量问题讨论11)什么是采样同步与采样频率？各自有什么作用？2)连续到离散的富立叶变换的过程来看，改善频谱泄漏有些什么方法？四节谐波的分析方法基本要求谐波在电力系统中分布（Vh、Ih）；系统元件的处理；不对称问题——对称分量法参数的分散性——计算精度确定性计算——非确定性计算（数理统计问题）四节谐波的分析方法一、电力系统中各种装置的谐波模型1发电机（图5-4）四节谐波的分析方法一、电力系统中各种装置的谐波模型2、系统等值谐波阻抗（图5-4）

---基于系统短路容量四节谐波的分析方法3、变压器四节谐波的分析方法CIGRE方式四节谐波的分析方法4、输电线路和电缆（1）由基波得出的谐波参数（2）参数修正图5-7输电线路谐波模型四节谐波的分析方法（3）电阻估计(从已知线路电抗估计电阻)首先估算线路长度：然后估算线路的直流电阻：再估算修正系数

四节谐波的分析方法则线路h次谐波电阻估算为5、负荷（1）串联支路（感应电机类）四节谐波的分析方法（2）并联支路（照明类）（3）CIGRE模