串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置對諧波的有效的檢測和治理
一、電力系統(tǒng)諧波危害
①諧波會使公用電網(wǎng)中的電力設(shè)備產(chǎn)生附加的損耗,降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率。大量三次諧波流過中線會使線路過熱,嚴(yán)重的甚至可能引發(fā)火災(zāi)。
②諧波會影響電氣設(shè)備的正常工作,使儀器電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和噪聲等故障,變壓器局部嚴(yán)重過熱,電容器、電纜等設(shè)備過熱,絕緣部分老化、變質(zhì),設(shè)備壽命縮減,直至*終損壞。
③諧波會引起電網(wǎng)諧振,可能將諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍,會對系統(tǒng)構(gòu)成重大威脅,特別是對電容器和與之串聯(lián)的電抗器,電網(wǎng)諧振常會使之燒毀。
④諧波會導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作,造成不必要的供電中斷和損失。
⑤諧波會使電氣測量儀表計(jì)量不準(zhǔn)確,產(chǎn)生計(jì)量誤差,給供電部門或電力用戶帶來直接的經(jīng)濟(jì)損失。
⑥諧波會對設(shè)備附近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,輕則產(chǎn)生噪聲,降低通信質(zhì)量;重則導(dǎo)致信息丟失,使通信系統(tǒng)無法正常工作。
⑦諧波會干擾計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等電子設(shè)備的正常工作,造成數(shù)據(jù)丟失或死機(jī)。
⑧諧波會影響無線電發(fā)射系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、核磁共振等設(shè)備的工作性能,造成噪聲干擾和圖像紊亂。
二、諧波檢測方法
1.模擬電路
消除諧波的方法很多,即有主動(dòng)型,又有被動(dòng)型;既有無源的,也有有源的,還有混合型的,目前較為先進(jìn)的是采用有源電力濾波器。但由于其檢測環(huán)節(jié)多采用模擬電路,因而造價(jià)較高,且由于模擬帶通濾波器對頻率和溫度的變化非常敏感,故使其基波幅值誤差很難控制在10%以內(nèi),嚴(yán)重影響了有源濾波器的控制性能。近年來,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究取得了較大進(jìn)展,由于神經(jīng)元有自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力,且結(jié)構(gòu)簡單,輸入輸出關(guān)系明了,因此可用神經(jīng)元替代自適應(yīng)濾波器,再用一對與基波頻率相同,相位相差90度的正弦向量作為神經(jīng)元的輸入。由神經(jīng)元先得到基波電流,然后檢測出應(yīng)補(bǔ)償?shù)碾娏?,從而完成諧波電流的檢測。但人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件目前還是一個(gè)比較薄弱的環(huán)節(jié),限制了其應(yīng)用范圍。
2.傅立葉變換
利用傅立葉變換可在數(shù)字域進(jìn)行諧波檢測,電力系統(tǒng)的諧波分析,目前大都是通過該方法實(shí)現(xiàn)的,離散傅通測儀器立葉變換所需要處理的是經(jīng)過采樣和A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號,設(shè)待測信號為x(t),采樣間隔為 t秒,采樣頻率 =1/ t滿足采樣定理,即 大于信號*高頻率分量的2倍,則采樣信號為x(n t),并且采樣信號總是有限長度的,即n=0,1……N-1。這相當(dāng)于對無限長的信號做了截?cái)啵蚨斐闪烁盗⑷~變換的泄露現(xiàn)象,產(chǎn)生誤差。此外,對于離散傅立葉變換來說,如果不是整數(shù)周期采樣,那么即使信號只含有單一頻率,串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置離散傅立葉變換也不可能求出信號的準(zhǔn)確參數(shù),因而出現(xiàn)柵欄效應(yīng)。通過加窗可以減小泄露現(xiàn)象的影響。
三、電力系統(tǒng)諧波治理
限于篇幅問題,本文在此只介紹基于改造諧波源本身的諧波抑制方法,基于改造諧波源本身的諧波抑制方法一般有以下幾種。
(1)增加整流變壓器二次側(cè)整流的相數(shù)
對于帶有整流元件的設(shè)備,盡量增加整流的相數(shù)或脈動(dòng)數(shù),可以較好地消除低次特征諧波,該措施可減少諧波源產(chǎn)生的諧波含量,一般在工程設(shè)計(jì)中予以考慮。因?yàn)檎髌魇枪╇娤到y(tǒng)中的主要諧波源之一,其在交流側(cè)所產(chǎn)生的高次諧波為tK 1次諧波,即整流裝置從6脈動(dòng)諧波次數(shù)為n=6K 1,如果增加到12脈動(dòng)時(shí),其諧波次數(shù)為n=12K 1(其中K為正整數(shù)),這樣就可以消除5、7等次諧波,因此增加整流的相數(shù)或脈動(dòng)數(shù),可有效地抑制低次諧波。不過,這種方法雖然在理論上可以實(shí)現(xiàn),但是在實(shí)際應(yīng)用中的投資過大,在技術(shù)上對消除諧波并不十分有效,該方法多用于大容量的整流裝置負(fù)載。串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置
(2)整流變壓器采用Y/或/Y接線
該方法可抑制3的倍數(shù)次的高次諧波,以整流變壓器采用/Y接線形式為例說明其原理,當(dāng)高次諧波電流從晶閘管反串到變壓器副邊繞組內(nèi)時(shí),其中3的倍數(shù)次高次諧波電流無路可通,所以自然就被抑制而不存在。但將導(dǎo)致鐵心內(nèi)出現(xiàn)3的倍數(shù)次高次諧波磁通(三相相位一致),而該磁通將在變壓器原邊繞組內(nèi)產(chǎn)生3的倍數(shù)次高次諧波電動(dòng)勢,從而產(chǎn)生3的倍數(shù)次的高次諧波電流。因?yàn)樗鼈兿辔灰恢?,只能在形繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流,將能量消耗在繞組的電阻中,故原邊繞組端子上不會出現(xiàn)3的倍數(shù)次的高次諧波電動(dòng)勢。從以上分析可以看出,三相晶閘管整流裝置的整流變壓器采用這種接線形式時(shí),諧波源產(chǎn)生的3n(n是正整數(shù))次諧波激磁電流在接線繞組內(nèi)形成環(huán)流,不致使諧波注入友情提醒:購置電力測試儀器要選直接生產(chǎn)商的產(chǎn)品,產(chǎn)品質(zhì)量及售后服務(wù)有保證
http://www.ckoa.com.cn/goodsid/fenleiyi/2152817/1.html