谐波监测

谐波监测分为非在线监测和在线监测两种方法,非在线监测方法采用便携式测试仪,不定期对所关注的疑似谐波源进行测试。在线监测方法一般以监测仪表为核心。

电网谐波的概念和危害

概念

所谓电网谐波是指在一个供电系统之中,与电网基波频率相同但是却有别于电网基波频率的电量成为电网谐波。电力负荷一般分为两种,即线性负荷以及非线性负荷,而电网谐波是由于非线性负荷所导致。

谐波的危害:

  • 影响变压器的正常工作
  • 污染公用电网
  • 影响继电保护器的可靠性
  • 对电容器的损伤以及谐振

谐波检测分析方法

模拟滤波法

模拟滤波法也分为两种方法,其一是利用低通滤波器得到基波电流分量,然后再减去所检测到的谐波电流分量;其二是从滤波器中所滤除的基波电流中得到的谐波电流。

基于傅里叶变换的谐波测量法

傅里叶变换法先对待检测的电流或者电压进行采样处理,然后再经A/D转换之后将数字进行离散傅里叶交换,然后得到各次谐波的相位系数以及幅值。其原理是把波形进行分解,然后在形成各个频率的叠加。

基于瞬时无功功率理论的检测方法

该理论是以瞬时无功功率和有功功率为基础的理论,现将三相瞬时电压,暂记为u1、u2、u3,瞬时电流,暂记为i1、i2、i3,将其通过旋转然后转换到静止的既定坐标轴上,从而得出新的电压和电流,通过法线投影处理从而得到无功瞬时电压和电流,进而算出无功功率,经过转化和分离的方式最终得出谐波电流分量。

小波变换法

这种方法是将某一特定的时间电流频率的分布情况计算出来,然后再将频谱信号分解成信号块,最后就能计算出电力系统的谐波电流分量。

监测方式

谐波监测分为非在线监测和在线监测两种方法;

  • 非在线监测方法采用便携式测试仪,不定期对所关注的疑似谐波源进行测试;这种方法投资少,但存在实时性不强、工作量大、效率低等缺点;
  • 在线监测方法一般以监测仪表为核心,用安装了管理软件的电脑作为主站,通过有线(RS232/485)和网络(RJ45)将监测数据采集后进行分析处理,以图表的方式输出,供相关技术人员进行分析和利用。

监测内容

  • 总谐波电压含量及畸变率2-50 次谐波电压分量及含有率
  • 总谐波电流含量及畸变率2--50 次谐波电流分量及含有率
  • 谐波电压畸变合格时及合格率、畸变最大值及其出现的时间
  • 谐波电流畸变合格时及合格率、畸变最大值及其出现的时间

谐波监测系统建设方案

谐波在线检测装置的建立对于谐波的治理起到良好的促进作用,也是治理谐波危害的根本,谐波在线检测主要有三个环节构成:首先是数据的采集,其次是通讯传输,最后是后台数据处理设施。在线检测传统的检测方法是首先选取几个具有针对性的检测点,比如遭到谐波污染比较严重的企业或者受到比较大的谐波影响的变电所等,对于这些点实施实时检测,传统的检测手段能够节省大量的检测费用,检测结果也比较好,但是不能面面俱到,如果某些没有得到检测的点发生谐波影响时,那么就不能进行数据分析;另外不能够对整个供电系统进行全面的掌握,由此对于整体的治理方案更是无从谈起。而新兴的谐波检测方式在线检测方法其检测范围会涵盖整个系统的所有变电站和用户,因此能够全面的掌控谐波的产生和传播,然后实施及时有效的治理措施避免谐波对于电力终端设备的破坏。

无源滤波治理方法

在谐波的治理方法中目前最有效的方法有三种:谐波隔离,电力电子装置改造,滤波装置。

谐波隔离

其原理是将由于非线性负荷所产生的谐波实施隔离措施,主要的治理措施是提高变压器的选择容量,这样谐波在三角形绕组中循环时所产生的热量即变压器的电能损耗影响力就会减小;

电力电子装置改造

电力系统主要的谐波来源在交流器,因此可以通过多电平控制和多重化的方式来减小变流器的谐波产生。

滤波装置

无源滤波简称LC,其原理是利用电路的电阻、电容和电感互相组合,然后设计构成一个滤波电路,该电路能够过滤多次的谐波,因此效果比较好。

目录
1.
电网谐波的概念和危害
2.
谐波检测分析方法
3.
监测方式
4.
监测内容
5.
谐波监测系统建设方案
6.
无源滤波治理方法
讨论