基于复合判据的谐波_间谐波源识别方法_王建勋

基于复合判据的谐波_间谐波源识别方法_王建勋
基于复合判据的谐波_间谐波源识别方法_王建勋

电力自动化设备

Electric Power Automation Equipment

Vol.33No.7

Jul.2013

第33卷第7期2013年7月

0引言

谐波/间谐波源识别问题一直是电能质量研究领域的重点和难点问题[1-11]。各种形式的非线性负荷接入电网,会向电网注入谐波和间谐波电流,当谐波和间谐波电流流经系统阻抗时,会在各母线上形成谐波和间谐波电压,从而影响电网中其他负荷的正常工作。采取有效的激励措施来抑制电网中的谐波和间谐波水平是现代智能电网所要求的,所以很有必要对引起污染的谐波/间谐波源进行相应惩罚,并准确合理地划分各谐波/间谐波源的污染责任,而实现责任划分的前提是识别出各谐波/间谐波源,很多学者展开了这方面的研究。

现有的谐波/间谐波源识别方法大致可以分为如下2种:一种是基于谐波功率潮流的方法,这种方法是作为谐波潮流问题的逆问题提出的,如有功功率法[2-4]和无功功率法[5]等;一种是基于谐波阻抗的方法,如临界阻抗法[6-7]、最小二乘法[8]、波动量法[9-10]和线性回归法[11]等。前者主要是定性分析,而后者则需要一定量化参数。这2种方法中基于谐波功率潮流的方法直观明了又简单,因此应用较为普遍。其中有功功率法利用谐波有功功率符号的正负来识别谐波源的位置,但由于受到功率角的影响,该方法容易失效;无功功率法同样是基于功率符号,其假设谐波阻抗呈感性,在无功功率符号为负时能直接判断负荷侧为主要谐波源,但当无功功率符号为正时无法判断。基于谐波阻抗的方法中,临界阻抗法的实现前提也是对谐波阻抗有着先验的知识,最小二乘法则主要是将非线性负荷从线性负荷中分离出来,波动量法和线性回归法能通过计算谐波发射水平来

判断主要谐波源是系统侧还是负荷侧,但其在负荷侧含谐波源时不能判断出谐波负荷的具体位置。

谐波源识别是个较为定性的问题,只要能通过简单的定性指标达到识别目的即可。为此,本文考虑将多种定性方法结合在一起进行综合判断,在对有功功率符号进行分析的同时将无功功率与有功功率之比作为参考,大致判断可能出现的场合。在此基础上,根据负荷阻抗通常远大于系统阻抗的事实,追加绝对阻抗对不可信的数据进行补充判断,并利用有功功率大小关系判断是否有背景谐波/间谐波源共同存在的复杂情况。针对这些参数的特点,提出了一种时域方法来提取这些谐波参数,可增加所取样本量。对于间谐波源,还利用间谐波成对存在的特点增加了补充判据。最后通过仿真实例证明,将各种方法结合在一起,能增强谐波/间谐波源识别的可信性,做好谐波/间谐波责任分摊的前提工作。

1有功功率法识别谐波/间谐波源的原理

一般量测量为公共连接点(PCC )的进出线电流

以及PCC 的电压,该测量过程可用图1表示。

图中U s 和Z s 分别表示系统基波电压和系统阻抗,Z L 、Z NL 和Z c 分别代表接至母线的线性负荷、非线性负荷以及无功补偿装置,实心小点代表测量点。分别用U pcc 、I pcc 、I L 和I NL 表示PCC 电压、系统电流、流入线性负荷和非线性负荷的电流,由这些量即可得图示各功率,下文中谐波、间谐波参数将分别加下

图1典型测量点结构图

Fig.1Typical structure of measuring point

摘要:提出一种基于多种判据进行组合判别的谐波/间谐波源识别方法。在对有功功率符号进行分析的同时将无功功率与有功功率之比作为参考,判断功率角测量的可信性。在此基础上,根据负荷阻抗通常远大于系统阻抗的事实,追加绝对阻抗对不可信的数据进行补充判断,并利用有功功率大小关系判断是否有背景谐波/间谐波源共同存在的复杂情况。提出一种时域测量法提取谐波和间谐波参数,保证可获取更多的数据样本。对于间谐波源,利用间谐波成对存在的特点增加了补充判据。仿真实例证明,将各种方法结合在一起进行复合判断,能增强谐波/间谐波源识别的稳健性。

关键词:谐波/间谐波源;识别;有功功率;无功功率;绝对阻抗;间谐波对;谐波分析中图分类号:TM 727;TM 714文献标识码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-6047.2013.07.011

基于复合判据的谐波/间谐波源识别方法

王建勋1,2,刘会金1,刘春阳1

(1.武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072;2.武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064)

收稿日期:2012-03-14;修回日期:2013-06-08基金项目:国家自然科学基金资助项目(51177112)

Project supported by the National Natural Science Foundation of China (51177112)

第33卷

电力自动化设备

标h 、ih 表示。谐波有功功率被定义为:

P pcch =Re [U pcch I *pcch ]=U pcch

I pcch cos φpcch

(1)

谐波无功功率定义为:

Q pcch =Im [U pcch I *pcch ]=U pcch

I pcch sin φpcch (2)其中,φpcch 为谐波电压相量和电流相量之间的相位差,U pcch 和I pcch 分别为测得的电压和电流幅值。同理也可定义间谐波有功功率、无功功率。

仅以系统侧的谐波参数来说明,有功功率方向法的结论如下:如果P pcch >0,谐波或间谐波分量从上游来,表明系统侧为主要谐波源;如果P pcch <0,谐波或间谐波分量从下游来,表明负荷侧为主要谐波源。将这个判据扩展到图2所示的多负荷系统,亦可根据功率方向判断谐波或间谐波源所位于的出线。理论上,功率方向法总是能够正确地识别占主导地位的谐波和间谐波源,但因有功功率中含余弦项,实际中功率角接近90°时,由于各方面的误差影响,在连续监测时P pcch 的符号可能在正负之间振荡,所以可能发生误判。

2

谐波/间谐波源识别的判据

2.1

无功功率

将无功功率也引入对谐波源的识别,按照各功

率符号情况对相应数据进行分区得图2。

图2所示按照误判盲区对理想情况进行了重新划分,通过A 区数据可直接判断系统侧为主要谐波源,通过C 区的数据可直接判断负荷侧为主要谐波源,但图示B 区、D 区的功率参数满足功率角绝对值接近90°的条件,所以处于B 区或D 区的谐波功率参数既可能来自A 区也可能来自C 区,会发生谐波源的误识别。下面结合有功功率和无功功率之间的关系详细分析各区的特点。

A 区:测得的有功功率符号可信,根据有功功率

的符号能判断出系统侧为主要谐波源,但负荷侧是否含有谐波源未知。

B 区:P pcch 垲Q pcch ,测得的有功功率符号不可信,但此时Q pcch >0。如果在A 区,表明负荷侧阻抗主

要呈感性,如果在C 区,表明系统侧阻抗主要呈容性。

因系统阻抗在谐波或间谐波状态下呈感性,难以满足容性较重,所以数据属于A 区,系统侧为主要谐波或间谐波源的概率较大。

C 区:测得的有功功率符号可信,表明负荷侧为

主要谐波源,但系统侧是否含有谐波源未知。

D 区:P pcch 垲Q pcch ,测得的有功功率符号不可信,但此时Q pcch <0。如果在A 区,表明负荷侧阻抗在谐波或间谐波状态下主要呈容性,如果在C 区,表明

系统侧阻抗在谐波状态下主要呈容性。因负荷阻抗在谐波或间谐波状态下多数呈感性,很少能满足容性较重的要求,所以数据属于C 区,负荷侧为主要谐波或间谐波源的概率较大,这种情况经常对应于负荷侧含谐波/间谐波源而系统侧基本无背景谐波的情况。

根据以上分析及电力系统的实际情况,结合无功功率的符号和大小能对有功功率法进行一定的补充。

2.2绝对阻抗

这里再添加一个绝对阻抗判据,首先给出绝对阻抗的概念:

Z pcch =U pcch /I pcch

(3)

根据图1易知,负荷侧存在谐波源且系统无背景谐波,谐波电流由负荷侧流向系统侧时,Z pcch 与系统谐波阻抗对应。而系统侧为主要谐波源,当谐波电流由系统侧流向负荷侧时,Z pcch 则与负荷谐波阻抗对应。由于负荷阻抗通常远大于系统阻抗,在负荷呈感性的情况下,负荷谐波阻抗也远大于系统谐波阻抗,所以对处于B 区的数据可利用所测绝对阻抗值的大小来大概作如下判断:如果Z pcch 的大小与系统谐波阻抗幅值相当,表示谐波源在负荷侧;如果Z pcch 远大于系统谐波阻抗幅值,则表示谐波源在系统侧。同样,D 区的结果也可按照上述原则判断,因为此时如果系统侧为谐波源,负荷阻抗应呈强容性,此时的阻抗值应该很大。对于负荷侧绝对阻抗,有不同的特点:当负荷呈强感性时,所测含谐波源的负荷出线处的绝对阻抗是系统阻抗和感性负荷阻抗的并联,在此处测得的绝对阻抗值会很小;而当负荷呈强容性时,对应可能的并联谐振情况,所测含谐波源的负荷出线处的绝对阻抗则可能会很大。根据这些特点,将多个测量点的绝对阻抗值结合起来进行判断可以帮助对B 、D 2个不可信区的情况进行补充分析。系统侧常常存在背景谐波,当负荷侧为主要谐波源时测得的系统绝对阻抗可能偏离系统谐波阻抗值,将该阻抗值与实际的系统谐波阻抗值进行比较也可大致判断系统侧是否有背景谐波源。由于在背景谐波和负荷谐波源共同存在时,PCC 电压是两者共同作用于

P pcch <0,Q pcch >0

C 区

D 区

B 区

P pcch

P pcch >0,Q pcch >0

P pcch <0,Q pcch <0

P pcch >0,Q pcch <0

图2功率关系图

Fig.2Schematic diagram of power relation

Q pcch

A 区

O

王建勋,等:基于复合判据的谐波/

间谐波源识别方法

第7期

系统谐波阻抗的结果,所以在判断后还应能判断系统侧是否有谐波源。因此对于C区,绝对阻抗判据可以帮助判断在负荷侧为主要谐波源时,系统侧是否还有不可忽略的背景谐波源。需要说明的是,在判断后,因为系统谐波或间谐波电流无法直接测量,这种情况下理应扩展到全网谐波或间谐波源识别,然后才可进行责任分摊。

2.3有功功率绝对值大小

除C区需要将非线性负荷从线性负荷中识别出来外,对于A区,当判知系统侧为主要谐波源时,无法判断负荷侧是否还有不可忽略的负荷谐波源。存在该负荷谐波源和系统侧谐波源共同作用向其他线性负荷提供谐波功率的情况,此时PCC电压也是两者共同作用的结果,所以在判断后还应将非线性负荷从线性负荷中识别出来。如果只根据谐波有功潮流的分布来进行判断,将有4种可能的情况,如图3所示。

根据图示关系,可以通过比较各测量点谐波有功功率的大小来判断。

a.情况1。此时系统侧存在谐波源,且某一出线上的谐波功率最大,表明负荷侧还存在谐波源,且谐波负荷位于出线中谐波功率较小的出线。

b.情况2。此时系统侧存在谐波源,且P pcch最大,表明负荷侧无谐波源。

c.情况3。此时负荷侧存在谐波源,且某一出线上的谐波功率最大,表明该出线为谐波负荷所在出线。

d.情况4。此时负荷侧存在谐波源,且P pcch最大,表明2条出线均存在谐波负荷。

图示情况1和3的功率大小关系相同,情况2和4的功率关系相同,可见该方法是不能单独使用的。但这种方法可以作为符号法的有力补充,因为3个测量点的电流测量数据是相关联的,可以以此对数据的可信性进行判断,所以该方法更具有稳健性。对应多条负荷出线存在的情况,可按照上述方法,每次只选择2条等效出线来进行逐层判断。2.4间谐波对特性

间谐波的处理过程同谐波类似,考虑典型间谐波源——

—交直交变频装置的间谐波分布具有一定特性,可单独讨论其间谐波源识别的特殊性。交直交变频装置产生的间谐波频率分布[12]为:

f ih=(p1m±1)f s±np2f z m=0,1,2,…;n=1,2,3,…其中,f s和f z分别为系统基频和逆变器的驱动频率,p1和p2分别为整流器和逆变器的脉动数。

上式说明间谐波总是成对存在,实际中幅值最大的间谐波电流频率分量[13]为:

f ih=f s±n p2f z n=1,2,3, (4)

这2个分量的频率差是2f s,该结果表明,如果2个间谐波的频率的和或者差是2f s,它们就能够被认定是从同一个间谐波源发出的,对间谐波而言还可根据其成对存在的特征追加2条判据:

a.不同频率下的负荷阻抗可能会有容性到感性之间的变换,即无功功率可能有正负号的变化,这一点有助于识别系统侧为间谐波源;

b.间谐波对电流的幅值大致相等,这一点有助于将负荷侧的间谐波源从线性负荷中分离出来。

3基于复合判据的谐波/间谐波源识别方法根据上述分析,可总结得到谐波/间谐波源识别的一般步骤如下:

a.根据有功功率和无功功率的关系进行判断,如果无功功率绝对值和有功功率绝对值相当或小于有功功率则可直接判知哪侧为主要谐波源;

b.在有功功率绝对值远小于无功功率绝对值时,如果测得的绝对阻抗值远大于系统阻抗则表示系统侧为主要谐波源,而两者相当则表示负荷侧为主要谐波源,此时根据绝对阻抗值的大小判断系统侧是否还有不可忽略的背景谐波源;

c.基于步骤a和b的判断结果,结合有功功率关系将谐波负荷从负荷中分离出来。

在间谐波源识别过程中,间谐波对的特性将作为上述判据的补充以增强识别结果的可信性。

4谐波/间谐波参数的测量方法

为分别计量各次谐波和间谐波的有功功率、无功功率和阻抗参数,这里提出基于并联锁相环结构的时域测量方法,以保证可连续采集多组数据样本。假设仅含任意频率为ω的电压和电流,分别为:

u=2

姨U sin(ωt+φu)

i=2

姨I sin(ωt+φi

(5)其中,φu和φi分别为电压和电流的初相位,功率因数角则为φu-φi。如果要求该频率分量的功率,可先构造与该分量相同频率的正交分量:

(a)情况1系统

P pcch

P1h

负荷1

P2h

负荷2

(b)情况2

PCC

(c)情况3

(d)情况4

图34种可能的谐波有功分布Fig.3Four possible distributions of harmonic active power

u ′=2姨U cos (ωt +φu )i ′=2姨I cos (ωt +φi 姨

(6)

而根据单相瞬时无功理论,有:

ui +u ′i ′=2UI cos (φu -φi )=2P

所以与角频率ω对应频率分量的有功功率可通

过下式求解:

P =ui +u ′i ′

2

(7)

同理,无功功率为:

Q =ui ′-u ′i

(8)基于并联增强型锁相环EPLL (Enhanced Phase -Locked Loop )的谐波/间谐波测量原理EPLL 的原理如图4所示。

该结构能快速锁定与输入频率最接近的正弦分量,并且能自适应地跟踪该分量的幅值、相位和频率的变化。除此之外,该锁相环能同时得到所跟踪信号及其相应的正交分量。在知道信号的频率分布后,通过设置多个并联运行的EPLL ,可实现各频率分量的分离,以电压信号测量为例,本文提出如图5所示的并联测量结构。该并联结构的工作原理如下:图示基波测量部分的主锁相环用于锁定基频分量,并将测得的基波频率传递至谐波测量部分的各谐波处理单元,各谐波单元将根据基波频率计算出谐波频率,然后根据输入的谐波频率完成对各谐波分量的实时跟踪;对于间谐波分量,则直接通过并联的EPLL

结构来测量,但是应预先设置好所要分离的间谐波频率,这需要对所要关注的间谐波有着一定的先验认识,可通过简单的频谱分析来计算得到。

这种并联结构相对于文献[14]提出的串联结构的优势如下。

a.谐波测量部分的各谐波处理单元的输入频率

由基波频率得到,各单元只会对相应的谐波成分进行跟踪,在基频发生偏移时该结构也能自动地进行谐波频率的调整,这样间谐波分量就不会同谐波分量混合在一起,方便了间谐波信号的分离。

b.并联结构实现了基波、谐波和间谐波三者测

量的并行处理,相对于串联的分步测量,并联结构的动态响应时间更快,且能避免串联结构的误差累计。可利用EPLL [14]来提取所要得到的信号、信号幅值以及该信号的正交分量,然后根据式(7)、(8)来计算有功功率和无功功率,根据幅值直接计算绝对阻抗。这里以n 次谐波有功功率为例来说明功率的测量原理,可得如图6所示原理图。

利用并联EPLL 可实现各频率分量的分离。

5

仿真算例

5.1

参数测量方法测试

为了验证基于并联锁相环的谐波/间谐波参数

计量方法测量各次谐波和间谐波的有功功率、无功功率及阻抗的准确性,对图7所示的电压源含有谐波时的简单电路进行相关参数的仿真计算。

在MATLAB /Simulink 中构建了基于所提方法的参数测量仿真模型,针对电压基波频率50.2Hz 的情况进行仿真。首先仿真参数设置为:

u (t )=100sin (2πf t )+40sin (5×2πf t )+

20sin (7×2πf t )+5sin (6.8×2πf t )+5sin (7.8×2πf t )

电压中含有5次和7次谐波,及6.8次和7.8次

第33卷

电力自动化设

u (t )测量点

Z

图7电压源含有谐波的仿真电路

Fig.7Simulation circuit of voltage source

containing harmonic

图4EPLL 的原理框图

Fig.4Schematic diagram of EPLL

图6谐波有功功率的测量原理图

Fig.6Schematic diagram of harmonic

active power measuring

图5用于电压谐波测量的并联EPLL 结构

Fig.5Parallel EPLL structure for voltage

harmonic measuring

2

王建勋,等:基于复合判据的谐波/

间谐波源识别方法

第7期

的间谐波对,对应的基波频率为额定频率f =50.2Hz ,所带负载Z 中R =10Ω、L =0.02H ,列出本文方法得到的测量结果如表1、2所示,理论值可直接根据电压和阻抗参数计算得到。

可以看出,基于并联锁相环的参数测量方法可

以准确地测量各次谐波有功功率、无功功率和阻抗值,其与理论结果相差无几,表明本文方法在测量各相关参数时能得到正确的结果。而且这里设置的基频已偏离标准频率,这表明在基频发生变化时,本文所提方法的测量结果能不受频率变化影响,具有一定的频率自适应能力。

5.2不同负载情况下识别方法的测试

沿用图3,这里将负荷1设为非线性负荷,负荷2设为线性负荷。为分析简便,仅以5次谐波为例,在仿真时设置系统基波阻抗为Z s =1+j 6.28Ω,线性负载Z L =100+j 62.8Ω,非线性负荷直接用5次谐波电流源来代替。

(1)首先讨论负荷重感性情况,实际情况多与此对应。以5次谐波为例,在仿真时设置系统基波阻抗为Z s =1+j6.28Ω,线性负载Z L =100+j62.8Ω,讨论以下3种情况:

a.无背景谐波,仅存在谐波电流源,为更加准确地反映实际情况,假设电流幅值和相位服从正态分布,幅值服从N (5,1.3)A ,相位服从N (45,15)(°);

b.考虑在短时间内背景谐波不变的情况,在情况a 的基础上加入谐波电压源100∠0°V (负荷侧为主要谐波源);

c.在情况b 的基础上将谐波电流幅值设为服从N (0.1,0.03)A (系统侧为主要谐波源)。

在各种情况下作出3个测量点的有功功率、无功功率以及绝对阻抗随时间变化的曲线如图8所示。

情况a 。根据图8(a )所示可知,系统侧的无功功率远大于有功功率,与图2所示D 区情况对应。此时功率角绝对值接近90°,有功功率符号在连续测量时会在正负之间振荡。但可观察到测得的系统侧绝对阻抗值为31Ω左右且波动不大,同时在负荷2处测得的有功功率绝对值最大,可判定负荷1为谐波源。

表1测得的谐波功率和阻抗参数

Tab.1Measured harmonic power and impedance parameters

所提方法

357.67225.63

11.82

7.30

23.0433.09

0.98 4.3145.30

表2

测得的间谐波功率和阻抗参数

Tab.2Measured interharmonic power and

impedance parameters

所提方法

0.0640.2844.010.048

0.2450.20

500

-50

谐波

有功/W

1000

-1000谐波无功/v a r

5000

绝对阻抗/Ω

0.2

0.4

0.60.8 1.0

t /s (a )情况

a

2505000-500谐波有功/W

500

0-500谐波无功/v a r 5000

绝对阻抗/Ω0.2

0.4

0.60.8 1.0

t /s (b )情况b

250t /s (c )情况c

200-20谐波有功/W

500

-50谐波无功/v a r 30000

绝对阻抗/Ω0.2

0.4

0.60.8 1.0

1500

图8重感性负荷下各种情况的测试结果

Fig.8Results of heavy inductive load tests

under different conditions

系统侧,

负荷1,

负荷2

1000

-

100

谐波有功/W

-1000-2000

谐波无功/v a r

1500

绝对阻抗/Ω

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

t /s

(a )情况a

10050

第33卷

电力自动化设备

情况b 。根据图8(b )所示可知,系统侧有功和无功相当,对应图2所示C 区,可直接判知负荷侧存在谐波源,通过有功功率的符号也可以直接判断负荷1为非线性负荷。而由于系统侧绝对阻抗并不在理论值附近变化,细节图如图9所示。可以看出,系统侧绝对阻抗已经偏离系统阻抗理论值很多,所以认为系统侧同时存在不可忽略的背景谐波源。

情况c 。根据图8(c )所示可知,由于负荷呈重感性,此时功率结果对应B 区,有功功率符号易发生振荡。但可通过系统侧绝对阻抗来判断,图示在3个点测得的绝对阻抗均较大,可首先判断知系统侧存在谐波源且占主导地位。然后由有功功率关系,负荷2的有功功率绝对值普遍最大,所以还可判断知负荷1提供谐波,所以负荷1是非线性负荷。

(2)重容性情况,此时有可能对应并联谐振情况,还是以5次谐波为例,在仿真时设置系统基波阻抗为Z s =1+j 6.28Ω,线性容性负荷基波阻抗为Z L =10-j 631.98Ω(Z L 5=10-j 127.32Ω),还是讨论3种情况:

a.无背景谐波,仅存在谐波电流源,为更加准确地反映实际情况,假设电流幅值和相位服从正态分布,幅值服从N (5,1.3)A ,相位服从N (45,15)(°);

b.考虑在短时间内背景谐波不变的情况,在情况a 的基础上加入谐波电压源100∠0°V (负荷侧为主要谐波源);

c.在情况b 的基础上将谐波电流幅值设为服从N (0.1,0.03)A (系统侧为主要谐波源)。

作出3个测量点的有功功率、无功功率以及绝对阻抗随时间变化的曲线如图10所示。

情况a 。根据图10(a )所示可知,功率关系与图2所示D 区情况相对应,系统侧绝对阻抗在31Ω附近变化不大,表明无背景谐波,谐波源在负荷侧,而由有功功率关系可以看出,负荷1处测得的有功普遍最大,表明负荷1为非线性负荷。

情况b 。根据图10(b )所示可知,有功功率和无功功率相当,对应图2所示C 区,可直接判知负荷侧存在谐波源,通过有功功率的符号也可以直接判断负荷1为非线性负荷。而由于系统侧绝对阻抗并不在理论值附近变化,细节图如图

11所示。可以看出,系统侧绝对阻抗已经偏离系统阻抗理论值,所以认为系统侧同时存在不可忽略的背景谐波源。

282318绝对阻抗/Ω

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

t /s

9系统侧绝对阻抗的细节图

Fig.9Detail diagram of absolute impedance at system side

500

0-500

谐波有功/W

0-500

-1

000谐波无功/v a r 1500

绝对阻抗/Ω0.2

0.4

0.60.8 1.0

t /s (b )情况b

10050图10重容性负荷下各种情况的测试结果

Fig.10Results of heavy capacitive load tests

under

different conditions

t /s (c )情况c

200

-20谐波有功/W

1000

-

100谐波无功/v a r 30000

绝对阻抗/Ω0.2

0.4

0.60.8 1.0

1500

系统侧

负荷1,

负荷2

353020绝对阻抗/Ω

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

t /s

图11系统侧绝对阻抗的细节图

Fig.11Detail diagram of absolute impedance

at system side

25

情况c 。根据图10(c )所示可知,功率关系与图2所示D 区情况相对应,但可看出系统侧的绝对阻抗值远大于系统阻抗理论值,可以直接判断主要谐波源为系统侧,同时由有功功率关系可判断知负荷1也含谐波源。并且此时负荷1的绝对阻抗值很大,由此可判断负荷1向系统注入的谐波电流引起了很大的谐波电压,此时接近并联谐振。

5.3间谐波测试

若交直交变频装置两侧均为6脉动,则在系统侧会产生频率为(6m ±1)f s ±6n f z 的间谐波频率分量。系统仿真图同图6,负荷用文献[15]的交直交变频器模型来代替,整流器采用二极管自然换向,逆变则采用相控180°导电方式,输出频率为60Hz ,系统阻抗为Z s =1+j6.28Ω,变频装置所带负荷的基波阻抗(相对于50Hz )Z L =10+j 6.28Ω,基频电压为100V ,表3中列出仿真结果中主要间谐波的谐波参数。

由表3可以看出,间谐波参数同谐波参数有相同的性质。而间谐波电流因为成对存在,两成对的间谐波幅值相差不大,这可以作为对间谐波负荷分离方法的补充。

6结论

可以看出,将无功功率、绝对阻抗以及有功功率

关系这些判据引入对谐波源的识别过程,能很好地弥补单一使用有功功率符号法的不足,同时有助于在复杂情况下识别出背景谐波源和负荷谐波源,判断结果的可信性可以得到增强。间谐波源识别同谐波源识别类似,但也要注意其特有的性质。实际中进行长时间的测量得到多组样本更能增强本方法的稳健性。由于系统侧的谐波源参数是不可直接测量的,如果能对引起该背景谐波的全网中所有谐波源节点有着非常清楚的认识,对谐波源的责任分摊工作方可更加有效地进行,如何进行谐波源的责任分摊将是笔者的下一步工作。参考文献:

[1]毕会静,赵书强.一种公共连接点处用户与系统谐波的区分方法

[J ].电力自动化设备,2005,25(11):19-21.

BI Huijing ,ZHAO Shuqiang.Method to determine customer and system harmonic contributions at PCC [J ].Electric Power Automa -tion Equipment ,2005,25(11):19-21.

[2]ZHANG D ,XU W ,NASSIF A.Flicker source identification by

interharmonic power direction [C ]∥Canadian Conference on Elec -trical and Computer Engineering.Saskatoon ,SK ,Canada :Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc ,2005:549-552.[3]XU W ,LIU Xian ,LIU Yilu.An investigation on the validity of

power -direction method for harmonic source determination [J ].IEEE Trans on PWRD ,2003,18(1):214-219.

[4]OMRAN W A ,EL -GOHAREY H ,KAZERANI M ,et al.Identifi -

cation and measurement of harmonic pollution for radial and non radial systems [J ].IEEE Trans on Power Delivery ,2007,22(4):1642-1650.

[5]LI Chun ,XU W ,TAYJASANANT T.A critical impedance based

method for identifying harmonic sources [J ].IEEE Trans on PWRD ,2004,19(2):571-678.

[6]刘秀玲,王洪瑞,王永青,等.临界阻抗法在配电网谐波源探测中

的应用[J ].电力系统自动化,2007,31(14):84-87.

LIU Xiuling ,WANG Hongrui ,WANG Yongqing ,et al.Applica -tion of critical impedance method in harmonic source detecting in distribution systems [J ].Automation of Electric Power Sys -tems ,2007,31(14):84-87.

[7]CHEN Chaoying ,LIU Xiuling.Critical impedance method-a new

detecting harmonic sources method in distribution systems [J ].IEEE Trans on PWRD ,2004,19(1):288-295.

[8]MOUSTAFA A A ,MOUSSA A M ,EL -GAMMAL M A.Separa -tion of customer and supply harmonics in electrical power dis -tribution systems [C ]∥Harmonics and Quality of Power 2000Proceedings.Orlando ,Florida ,USA :[s.n.],2000:1035-1040.[9]赵勇,沈红.谐波源的识别及其余非谐波源的分离方法[J ].中国

电机工程学报,2002,22(5):84-87.

ZHAO Yong ,SHEN Hong.Approach of identification and sepa -ration of harmonic sources [J ].Proceedings of the CSEE ,2002,22(5):84-87.

[10]齐勇,江亚群,黄纯,等.谐波源和闪变源的识别算法[J ].电力

自动化设备,2011,31(11):60-68.

QI Yong ,JIANG Yaqun ,HUANG Chun ,et al.Identification al -gorithm of harmonic source and flicker source [J ].Electric Power Automation Equipment ,2011,31(11):60-68.

[11]张巍,杨洪耕.基于二元线性回归的谐波发射水平估计方法[J ].

中国电机工程学报,2004,24(6):50-53.

ZHANG Wei ,YANG Honggeng.A method for assessing har -monic emission level based on binary linear regression [J ].Proceedings of the CSEE ,2004,24(6):50-53.

[12]郝江涛,刘念,幸晋渝,等.电力系统间谐波分析[J ].电力自动

化设备,2004,24(12):36-39.

HAO Jiangtao ,LIU Nian ,XING Jinyu ,et al.Study on interhar -monic of power system [J ].Electric Power Automation Equip -ment ,2004,24(12):36-39.

[13]金维刚,刘会金,李智敏,等.3种典型间谐波源的间谐波测量

及结果分析[J ].电力自动化设备,2010,30(12):30-35.

JIN Weigang ,LIU Huijin ,LI Zhimin ,et al.Interharmonic mea -surement of three typical interharmonic sources and result analy -sis [J ].Electric Power Automation Equipment ,2010,30(12):30-35.

[14]MCNAMARA D M ,ZIARANI A K ,ORTMEYER T H.A new

technique of measurement of nonstationary harmonics [J ].IEEE Trans on Power Delivery ,2007,22(1):387-395.

间谐波频率/Hz

有功功率/W

无功功率/var

电压/V

电流/A

绝对阻抗/Ω

310-0.096-2.0897.4470.18739.77410-0.056-2.2028.6890.16951.41

表3主要间谐波参数

Tab.3Parameters of main interharmonics

王建勋,等:基于复合判据的谐波/

间谐波源识别方法

第7期

(下转第80页continued on page 80)

Transient protection based on main frequency component of transient fault

current for mine power network

ZHANG Xin ,MU Longhua

(College of Electronics and Information Engineering ,Tongji University ,Shanghai 201804,China )

Abstract :A kind of protection scheme based on the main frequency component of transient fault current is proposed for mine power network.The main frequency band of transient fault current of 6/10kV distribution line for mine is analyzed and a corresponding band -pass filter is connected in parallel at the line boundary ,which is used to attenuate the transient fault current components within that band for strengthening the difference of transient current spectrum energy within main frequency band between internal fault and external fault.The proposed scheme is simulated with PSCAD /EMTDC and the setting value is selected according to the simulative results ,which show that ,the spectrum energy difference between internal fault and external fault is obvious due to the filter ,and the proposed scheme is immune to the fault type ,transition resistance and fault initial phase angle.

Key words :transient current ;main frequency ;electric filters ;mine power network ;transient protection ;relay protection

第33卷

电力自动化设备

ZHANG Bo ,HE Benteng.Estimation of transient character for estimation of transient character for UHV transmission line [J ].Electric Power Automation Equipment ,2010,30(5):1-5.[13]葛耀中.新型继电保护和故障测距的原理与技术[M ].2版.西

安:西安交通大学出版社,2007:7.

[14]史燕琨,肖湘宁,邹积岩.基于边界保护的配电网故障区段无通

信定位方法[J ].电网技术,2009,33(4):87-93.

SHI Yankun ,XIAO Xiangning ,ZOU Jiyan.A non -communica -tion fault section location method for power distribution system based on boundary protection [J ].Power System Technology ,2009,33(4):87-93.

[15]MEGAHED A I ,MONEM MOUSSA I ,BAYOUMY A https://www.360docs.net/doc/909427423.html,age

of wavelet transform in the protection of series -compensated transmission lines [J ].IEEE Trans on Power Delivery ,2006,21(3):1213-1221.

作者简介:

鑫(1979-),男,河北怀安人,博士后,研究方向为电

力系统微机保护(E -mail :zxln1979@https://www.360docs.net/doc/909427423.html, );

牟龙华(1963-),男,江苏无锡人,教授,博士研究生导师,研究方向为电力系统微机保护和电能质量(E -mail :lhmu@

https://www.360docs.net/doc/909427423.html, )。

Identification of harmonic and interharmonic sources based on composite criterion

WANG Jianxun 1,2,LIU Huijin 1,LIU Chunyang 1

(1.School of Electrical Engineering ,Wuhan University ,Wuhan 430072,China ;2.Wuhan Second Ship Design and Research Institute ,Wuhan 430064,China )

Abstract :A method to identify harmonic and interharmonic sources is proposed based on composite criterion ,which analyzes the sign of active power and takes the ratio of reactive power and active power as a reference to judge the credibility of power angle measurement.Furthermore ,it also takes the absolute impedance ,which is normally far larger than the system impedance ,as an additional criterion to identify the unreliable data and determines the co -existence of background harmonic sources and inter -harmonic sources according to the amount of active power.A time -domain measuring method is proposed to extract the harmonic and interharmonic parameters for getting more data samples.As the interharmonic appears in pairs ,a supplementary criterion is added.Simulation proves that ,the combination of different identification methods increases the identification robustness.

Key words :harmonic and interharmonic sources ;identification ;active power ;reactive power ;absolute impedance ;interharmonic pair

[15]李琼林,刘会金,张振环,等.基于互调原理的交直交变流系统

中的间谐波分析[J ].中国电机工程学报,2007,27(34):107-114.

LI Qionglin ,LIU Huijin ,ZHANG Zhenhuan ,et al.Interharmonic analysis in the AC /DC /AC system based on intermodulation theory [J ].Proceedings of the CSEE ,2007,27(34):107-114.

作者简介:

王建勋(1984-),男,湖北随州人,博士研究生,研究方向

为配电系统优化和电能质量分析与控制(E -mail :wangcoven7

@https://www.360docs.net/doc/909427423.html, );

刘会金(1952-),男,湖北大冶人,教授,博士研究生导师,主要研究方向为电能质量分析与控制(E -mail :hjliu@whu.

https://www.360docs.net/doc/909427423.html, );

刘春阳(1987-),男,江西赣州人,硕士研究生,研究方向为电能质量分析与控制(E -mail :liuchunyang@https://www.360docs.net/doc/909427423.html, )。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

(上接第69页continued from page 69)

电力系统谐波的基本特性和测量,配网中的谐波源

电力系统谐波的基本特性和测量 谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率是基波频率的整数倍数。理论上看,非线性负荷是配电网谐波的主要产生因素。非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系,这类负荷的电流不是正弦波,且引起电压波形畸变。周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后,那些大于基频的分量被称作谐波。 非线性负荷除了产生基频整次谐波外,还可能产生低于基频的次谐波,或高于基波的非整数倍谐波。电力系统中出现系统短路、开路等事故,而导致系统进入暂态过程引起的谐波,将不归属谐波治理的范畴。 要治理谐波改善供电品质,需要了解谐波类型。谐波按其性质和波动的快慢可分成四类:准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。因其多样性和随机性,在实际工作中,要精确评估谐波量值非常困难,所以在IEC 6100-4-7标准中对前三类谐波进行了规定,推荐采用数理统计的方法对谐波进行测量。兼顾数理统计和数据压缩的需要,标准对测量时段以及通过测量值计算谐波值提出了建议。 国标GB/T 14549-1993采用观察期3s有效测量的各次谐波均方根值的95%概率作为评价谐波的标准。为简便实用,将实测值按由大到小的方式排序,在舍去前5%个大值后剩余的最大值,近似作为95%的概率值。 实际工作中,通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。一般来说,将用户接入公用电网的公共连接点作为谐波监测点,测量该点的电压和注入公共电网的电流后,通过对电压和电流的分析,取得谐波测量资

料。 相对单点的谐波测量而言,从区域或整个电网角度来看,谐波源的定位和确定谐波模型进而分析它是一个相对复杂的过程。谐波源定位,一般采用功率方向法和瞬时负荷参数分割法。而谐波模型分析的方法一般有三种:非线性时域仿真、非线性和线性频率分析。三种方法的相同点是对电网作适当的线性化处理,只是在处理非线性设备时采取了不同的模拟方式。 配网中的谐波源 严格意义上讲,电力网络的每个环节,包括发电、输电、配电、用电都可能产生谐波,其中产生谐波最多位于用电环节上。 发电机是由三相绕组组成的,理论上讲,发电机三相绕组必须完全对称,发电机内的铁心也必须完全均匀一致,才不致造成谐波的产生,但受工艺、环境以及制作技术等方面的限制,发电机总会产生少量的谐波。 输电和配电系统中存在大量的电力变压器。因变压器内铁心饱和,磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密位于磁化曲线近饱和段上等诸多因素,致使磁化电流呈尖顶形,内含大量奇次谐波。变压器铁心饱和度越高,其工作点偏离线性就越远,产生的谐波电流就越大,严重时三次谐波电流可达额定电流的5%。 用电环节谐波源更多,晶闸管式整流设备、变频装置、充气电光源以及家用电器,都能产生一定量的谐波。

实验三--单相交流调压电路实验

信息科技大学 电力电子技术实验报告 实验项目:单相交流调压电路实验 学院:自动化 专业:自动化(信息与控制系统) /学号:贾鑫玉/2012010541 班级:自控1205班 指导老师:白雪峰 学期: 2014-2015学年第一学期

实验三单相交流调压电路实验 一.实验目的 1.加深理解单相交流调压电路的工作原理。 2.加深理解交流调压感性负载时对移相围要求。 二.实验容 1.单相交流调压器带电阻性负载。 2.单相交流调压器带电阻—电感性负载。 三.实验线路及原理 本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制,具有控制方式简单的优点。 晶闸管交流调压器的主电路由两只反向晶闸管组成。 四.实验设备及仪器 1.教学实验台主控制屏 2.NMCL—33组件 3.NMEL—03组件 4.NMCL-05(A)组件或NMCL—36组件 5.二踪示波器 6.万用表 五.注意事项 在电阻电感负载时,当α

二次回路故障的基本方法

1、确定故障回路 电气设备的二次回路可分为测量仪表、监察装置、信号回路、控制回路、保 护回路等。在上述回路发生异常时,一般可采用直观检查法,即先检查交流进线保险,直流总保险,再检查各分路熔断器是否熔断,在未确认熔断回路故障点和故障原因,且没有排除故障以前,禁止投入已熔断的保险。直观检查不能确定故障回路时(如直流接地),可采用拉开线路开关选择查找,并以先信号、照明部分,后操作部分;先室外部分,后室内部分为原则。在切断各专用直流回路时,切断时间不得超过3s。对 不能进行切断检查的回路,应将一次设备状态转换,做好安全措施后,方可在二次回路查找,当确定故障回路后,应恢复其它回路,对照图纸进行检查。 2、检查故障回路 电源系统。一般在电源系统中装有许多保险器,因此在直流系统故障时应先检查各熔断器是否完好,电压是否正常,再检查交流输入、直流输出、支路输出。 操作回路。此回路故障时伴有断路器拒动、误动,应从以下几个部件寻找故障点:操作保险、开关辅助接点、跳闸线圈(或合闸接触器线圈)、继电器接点、万能转换开关接点、配线、机构等。 其它回路故障均可以动作结果为前提,提出上级元件动作的条件,检查条件是 否满足,对照图纸逐个元件、逐级进行分析后找出故障点。 3、使用工具及注意事项 在进行二次回路检查时,一般可用试灯、绝缘电阻表、万用表、钳形电流表、多用工具、专用试验设备等。在使用上述工具时,应首先确定回路是否有电压(或电流),在确认该回路无电压无电流时,方可用试灯、绝缘电阻表等检查回路元件的通断。在使用绝缘电阻表检查绝缘时,应断开本回路交直流电源,断开与其它回路连接

的充电电容器件。在故障点寻找工作中,还应注意接线接点的拆开与恢复工作,防止电流回路开路、电压回路短路,避免故障点的产生和事故扩大。 一、查找二次回路故障的基本方法 1、二次回路查找故障的一般方法: 1)根据故障现象和图纸分析原因,再确定检查处理的顺序和方法; 2)保持原状,进行外部检查和观察; 3)检查出故障可能性大的、容易出问题的、常出问题的薄弱点; 4)逐步缩小范围查找故障。二次回路故障查找重在分析判断,有正确的分析判断才能正确处理少走弯路。先根据接线情况、故障现象、设备状态、信号等情况分析判断可以缩小范围。判断准确范围后,再用正确方法,再缩小范围。检查测量中再根据结果和现象进行分析判断,再测量就能准确无误地查找出故障点。2、使用仪表查找二次回路不通故障的方法二次回路中发生断线故障时使用仪表查找不通点很有效、很准确。一般用万用表来检查测量,主要有三种方法,即测导通法,测电压降法和对地电位法。测导通法必须先断开回路的电源,而测电压降法和对地电位法可带电测量。 1)测导通法:这种方法是用万用表的欧姆档测量电阻的方法来查找二次回路不通故障。测导通法必须先断开回路的电源,否则会烧坏表计。测导通法是通过测量检查某2点之间的电阻值来判断故障点。接触良好的接点,其两端电阻值应是零;严重接触不良时有一定的电阻;为接通的接点,其两端电阻无限大。对于 回路中的电流线圈,其电阻值几乎为零;对于回路中的电压线圈和电阻元件,其阻值应和标称值一致。例:主变控制回路中,开关在合闸,红灯不亮。原因是1HWJ接点接触不良。处理时,检查有无线松脱—灯泡是否烧—保险是否熔断—电阻R有无

电力系统谐波源定位方法述评

第25卷第3期 2006年7月 电工电能新技术 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy Vol.25,No.3July 2006 收稿日期:2005 11 28 作者简介:徐志向(1980 ),男,浙江籍,硕士生,主攻电力系统谐波状态估计以及谐波源定位; 候世英(1962 ),女,重庆籍,副教授,主要从事谐波分析与仿真的研究;吕厚余(1947 ),男,重庆籍,教授,主要从事电能质量以及谐波监测的研究。 电力系统谐波源定位方法述评 徐志向1,2 ,侯世英1,2 ,吕厚余1,2 ,张 柯 1,2 (1 重庆大学电气工程学院,重庆400044; 2 重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室,重庆400044) 摘要:研究谐波源的定位问题对于规模大、负荷复杂的实际电网有重要的意义。本文对现有的谐波源定位方法进行了分析和评述,并对谐波源定位研究的发展提出了看法。关键词:电力系统;谐波源定位;等效模型;谐波状态估计 中图分类号:TM711 文献标识码:A 文章编号:1003 3076(2006)03 0064 04 1 引言 随着电网中非线性负荷的不断增多,电力系统中的谐波污染问题变得日益严重,给电网的经济运行及用户的安全用电造成了极大的影响[1] 。为了及时解决电网中谐波治理课题,达到准确分清谐波责任,简单有效的治理目的,必须先明确电力系统中的谐波分布或谐波状态 [2] 。 分析谐波状态,首先要了解谐波源的位置。如果谐波源的位置已知,那么电网中的谐波分布就成为谐波的传播与扩散问题,也就是谐波潮流问题。以往的大多数文章集中在已知谐波源的情形下对谐波分布或补偿的研究 [3,4] 。但随着电网规模的增大, 实际系统中谐波源的位置存在不确定性,仍然用潮流方法来分析谐波的扩散与渗透,就会失去分析的主体。所以,在谐波源的位置未知的情况下,要对谐波影响进行分析,就需要对谐波源进行定位。 2 谐波源定位方法 谐波源定位可以分为两种情况 [5,6] 来解释,一种 是在PCC 点处把系统等效为两个部分,即供电侧U (utility)和用户侧C (customer),然后根据相应的等效电路模型,确定出是主谐波源的一侧,称之为基于等效电路模型的定位法[5] 。另一种就是对整个系统网络用谐波状态估计的方法,计算出系统各个节点的谐波电压以及支路的谐波电流,从而判断哪条支 路上含有谐波源[6] 。 多年来,对于基于等效电路模型定位法,基本结构都是单相模型,假设条件是系统运行在三相平衡的状态下;对于基于谐波状态估计的定位法来说,基本结构是单相模型;单频率非同步模型,量测量为有功功率P 、无功功率Q 、谐波电压V,假设条件是所有的电压、电流的频率固定,波形是理想正弦波;系统运行在三相平衡状态,系统网络是只有正序的三相对称系统 [7] 。 3 基于等效电路模型的定位法 [5] 系统的Norton(诺顿)等效电路模型如图1所示: 图1 Norton 等效电路Fig.1 Norton equivalent circuit 通过等效变换得到的Thevenin(戴维南)等效电 路模型如图2所示。 图中所示的PCC 点是公共电气耦合点。根据不同的定位依据[8] ,又可以分为功率定位法,阻抗定位法,灵敏度定位法。3 1 功率定位法( )有功功率定位法 有功功率定位法是工程上最常用的定位方法。

单相交流调压电路课程设计完整版

单相交流调压电路课程 设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

《电力电子技术》课程设计设计题目: 单相交流调压电路 院(系): 能源工程学院 专业年级: 13级电气二班 姓名: 徐刚刚 学号: 指导教师: 荆红莉 2015年12月 28日

课程设计(论文)任务及评语 院(系):能源工程学院教研室:电气工程及其自动化 : 成 绩 : 平 时 20% 论 文 质 量 60% 答 辩 20% 以 百 分 制 计 算 前 言 电 力 电 子 技 术 是研究采用电力电子器件实现对电能的交换和控制的科学,是20世纪50年代诞生, 70年代迅速发展起来的一门多学科互相渗透的综合性技术学科。这些技术包括以节约 能源、提高照明质量为目的的绿色照明技术;以节约能源、提高运行可靠性并更好地 满足产要求为目的的交流变频调速技术,以提高电力系统运行的稳定性、可控制性为

目的,并可有效节能的灵括(柔性)交流输电技术等等。随着电力半导体制造技求、徽电子技术、汁算机技术,以及控制理论的不断进步。电力电子技求向着大功率、高频化及智能化方向发展,应用的领域将更加广阔。 交流调压电路广泛应用于灯光控制,如调光台灯和舞台灯光控制及其异步电动机的软启动,也应用于异步电机调速。在电力系统中,这种电路也用于对无功功率的调节。 目录

1 单相交流调压电路的设计 设计目的和要求分析 =210伏。要求分设计一个单相交流调压电路,要求触发角为60度。输入交流U 2 析: 1. 单相交流调压主电路设计,原理说明; 2.触发电路设计,每个开关器件触发次序与相位分析; 3.保护电路设计,过电流保护,过电压保护原理分析; 4.参数设定与计算(包括触发角的选择,输出平均电压,输出平均电流,输出有功功率计算,输出波形分析,器件额定参数确定等可自己添加分析的参数); 5. 相关仿真结果。 由以上要求可知该系统设计可分为四个部分:交流调压主电路设计、触发电路设计、保护电路设计及相关计算和波形分析部分。 2 设计方案选择 本系统主要设计思想是:采用两个晶闸管反向并联加负载为主电路,外加触发电路;触发电路控制晶闸管的导通,从而控制输出。其系统框图如下所示: 3 控制电路。在每半个周波内通过对晶间管开通相位的控制,以方便地调节输出电压的有效值,这种电路称为交流调压电路。这种电路还用干对无功功率的连续调节。此外,在高电压小电流或低电压大电流直流电源中,也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。采用晶闸管相控整流电路,高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样,低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联,这都是十分不经济的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压,其电压电流值都不太大也不太小,在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。但这种交流调压电路控制方便,体积小、投资省计制造简单。因此广泛应用于需调温的工频加热、灯光调节及风机、泵类负载的异步电

二次谐波的产生及其解

§2.3 二次谐波的产生及其解 二次谐波或倍频是一种很重要二阶非线性光学效应,在实践中有广泛的应用,如Nd:YAG激光器的基频光(1.064μm)倍频成0.532νm绿光,或继续将0.532μm激光倍频到0.266μm紫外区域。 本节从二阶非线性耦合波方程出发,求解出产生的二次谐波光强小信号解,并解释相位匹配对二次谐波产生的影响。 2.3.1 二次谐波的产生 设基频波的频率为,复振幅为;二次谐波的频率为,复振幅。由基频波在介质中极化产生的二阶极化强度,辐射出的二次谐波场所满足的非线性极化耦合波方程 (2.3.1-1) (2.3.1-2)注意简并度, (2.3.1-3)波矢失配量, (2.3.1-4) 写成单位矢量(光波的偏振方向或电场的振动方向)和标量的乘积形式,基频光场可能有两种偏振方向,即,两种偏振方向可以是相互平行也可以是相互垂直,并有 (2.3.1-5) 基频波与产生的二次谐波耦合产生的极化场强度,辐射出基频光场满足的非线性极化耦合波方程。 (2.3.1-6) (2.3.1-7) (2.3.1-8) 如果介质对频率为的光波都是无耗的,即远离共振区,则都是实数。 进一步考虑极化率张量的完全对易对称性和时间反演对称性可以证明: (2.3.1-10) 二次谐波的耦合波方程组为: (2.3.1-11) (2.3.1-12) 2.3.2 二次谐波的小信号解

图1 倍频边界条件 1、小信号解 在小信号近似下,基频波复振幅不随光波传输距离改变, (2.3.2-1)并由边界条件,对二次谐波的耦合波方程(2.2.1-12)积分得: (2.3.2-2)二次谐波的光强为: (2.3.2-3)利用有效倍频系数(有效非线性光学系数) (2.3.2-4) 和函数定义, (2.3.2-5) 以及 (2.3.2-6)得到小信号近似下的二次谐波解 (2.3.2-7) 小信号近似下倍频效率: (2.3.2-8)倍频效率正比于基频光束功率密度,输出倍频光强是基频波光强的平方。同时由曼利——罗关系,在产生一个二次谐波光子的同时,要湮灭两个基频波光子。转换效率正比于倍频系数的平方,即与正比于有效极化率系数的平方。 2、二次谐波解的讨论 定义相位匹配带宽:由二次谐波光强最大值一半处的宽度,定义允许的相位失配量 (2.3.2-9)定义相干长度:如果相位失配量,使倍频光强单调增长的一段距离为相干长度 (2.3.2-10)由上面的讨论知,在小信号近似下,为获得高的倍频效率,首先应满足相位匹配条件,并且选用有效倍频系数大和较长的晶体,尽可能增强基频光的强度。 §2.3.3 二次谐波的大信号解(基频波存在损耗) 产生二次谐波的耦合波方程为 (2.3.3-1)讨论在相位匹配条件下,即,此时基频波和二次谐波的折射率相等,如果基频波存在损耗,

用一次通流检查二次电流回路完整性的试验工法

用一次通流检查二次电流回路完整性的试验工法 安徽电力建设第一工程公司 邵雪飞巴清华韩广松 1.前言 发电厂和变电站建设工程中的电气安装工程包括一次、二次设备的安装,由于一次设备较为直观,一般不会发生设备辨识不清而产生的安装错误。在一些运用新的设计理念项目中的设备安装中,如保护和测量所使用的TA和TV,通常会发生设备选型不合适、变比错误、变比过大无法满足保护和测量装置精度要求、设计安装方式不明确等问题,造成安装完成后无法满足系统所要达到预期功能,此外电流、电压回路系统接线复杂、连接设备多时,回路极易出现开路和短路故障。面对全厂、全站大量二次交流回路已经接线完毕的情况下,尤其是部分重要且只有在带负荷阶段才能校验出正确性的回路,如何有效在带电前检查出接线缺陷和保证回路的正确完整性,成为电力建设单位一个棘手的问题。 在接线完毕的施工现场,应用交流回路二次通电和施加380V施工交流电源进行一次通电模拟实际运行工况相结合的工法,进行二次回路缺陷性检查,可以有效检查出TA二次开路、TV二次短路故障,保证测量、计量、保护等二次回路能准确、安全、可靠运行,防止差动保护误动,减少电厂整套启动时间和提高变电站受电试运行成功概率,对电力系统稳定运行和设备安全具有积极意义。 此工法先后在华电芜湖电厂一期工程#2机组、田集电厂一期工程#1机组、合肥发电厂#5机扩建工程、龙岩电厂二期工程#5机组以及多个变电所建设工程中得到应用,并逐步总结优化方法,效果明显,经此工法检查过的二次回路接线无一错误、整套启动运行后无一发生因为电流电压回路故障造成的停机、停电事故,创造了较大的经济效益和社会效益。 2.工法特点

谐波源定位方法研究

谐波源定位方法研究 刘愈倬1,杨超颖1,王金浩1,李蒙赞1,任毅华2 (1.山西电力科学研究院,山西 30001;2.华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206)Research on Methods of Harmonic Sources Localization LIU Yu-zhuo1, Y ANG Chao-ying1, WANG Jin-hao1, LI Meng-zan1, REN Yi-hua2 (1.Shanxi Electric Power Research Institute, Shanxi 30001, China; 2.College of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China) Abstract: Methods of harmonic sources localization are summarized. Starting with the distribution of harmonic sources in distribution network, the existing methods of harmonic sources localization are divided into measures based on power direction and measures based on harmonic impedance. The former mainly includes active power direction method, reactive power direction method and the critical impedance method. The latter mainly consists of differential equations method and ratio method. The above methods are analyzed and reviewed and their respective advantages,shortcomings as well as applicability are also pointed out. Key words:power direction; harmonic impedance; harmonic sources localization; PCC (Point of Common Coupling) 摘要:对谐波源定位方法进行了总结。从实际配电网的谐波源分布情况入手,将现有的谐波源定位方法分为基于功率方向的方法和基于谐波阻抗的方法两大类。前者主要包括有功功率方向法、无功功率方向法和临界阻抗法等方法;后者主要包括微分方程法、比率法等方法。分析和评述了以上各种方法,并指出它们各自的优点、不足以及适用性。 关键词:功率方向;谐波阻抗;谐波源定位;公共连接点 0引言 随着整流装置、电弧炉、变频装置、电气化铁路等非线性负荷的大量接入,系统中电压、电流波形畸变造成的谐波污染问题日益严重,这给配电网的经济运行及用户的安全用电造成了极大的影响[1]。为了及时解决配电网中的谐波污染问题,达到分清谐波责任,简单有效的治理目的,正确识别综合负荷中的主要谐波源是至关重要的。 谐波源定位是通过测量某些点(如公共连接点)的电压、电流或功率值,在所测数据的基础上,采用相应的算法判定系统侧和用户侧谁是主要谐波源。若系统侧为主要谐波源,则对电压、电流畸变负主要责任;反之,则用户侧应承担主要责任。基于功率方向的方法简单直观、易于实现。然而,有功功率方向法[2]易受PCC两侧电压相角差δ的影响,不能正确判断主谐波源位置。无功功率方向法[3]和临界阻抗法[4]等方法易受谐波阻抗估计值的影响;基于谐波阻抗的方法[6-11]原理简单、清晰。然而,它的前提难以实现,因为谐波阻抗是在扰动情况下测量的,实际中的扰动具有随机性,很不稳定。本文对以上方法进行分析总结,希望能为促进谐波治理的快速发展提供参考。 1基于功率方向的方法 图1 谐波源等值模型 Fig.1 Equivalent model of harmonic source 1.1有功与无功功率方向法 有功功率方向法是传统的谐波源定位方法之一,若将系统侧到用户侧定义为正方向,由图1可得,公共连接点(PCC)的有功功率、无功功率分别为: c s c c s cos sin sin s h h h h c s c s E E Z Z P V I I I Z Z Z Z δδδ === ++ (1) (cos) s h s c c s E Q E E Z Z δ =- + (2) 其中, h P是h次谐波的有功功率, h Q是h次谐 波的无功功率, s E是系统侧等值谐波电压源, c E 是用户侧等值谐波电压源, h δ是h次谐波电压、谐波电流的相角差,δ是PCC两侧等值谐波电压源的相角差。 由式(1)可得:当0 > h P时,系统侧发出较多的谐波功率,则认为系统侧为主要谐波源;当0 < h P时,用户侧发出较多的谐波功率,则认为用户侧是主要谐波源。这种方法比较直观,曾为大家所普遍接受。然而文献[2]已证明了该方法的不合

倍频效应二次谐波

倍频现象的理论解释线性光学效应的特点:出射光强与入射光强成正比;不同频率的光波之间没有相互作用,没有相互作用包括不能交换能量;效应来源于介质中与作用光场成正比的线性极化。 非线性光学效应的特点:出射光强不与入射光强成正比(例如成平方或者三次方的关系);不同频率光波之间存在相互作用,可以交换能量;效应来源于介质中与作用光场不成正比的非线性极化。 倍频效应是非线性的光学效应,当介质在光波电场的作用下时,会产生极化。设P是光场E在介质中产生的极化强度。 对于线性光学过程:P=ε0χE 对于非线性光学过程:P可以展开为E的幂级数: ε=ε0χ(1)E+ε0χ(2)E2+ε0χ(3)E3+...ε0χ(ε)Eε+… 其中:ε(1)=ε0χ(1)E,ε(2)=ε0χ(2)ε2,ε(3)=ε0χ(3)ε3,…,ε(ε)= ε0χ(ε)εε分别为线性以及2,3,…,n阶非线性极化强度。χ(ε)为n阶极化率。 正是这些非线性极化项的出现,导致了各种非线性光学效应的产生。而倍频效应,就是由其中的二阶极化强度ε(2)所导致产生的: ε??[εε?ε???? ?ε???? ]+c.c. 设光场是频率为ε、波矢为ε???? 的单色波,即:ε=1 2 ε0ε(2)ε2???[2εε?2ε???? ?ε???? ]+c.c. 则ε(2)=ε0χ(2)ε2中将出现项:1 4

该极化项的出现,可以看作介质中存在频率为2ε的振荡电偶极矩,它的辐射便可能产生频率为2ε的倍频光。 介质产生非线性极化:从微观上看,非线性是由原子、分子非谐性所造成的。物质受强光作用后,电子发生位移x,具有位能V(x),对于无对称中心晶体,与电子位移+x和-x 相对应的位能并不相等,即:V(+X)≠V(-x),因而位能函数V(x)应该包含奇次项: ε(ε)=1 2 εε02ε2+ 1 3 εεε3+? 相应的,电子与核之间的恢复力为: ε=??ε(ε) ?ε =?(εεε2ε+εεε2+?) 当D>0时,正位移(ε>0)引起的恢复力大于负位移(ε<0)引起的恢复力。如果作用在电子上的电场力是正的,则会引起一个相对较小的位移;反之,则会引起一个相对较大的位移。那么,电场正方向产生的极化强度就比电场反方向产生的极化强度小。这就使得非线性极化的产生。 有了非线性极化,那么,一个给定的强光波电场对应的极化波就是一个正峰值b比负峰值b’小的非线性极化波: 而根据傅里叶分析,任何一个非正弦的周期函数,都可以分解成角频率为ε、2ε、3ε、…的正弦波。所以强光波电场在介质中引起的非线性极化波,可以分解成为角频率为ε的基频极化波,角频率为2ε的二次谐频极化波,以及常值分量等成分。而其中角频率为2ε的二次谐波,就是倍频光。

单相交流调压电路课程设计

新疆工业高等专科学校电气系课程设计说明书 题目:单项交流调压电路(反并联)设计(纯电阻负载) 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 完成日期:2012-6-8

新疆工业高等专科学校 电气系课程设计任务书 2012学年2学期2012年6月6日专业供用电技术班级课程名称电力电子应用技术 设计题目单项交流调压电路(反并联)设计(纯电阻 负载) 指导教师 起止时间2012-6-4至2012-6-8周数一周设计地点新疆工程学校设计目的: 设计任务或主要技术指标: 设计进度与要求: 主要参考书及参考资料: 教研室主任(签名)系(部)主任(签名)年月日

新疆工业高等专科学校电气系 课程设计评定意见 设计题目:单相交流调压(反并联)设计(纯电阻负载) 学生姓名:专业班级供电 评定意见: 评定成绩: 指导教师(签名):年月日 评定意见参考提纲: 1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2.学生的勤勉态度。 3.设计或说明书的优缺点,包括:学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。

前言 电力电子线路的基本形式之一,即交流—交流变换电路,它是将一种形式的交流电能变换成另一种形式交流电能电路。在进行交流—交流变换时,可以改变交流电的电压、电流、频率或相位等。用晶闸管组成的交流电压控制电路,可以方便的调节输出电压有效值。可用于电炉温控、灯光调节、异步电动机的启动和调速等,也可用作调节整流变压器一次侧电压,其二次侧为低压大电流或高压小电流负载常用这种方法。采用这种方法,可使变压器二次侧的整流装置避免采用晶闸管,只需要二极管,而且可控级仅在一侧,从而简化结构,降低成本。交流调压器与常规的交流调压变压器相比,它的体积和重量都要小得多。交流调压器的输出仍是交流电压,它不是正弦波,其谐波分量较大,功率因数也较低。

继电保护原理》第二次作业答案

《继电保护原理》第二次作业答案 一、单项选择题。本大题共20个小题,每小题 2.0 分,共40.0分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。 1.电磁型电流继电器的动作条件是( C ) A.M ≥M m?? dc B.M ≥M th????????? dc C.M ≥M m+ M th??????? dc? D.M ≥ M m?+2M th dc 2.电流继电器返回系数是指返回电流和动作电流的比值。为保证电流保护较高的 动作( C ),要求有较高的返回系数。 A.选择性 B.速动性 C.灵敏性 D.可靠性 3.电流保护进行灵敏度校验时选择的运行方式为系统( B )? A.最大运行方式 B.最小运行方式 C.正常运行方式 D.事故运行方式 4.灵敏度过低时,则在最不利于保护动作的运行方式下,可能使保( B )。 A.误动 B.拒动 C.速动性受影响 D.可靠性受影响 5.Y/ -11变压器后( D )相故障时, 三继电器方式动作灵敏度提高1倍。? A.BC B.ABC C.CA D.AB 6.电流速断保护定值不能保证( B )时,则电流速断保护要误动作,需要加装方 向元件。? A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性

7.大电流接地系统单相接地短路时保护安装处的零序电流、电压之间的相位差由 其(?B?)零序阻抗角决定,与故障点位置无关。 A.线路的 B.背侧的 C.相邻变压器的 D.相邻线路的 8.一般零序过电流(零序III段)保护的动作时间( A )单相重合闸的非同期时间, 因此可以不考虑躲非全相运行时的最大零序电流。 A.大于 B.小于 C.等于 D.接近 9.在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时,一定要注意不要接错 极性,如果接错极性,会发生方向阻抗继电器(?C )的后果。 A.拒动 B.误动 C.正向故障拒动或反向故障误动 D.损坏 10.距离 III 段的灵敏度校验应按分支系数K fz 为最大的运行方式来确定,目的是为了保证保护的(?C?)。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 11.反应接地短路的阻抗继电器,如果U J =U A ,则 I J =(?C )。 A.I A B.I A -I C.I A -K3I D.3I 12.对于三段式距离保护,当线路故障且故障点位于保护 I 段范围内时,阻抗元件 的启动顺序是(?C?)。? A.Ⅰ段?Ⅱ段?Ⅲ段 B.Ⅲ段?Ⅱ段?Ⅰ段 C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段同时 D.任意顺序 13.对于双侧电源系统,由于故障时两侧电流的相位不同,如果故障点的短路电流 I d 超前流过保护的电流 I d1 ,则保护的(?C )。? A.测量阻抗减小

交-交变频交流励磁电机谐波的解析分析

交-交变频交流励磁电机谐波的解析分析 吴志敢贺益康 摘要研究交-交变频器供电励磁的发电、电动系统的谐波问题,给出多种结构和工作模式交-交变频器输出谐波的解析表达;根据交流励磁电机谐波正序、负序电路模型,导出交流励磁电机空载及并网运行时电网谐波和电机谐波转矩的分析方法。通过计算实例分析和比较了几种系统的谐波特性。 关键词:交-交变频器交流励磁谐波 An Analytical Study of the Harmonics in the AC Excited Machines fed by the Cycloconverter Wu Zhigan He Yikang (Zhejiang University 310027 China) Abstract The harmonic issue in the AC excited machines (ACEM)fed by the cycloconverter was studied.Based on the firstly presented analytical expressions of outputs generated by the various type cycloconverters operated in different modes and the positive,negative sequence harmonic equivalent circuits of ACEM,the analysis method of harmonic voltage,current as well as torque in the no load or networked ACEM was derived.The harmonic nature of various schemes were also analyzed and compared. Keywords:Cycloconverter AC excitation Harmonics 1 引言 交流励磁电机结构上是一台绕线式异步电机,转子绕组采用三相低频交流电励磁[1,2]。改变励磁电压的幅值、频率和相位即可实现对电机运行的有效调节,用作发电机可实现变速恒频发电,独立调节有功和无功功率;用作电动机可实现变频起动和功率因数控制。此项技术对于抽水蓄能发电和变落差、多泥沙水系变速发电及大中型异步电机进相运行等场合意义重大,应用前景十分广阔。但由于中大型交流励磁电机转子一般外接交-交变频器,其输出电压富含谐波,将在发电机定子侧产生大量空载谐波电压,导致并网困难,并网后大量的谐波电流污染电网;也增加电机损耗,产生各类脉振转矩,导致电机产生噪声与振动。因此研究交流励磁电机的电力谐波问题是此项新型发电技术实用化的关键。 交流励磁电机输出电力谐波问题已引起国内研究的注意,文献[3]对此作了很好的分析,但是仅讨论6脉波交-交变频器供电励磁情况,对谐波转矩的计

次谐波的产生原理

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。 在实际的供电系统中,由于有非线性负荷的存在,当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时,就形成非正弦电流。任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。谐波频率是基频的整倍数,例如基频为50Hz,二次谐波为100Hz,三次谐波则为150Hz。因此畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波……可能直到第三十次谐波组成。 有几个常见多发的问题是由谐波引起的:电压畸变、过零噪声、中性线过热、变压器过热、断路器的误动作等。 ①电压畸变:因为电源系统有内阻抗,所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸变(这是产生"平顶"波的根源)。此阻抗有两个组成部分:电源接口(PCC)以后的电气装置内部电缆线路的阻抗和PCC以前电源系统内的阻抗,用户处的供电变压器即是PC C的一例。 由非线性负荷引起的畸变负荷电流在电缆的阻抗上产生一个畸变的电压降。合成的畸变电压波形加到与此同一电路上所接的全部其他负荷上,引起谐波电流的流过,即使这些负荷是线性的负荷也是如此。 解决的办法是把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷的供电线路分开,线性负荷和非线性负荷从同一电源接口点开始由不同的电路馈电,使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去。 ②过零噪声:许多电子控制器要检测电压的过零点,以确定负荷的接通时刻。这样做是为了在电压过零时接通感性负荷不致产生瞬态过电压,从而可减少电磁干扰(EM I)和半导体开关器件上的电压冲击。当在电源上有高次谐波或瞬态过电压时,在过零处电压的变化率就很高且难于判定从而导致误动作。实际上在每个半波里可有多个过零点。 ③中性线过热:在中性点直接接地的三相四线式供电系统中,当负荷产生3N次谐波电流时,中性线上将流过各相3N次谐波电流的和。如当时三相负荷不平衡时,中性线上流经的电流会更大。最近研究实验发现中性线电流会可能大于任何一相的相电流。造成中性线导线发热过高,增加了线路损耗,甚至会烧断导线。 现行的解决措施是增大三相四线式供电系统中中性线的导线截面积,最低要求要使用与相线等截面的导线。国际电工委员会(IEC)曾提议中性线导线的截面应为相线导线截面的200%。 ④变压器温升过高:接线为Yyn的变压器,其二次侧负荷产生3N次谐波电流时,其中性线上除有三相负荷不平衡电流总和外,还将流过3N次谐波电流的代数和,并将谐波电流通过变压器一次侧流入电网。解决上述问题最简单的办法是采用Dyn接线的变压器,使负荷产生的谐波电流在变压器△形绕组中循环,而不致流入电网。 无论谐波电流流入电网与否,所有的谐波电流都会增加变压器的电能损耗,并增加了变压器的温升。 ⑤引起剩余电流断路器的误动作:剩余电流断路器(RCCB)是根据通过零序互感器的电流之和来动作的,如果电流之和大于额定的限值它就将脱扣切断电源。出现谐波时RCC B误动作有两个原因:第一,因为RCC B是一种机电器件,有时不能准确检测出高频分量的和,所以就会误跳闸。第二,由于有谐波电流的缘故,流过电路的电流会比计算所得或简单测得的值要大。大多数的便携式测量仪表并不能测出真实的电流均方根值而只是平均值,然后假设波形是纯正弦的,再乘一个校正系数而得出读数。在有谐波时,这样读出的结果可能比真实数值要低得多,而这就意味着脱扣器是被整定在一个十分低的数值上。 现在可以买到能检测电流均方根值的断路器,再加上真实的均方根值测量技术,校正脱扣器的整定值,便可保证供电的可靠性。

单相斩控式交流调压电源设计

课程设计 课程名称电力电子技术 课题名称单相斩控式交流调压电源设计 专业 班级 学号 姓名 指导教师 2013年1月4日

设计内容与设计要求 一.设计内容 1.设计方案:用PWM控制获得所需要的等效电压或电流波 形。 2.设计包括: 1)IGBT电流、电压额定的选择 2)电力二极管,电抗器电感值的计算 3)输出电压可调 4)驱动电路的设计 5)画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 6)画出程序流程图 7)列出主电路所用元器件的明细表 二.设计要求 1.设计思路清晰,给出整体设计框图; 2.单元电路设计,给出具体设计思路和电路; 3.分析所有单元电路与总电路的工作原理,并给出必要的波 形分析; 4.同一个课题考虑不同的设计方案,并用MATLAB仿真; 5.绘制总电路图; 6.写出设计报告; 主要设计条件 1.输入交流电源: 单相220V f=50Hz 2.输出电压: 电压范围50 V-220V连续可调

说明书格式 1.课程设计封面; 2.任务书; 3.说明书目录; 4.设计总体思路,基本原理和框图; 5.相关计算及器件选型; 6.电路设计;MATLAB 仿真; 7.总结与体会; 8.附录; 9.参考文献; 10.课程设计的原理图。 进度安排 十七周 星期一:下达设计任务书,介绍课题内容与要求; 星期一~~星期五:查找资料,确定设计方案,画出草图。十八周 星期一~~星期二:电路设计,打印出图纸。 星期三:书写设计报告; 星期四:书写设计报告; 星期五:答辩。

目录 第1章概述 (1) 第2章系统总体方案 (2) 2.1 设计总体思路 (2) 2.2 基本工作原理 (2) 2.3系统设计总方案确定 (4) 第3章硬件设计 (5) 3.1 主电路设计 (5) 3.2 控制电路设计 (6) 3.3 主电路计算及元器件参数选型 (7) 3.4 谐波分析 (7) 第4章调试测试与仿真 (10) 4.1 建立仿真模型 (10) 4.2 仿真结果 (11) 第5章总结与体会 (13) 附录 (14) 参考文献: (15) 电气信息学院课程设计评分表 (16)

继电保护二次核相、带负荷试验方法

核相、带负荷实验报告 一、实验介绍 核相:新发电站并网,新变电站投产前,经常要做核相试验,现场所说的核相,包括核对相序和核对相位。核对相序,主要是为了发电机、电动机的正常工作。在电力生产实践中,发电机并网前必须核对相序的试验,相序不对,发电机是无法并网的,强行并网会造成设备损坏。在电网的改造中,也应该注意保持电网原有的相序,以免给用户带来麻烦。(变电站常见的二次核相主要是指在一次同源电压下,核准不同电压互感器感应出的二次电压幅值、相序符合要求,验证电压二次回路接线正确性。) 带负荷:带电负荷校验是建设电力系统时必须开展的一项工作,只有进行负荷校验才能够有效判断竣工后的输电工程、投入使用的新型电力设备是否处于正常工作状态。在进行负荷校验的过程中,控制好继电装置,使其处于可靠运行以及安全运行状态,是保障电力工程当中的一次设备能够投入使用的前提条件,同时也是校验二次设备运行质量的重要途径。此外,在建设电力基础设施的过程中,也必须开展负荷校验工作,只有校验带电负荷,才能够对电力系统当中的接线方式以及保护装置设计方案进行有效检查,便于及时找出错误的接线方式,并完善保护装置设计方案。带负荷试验也是验证电流二次回路接线正确性的重要手段,电流回路有改动的工作在投运前均需进行带负荷试验。 二、实验目的 1. 110kV莫宁变110KV I母PT核相试验; 2. 110kV莫宁变新莫1375线带负荷试验; 3. 220kV乐新变110KV I母线PT进行核相试验,并分析故障的类型。 三、实验器材 万用表、核相矢量分析仪、钳形表、一字螺丝刀 四、实验方法 1.110kV莫宁变110KV I母PT核相试验。对110kV莫宁变110kV母设/PT 并列屏进行操作,先了解并列屏电压、电流回路接线,通过母线压变,使用万用表取莫宁变两条母线三相及三相之间的二次电压,得到数据进行分析。 2. 110kV莫宁变新莫1375线带负荷试验。先记录新莫线1375的功率流动情况,以从母线流到线路为正方向,P=-3 3.44MW,Q=8.56Mvar,线路电流为I=252.57A。对110kV莫宁变#1主变保护屏进行操作。使用核相分析仪分别测量高压侧ABC三相新莫线1375电流以及莫宁变低压侧三相电压以及同相电流与电压的角度差。测试原理图如图1所示。

单相交流调压电路

电力电子课程设计 ——单相交流调压电路 学院:工程学院 班级:12电气2班 姓名:

2015年6月 摘要 本次课程设计,先明确了实验的要求和设计目的设计一个单相交流调压电路。然后根据要求进行电路设计,包括主电路、触发电路。排版等等。设计并发现、解决相应的问题。之后对电路进行了实验仿真,通过仿真实验,再发现其中的问题和不足,进行更改和完善。然后确定实验所需的元器件。确定之后,进行器件的购买,之后进行电路板实物的焊接。焊接后要进行调试。发现和排除错误,调试时,发现了问题,然后经过实验仪器的排错,线路元器件的排错,发现了两处问题,更改之后就正常了。接着是对波形的观察和数据的记录。完成这些后,对数据进行处理,整理结论。最后是我们的心得体会和收获。以及完成报告总结。 关键词主电路触发电路波形负载电压调压

目录 一、设计任务及目的 (4) (一)设计要求任务 (4) (二)设计目的 (4) 二、实验器件、设备及所用软件 (4) (一)实验材料的选择 (5) (二)实验所需设备 (5) (三)所用软件 (5) 三、电路设计方案的设计和选择 (5) (一)方案的确立 (5) (二)实验电路的设计 (6) 1、触发电路的设计 (6) 1.1触发信号的种类 (6) 1.2触发电路的设计 (6) 2、主电路的设计 (9) 四、完整电路图及实物图 (11) 五、实验波形及数据 (12) (一)α=30°时 (12) (二)α=60°时 (13) (三)α=90°时 (15) (四)α=120时 (17) 六、实验数据处理 (19)

七、结论总结 (20) 八、心得体会 (21) 参考文献 (22) 单相交流调压电路 前言 电力电子线路的基本形式之一,即交流—交流变换电路,它是将一种形式的交流电能变换成另一种形式交流电能电路。在进行交流—交流变换时,可以改变交流电的电压、电流、频率或相位等。用晶闸管组成的交流电压控制电路,可以方便的调节输出电压有效值。可用于电炉温控、灯光调节、异步电动机的启动和调速等,也可用作调节整流变压器一次侧电压,其二次侧为低压大电流或高压小电流负载常用这种方法。采用这种方法,可使变压器二次侧的整流装置避免采用晶闸管,只需要二极管,而且可控级仅在一侧,从而简化结构,降低成本。交流调压器与常规的交流调压变压器相比,它的体积和重量都要小得多。交流调压器的输出仍是交流电压,它不是正弦波,其谐波分量较大,功率因数也较低。 一、设计任务及目的 (一)设计要求任务 1.设计一个单相交流调压电路。输入电压为36V交流,输出交流电压可变,带 纯电阻性负载。 2.提出电路设计方案,比较不同的方案并选定方案。 3.完成电路的设计和主要元器件的选择及说明。 4.进行实验仿真及电路板的焊接和测试性能。 5.分析实验数据,得出结论。 (二)设计目的 使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法;掌握各种电力电子变流电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能;熟悉各种电力电子变流装置的

相关文档
最新文档