1.諧波的危害
    諧波是電網(wǎng)的一大公害，因此對電力系統(tǒng)諧波問題的研究越來越引起人們的重視。
1.1 對供配電線路的危害
(1)影響線路的穩(wěn)定運行
   供配電系統(tǒng)中的電力線路與電力變壓器，一般采用電磁式繼電器、感應式繼電器或晶體管繼電器予以檢測保護，使得在故障情況下保證線路與設備的安全。但對于電磁式繼電器與感應式繼電器，諧波含量高時，易使繼電保護誤動作，因而在諧波影響下不能全面有效地起到保護作用。晶體管斷電器雖然具有許多優(yōu)點，但由于采用了整流取樣電路，容易受諧波影響，產(chǎn)生誤動或拒動。因此，諧波將嚴重威脅供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運行。
(2)影響電網(wǎng)的質(zhì)量
    電力系統(tǒng)中的諧波能使電網(wǎng)的電壓與電流波形發(fā)生畸變。如民用配電系統(tǒng)中的中性線，由于熒光燈、調(diào)光燈、計算機等負載，會產(chǎn)生大量的奇次諧波，其中3 次諧波的含量較多，可達40%;三相配電線路中，相線上3 的整數(shù)倍諧波在中性線上會疊加，使中性線的電流值可能超過相線上的電流。另外，相同頻率的諧波電壓與諧波電流要產(chǎn)生同次諧波的有功功率與無功功率，從而降低電網(wǎng)電壓，浪費電網(wǎng)的容量。
1.2 對電力設備的危害
(1)對電容器的危害
    當電網(wǎng)存在諧波時，投入電容器后其端電壓增大，通過電容器的電流增加得更大，使電容器損耗功率增加。對于膜紙復合介質(zhì)電容器，允許有諧波時的損耗功率為無諧波時損耗功率的1.38 倍;對于全膜電容器，允許有諧波時的損耗功率為無諧波時的1.43 倍。如果諧波含量較高，超出電容器允許條件，就會使電容器過電流和過負荷，損耗功率超過上述值，使電容器異常發(fā)熱，在電場和溫度的作用下絕緣介質(zhì)會加速老化。尤其是電容器投入在電壓已經(jīng)畸變的電網(wǎng)中時，可能使電網(wǎng)的諧波加劇，即產(chǎn)生諧波擴大現(xiàn)象。另外，諧波的存在往往使電壓呈現(xiàn)尖頂波形，尖頂電壓波易在介質(zhì)中誘發(fā)局部放電，且由于電壓變化率大，局部放電強度大，對絕緣介質(zhì)能起到加速老化的作用，從而縮短電容器的使用壽命。一般來說，電壓每升高10%，電容器的壽命就會縮短1/2 左右。再者，在諧波嚴重的情況下，還會使電容器鼓肚、擊穿或爆炸。
(2)對電力變壓器的危害
    諧波使變壓器的銅耗增大，其中包括電阻損耗、導體中的渦流損耗與導體外部因漏磁引起的雜散損耗都要增加。諧波還使變壓器的鐵耗增大，這主要表現(xiàn)在鐵芯中的磁滯損耗增加，諧波使電壓的波形變得越差，則磁滯損耗越大。由于以上兩方面的損耗增加，減少變壓器的實際使用容量，或者說在選擇變壓器額定容量時，需要考慮電網(wǎng)中的諧波含量的影響。除此之外，諧波還導致變壓器噪聲增大，變壓器的振動噪聲主要是由于鐵芯的磁滯伸縮引起的。隨著諧波次數(shù)的增加，振動頻率在1KHz 左右的成分使混雜噪聲增加，有時還發(fā)出金屬聲。
(3)對電力電纜的危害
    由于諧波次數(shù)高頻率上升，再加之電纜導體截面積越大集膚效應越明顯，從而導致導體的，阻抗增大，使得電纜的允許通過電流減小。另外，電纜的電阻、系統(tǒng)母線側(cè)及線路感抗與系統(tǒng)串聯(lián)，提高功率因數(shù)用的電容器及線路的容抗與系統(tǒng)并聯(lián)，在一定數(shù)值的電感與電容下可能發(fā)生諧振。
(4)對用電設備的危害
    諧波對異步電動機的影響，主要是增加電動機的附加損耗，降低效率，嚴重時使電動機過熱。尤其是負序諧波在電動機中產(chǎn)生負序旋轉(zhuǎn)磁場，形成與電動機旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，起制動作用，從而減少電動機的出力。另外，電動機中的諧波電流，當頻率接近某零件的固有頻率時還會使電動機產(chǎn)生機械振動，發(fā)出很大的噪聲。
(5)影響電力測量的準確性
    目前采用的電力測量儀表中有磁電型和感應型，它們受諧波的影響較大。特別是電能表(多采用感應型)，當諧波較大時將產(chǎn)生計量混亂，測量不準確。總之，諧波的產(chǎn)生，電網(wǎng)諧波來自于3 個方面：一是電源質(zhì)量不高產(chǎn)生諧波;二是輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波;三是用電設備產(chǎn)生的諧波。其中，用電設備產(chǎn)生的諧波最多。
2.基于傅立葉變換的測量方法
2.1 基于傅立葉變換的測量方法
    采用傅立葉級數(shù)對非正弦連續(xù)時間周期函數(shù)進行分析是諧波分析的基本方法。實際上經(jīng)常把連續(xù)時間信號的一個周期T 等分成N 個點，在等分點進行采樣而得到一系列離散時間信號，然后采用離散傅立葉變換(DFT)或快速傅立葉變換(FFT)的方法進行諧波分析，最終得出所需要的諧波信號。使用此方法測量諧波，精度較高，功能較多，使用方便，是當今應用最廣泛的一種方法，其缺點是需要一定時間的采樣值，且需要進行兩次變換，計算量大，需花費較多的計算時間，檢測的結(jié)果實際上是較長時間前的諧波信號，實時性不好。無法滿足準確的諧波測量要求，因此必須對算法進行改進。
2.2 改進的基于傅立葉變換的測量方法
(1)改進的快速傅立葉算法
    是將基2 分解和基4 分解揉合在一起，而復數(shù)加法次數(shù)相同，另外將采樣的2 個實序列組合成復序列進行變換，將結(jié)果按公式轉(zhuǎn)換為2 個實序列的FFT 變換結(jié)果。模擬實驗表明，此種方法具有檢測實時性好，測量精度高等優(yōu)點，基于此種方法研制的16路電力諧波在線監(jiān)視、分析裝置，諧波測量精度達到2%。
(2)基波有功分量剔除法
    從傅立葉變換出發(fā)，通過檢測負載電流基波有功分量來檢測諧波和無功電流。有畸變電流，其中：iI(t)為單相電路中非線性負荷電流，ifp 為基波電流有功分量，A1 為基波有功分量幅值。該方法由于算法簡單、所用器件少、實時性較高，不僅能適用于單相電路，而且也適用于三相四線制電路。
3.基于瞬時無功功率理論的測量方法
    目前，日本學者 H.Akagi 提出的瞬時無功功率理論為國內(nèi)外許多學者所使用。此理論基于三相三線制電路的。設三相電路各相電壓和電流的瞬時值為ea、eb、ec 和ia、ib、ic，為分析問題方便，把它們變換到兩相正交的坐標系上。經(jīng)過變換可得出α、β兩相瞬時電壓和瞬時電流iα、iβ。其中，在平面上，可以解得三相電路瞬時無功功率q 和瞬時有功功率p。
    以三相瞬時無功功率理論為基礎，計算 q、p 或ip、iq 為出發(fā)點即可得出三相三線制電路諧波檢測的兩種方法，分別稱之為q、p 運算方式和ip、iq 運算方式。這兩種方法的優(yōu)點是當電網(wǎng)電壓對稱且無畸變時，各電流分量的測量電路比較簡單，并且延時小。檢測諧波電流時，因被測量對象電流中諧波構成和采用濾波器的不同，會有不同的延時，但延時最多不超過1 個電源周期。對電網(wǎng)中最典型的諧波源——三相整流器，其檢測的延時約為1/6 周期?？梢姡摲椒ň哂泻芎玫膶崟r性，缺點是硬件多，花費大，實現(xiàn)起來比較繁瑣。
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