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电网谐波测量的分析与研究论文

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电网谐波测量的分析与研究论文

谐波产生的根本原因是由于电网中某些设备和负荷的非线性特性,即所加的电压与产生的电流不成线性(正比)关系而造成的波形畸变。危害:由于谐波的频率较高,使导线的集肤效应加重,因此铜损急剧增加。同时变压器铁心由于不能适应急剧变化的磁通而导致铁损急剧增加。

进行抑制:电力谐波的产生往往与电气设计不合理有着极大的关系,因而要从根本上解决电力谐波问题首先优化电气设计,避免电力谐波的发生。对此,在进行电气设计时需要采取避免谐波的技术对策,例如: 增加整流器脉动数。整流器是电力供电网络中谐波的主要来源。

PWM技术即脉宽调制技术,利用该技术减少谐波的原理是:

1)PWM能使谐波频谱增高从而降低谐波量,可以使得变流器的输入为正弦波;

2)在可控整流后面加接功率因数矫正(PFC),同样可以达到控制输入电流为正弦的目的,同时PFC可以进行相位矫正,使得从电网侧看,负载可等效为线性负载。

扩展资料

在工业和生活用电负载中,阻感负载占有很大的比例。异步电动机、变压器、荧光灯等都是典型的阻感负载。异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例。

电力系统中的电抗器和架空线等也消耗一些无功功率。阻感负载必须吸收无功功率才能正常工作,这是由其本身的性质所决定的。

电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率,特别是各种相控装置。 如相控整流器、相控交流功率调整电路和周波变流器,在工作时基波电流滞后于电网电压,要消耗大量的无功功率。另外,这些装置也会产生大量的谐波电流,谐波源都是要消耗无功功率的。二

极管整流电路的基波电流相位和电网电压相位大致相同,所以基本不消耗基波无功功率。但是它也产生大量的谐波电流,因此也消耗一定的无功功率。

近30年来,电力电子装置的应用日益广泛,也使得电力电子装置成为最大的谐波源。在各种电力电子装置中,整流装置所占的比例最大。

常用的整流电路几乎都采用晶闸管相控整流电路或二极管整流电路,其中以三相桥式和单相桥式整流电路为最多。带阻感负载的整流电路所产生的谐波污染和功率因数滞后已为人们所熟悉。

参考资料来源:百度百科-电力谐波

1、主要在于系统中存在着各种非线性元件,特别是大型的晶闸管变流设备和大型电弧炉,他们产生的高次谐波最为突出。2、谐波的危害,可使电动机、变压器的铁损增加,甚至出现过热现象,缩短使用寿命。还会使电动机转子发生振动,严重影响机械加工质量。对电容器,可发生过负载现象以致损坏。此外,可使电力线路得能耗增加,使计费的感应式电能表计量不准确,使系统的继电保护和自动装置发生误动作,使系统发生电压谐振,并可对附近的通信设备和线路产生信号干扰。3、抑制谐波的措施有:①三相整流变压器采用Y、d或D、y的接线,以消除3的整流倍次高次谐波,这是最基本的措施之一②增加整流变压器二次侧的相数③装设分流滤波器④装设静止型无功补偿装置(SVC)⑤限制系统中接入的变流及交变调压装置的容量⑥提高对大容量非线性设备的供电电压。

原因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(如:电阻)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。用傅立叶分析原理,能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。在电力系统中,谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性,电力系统的某些设备如功率转换器会呈现比较大的背离正弦曲线波形。谐波电流的产生是与功率转换器的脉冲数相关的。6脉冲设备仅有5、7、11、13、17、19 …。n倍于电网频率。功率变换器的脉冲数越高,最低次的谐波分量的频率的次数就越高。其他功率消耗装置,例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3 次谐波( 150 赫兹)。在供电网络阻抗( 电阻) 下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。在供电网络阻抗下产生谐波电压的振幅等于相应谐波电流和对应于该电流频率的供电网络阻抗Z的乘积。次数越高,谐波分量的振幅越低。只要哪里有谐波源那里就有谐波产生。也有可能,谐波分量通过供电网络到达用户网络。例如,供电网络中一个用户工厂的运转可能被相邻的另一个用户设备产生的谐波所干扰。谐波的危害:降低系统容量如变压器、断路器、电缆等加速设备老化,缩短设备使用寿命,甚至损坏设备危害生产安全与稳定浪费电能等。理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围的其他设备产生干扰。在电力电子设备广泛应用以前,人们对谐波及其危害就进行过一些研究,并有一定认识,但那时谐波污染还没有引起足够的重视。近三四十年来,各种电力电子装置的迅速发展使得公用电网的谐波污染日趋严重,由谐波引起的各种故障和事故也不断发生,谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面:加大企业的电力运行成本由于谐波不经治理是无法自然消除的,因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热,从而加大了电力运行成本,增加了电费的支出。降低了供电的可靠性谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖,不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加,而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加,所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热,噪声增大,从而加速绝缘老化,大大缩短了变压器、电动机的使用寿命,降低供电可靠性,极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。引发供电事故的发生电网中含有大量的谐波源(变频或整流设备)以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷,这些电气设备处于经常的变动之中,极易构成串联或并联的谐振条件。当电网参数配合不利时,在一定的频率下,形成谐波振荡,产生过电压或过电流,危及电力系统的安全运行,如不加以治理极易引发输配电事故的发生。导致设备无法正常工作对旋转的发电机、电动机,由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗,从而降低发输电及用电设备的效率,更为严重的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩,可能引起机械共振,造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环,导致设备无法正常工作。引发恶性事故继电保护自动装置对于保证电网的安全运行具有十分重要的作用。但是,由于谐波的大量存在,易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动,特别在广泛应用的微机保护、综合自动化装置中表现突出,引起区域(厂内)电网瓦解,造成大面积停电等恶性事故。导致线路短路电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差,达不到正确指示及计量(计量仪表的误差主要反映在电能表上)。断路器开断谐波含量较高的电流时,断路器的遮断能力将大大降低,造成电弧重燃,发生短路,甚至断路器爆炸。降低产品质量由于谐振波的长期存在,电机等设备运行增大了振动, 使生产误差加大,降低产品的加工精度,降低产品质量。影响通讯系统的正常工作当输电线路与通讯线路平行或相距较近时,由于两者之间存在静电感应和电磁感应,形成电场耦合和磁场耦合,谐波分量将在通讯系统内产生声频干扰,从而降低信号的传输质量,破坏信号的正常传输,不仅影响通话的清晰度,严重时将威胁通讯设备及人身安全。谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致住处丢失,使通信系统无法正常工作。对电网的危害(一)对电力电容器的影响当配电系统非线性用电负荷比重较大,并联电容器组投入时,一方面由于电容器组的谐波阻抗小,注入电容器组的谐波电流大,使电容器过负荷而严重影响其使用寿命,另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感抗相等而发生谐振时,引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而导致损坏。因此,电压谐波和电流谐波超标,都会使电容器的工作电流增大和出现异常,例如,对于常用自愈式并联电容器,其允许过电流倍数是 倍额定电流,当电容器的电流超过这一限制时,将会造成电容器的损坏增加、发热异常、绝缘加速老化而导致使用寿命降低,甚至造成损坏事故。同时,谐波使工频正弦波形发生畸变,产生锯齿状尖顶波,易在绝缘介质中引发局部放电,长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化、自愈性能下降,而容易导致电容器损坏。(二)对电力变压器的影响1.谐波电流使变压器的铜耗增加,引起局部过热,振动,噪声增大,绕组附加发热等。2.谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加,当系统运行电压偏高或三相不对称时,励磁电流中的谐波分量增加,绝缘材料承受的电气应力增大,影响绝缘的局部放电和介质增大。对三角形连接的绕组,零序性谐波在绕组内形成换流,使绕组温度升高。3.变压器励磁电流中含谐波电流,引起合闸涌流中谐波电流过大,这种谐波电流在发生谐振时的条件下对变压器的安全运行将造成威胁。(三)对电力避雷器的影响变电站大容量、高电压的变压器由于合闸涌流的过程时间比较长,能够延续数秒或更长的时间,有时还会引起谐振过电压,并使相关避雷器的放电时间过长而受到损坏。这一问题对选择保护高压滤波器中电感或电容元件用的避雷器参数带来较大的困难。(四)对输电线路的影响1.谐波污染增加了输电线路的损耗。输电线路中的谐波电流加上集肤效应的影响,将产生附加损耗,使得输电线路损耗增加。特别是在电力系统三相不对称运行时,对中性点直接接地的供电系统线损的增加尤为显著。2.谐波污染增大了中性线电流,引起中性点漂移。在低压配电网络中,零序电流和零序性的谐波电流(3次,6次、9次……)不仅会引起中性线电流大大增加,造成过负荷发热,使损耗增加,而且产生压降,引起零电位漂移,降低了供电的电能质量。(五)对电力电缆的影响谐波污染将会使电缆的介质损耗、输电损耗增大,泄漏电流上升,温升增大及干式电缆的局部放电增加,引发单相接地故障的可能性增加。由于电力电缆的分布电容对谐波电流有放大作用,在系统负荷低谷时,系统电压上升,谐波电压也相应升高。电缆的额定电压等级越高,谐波引起电缆介质不稳定的危险性越大,更容易发生故障。(六)对继电保护及自动装置的影响1.对继电保护及自动装置运行环境的影响(1)在谐波严重超标的电弧炉负荷、电气化铁路等谐波含量大的局部电网中会受到影响。(2)频繁出现变压器严重涌流且涌流衰减缓慢的变电站受到涌流产生谐波的干扰。(3)在系统因短路容量太小而可能出现较大谐波电压影响的场所会受到影响。(4)在易发生谐波谐振的配电系统、输电系统、变电站网架近会受到影响。(5)在谐波受到电容器组或其他原因而被放大严重的网络附近会受到影响。2.继电保护及自动装置利用的启动量小利用负序电流或电压、零序电流或电压、差动电流或电压启动会受到谐波的影响。其中利用负序量启动的对谐波的敏感性最大。3.继电器或启动元件本身对谐波敏感(1)晶体管或集成电路保护装置的动作量非常小和动作时间非常少,因此它的启动判据容易受到谐波影响而出现较大的误差。(2)利用信号过零取样的控制系统及利用数据过零点的数字式继电器或微机保护,都会受到谐波的影响和干扰。(七)对继电保护整定的影响继电保护正常运行中,当电源谐波分量较高时,可能会引起过电压保护、过电流保护的误动作。当三相严重不对称时,在正序性谐波或负序性谐波含量较高的情况下,可能对以负序滤过器为启动元件的保护装置产生干扰,而引起误动。如某地电气化铁路通车后,曾发生过由于牵引变电所注入系统大量的谐波和负序电流,引起供电系统电能质量指标严重恶化,多次造成发电机的负序电流保护误动,主变压器的过电流保护装置误动,线路的距离保护振荡闭锁装置误动,高频保护收发讯机误动,母线差动保护误动和故障录波器误动的事故。微机保护装置的大规模使用,使信号中的谐波干扰既可能引起测量误差,又可能对装置关键处理模块的正常工作产生干扰,从而引起保护装置的误动或拒动。如上海宝钢就发生过因电弧炉产生谐波的影响,造成谐波电流对数字型差动保护产生干扰,使差动保护动作跳闸的事故。(八)对电力系统其他运行设备的影响1.对同步发电机的影响。用户的负序电流和谐波电流注入系统内的同步发电机,将产生附加损耗,引起发电机局部发热,降低绝缘强度。同时,由于输出的电压波形中产生附加谐波分量,使负载的同步发电机转子发生扭振,降低其工作寿命。2.对断路器的影响。谐波会使某些断路器的磁吹线圈不能正常工作,断路器的遮断能力降低,不能遮断波形畸变率超过一定限值的故障电流,对中压断路器截断电感电流时可能发生谐频涌波电压和重燃现象,导致断路器触头烧损。3.对消弧线圈的影响。当电网谐波成分较大时,发生单相接地故障,消弧线圈对谐波电流将可能不起作用,在接地点得不到的补偿,从而引发系统的故障扩大。4.对载波通信的影响。高谐波含量对电力载波通信的干扰主要表现在语音通信过程中产生噪声,数据传输失真,降低EMS、DAS实时数据的真实可靠性,造成集中抄表系统中数据出错等故障。(九)对电力用户的影响用电设备对系统电源的污染会影响用电设备自身的可靠性。使用电能质量污染的电源,用电设备又可能成为新的污染源,而危害电力系统和其他用户设备。可能产生的影响包括:对用户电动机产生影响;对用户补偿电容器产生影响;对用户自动控制装置产生影响;对居民生活用电产生影响;对用电安全造成威胁。另外,还包括对电信通信造成影响,对广播、电视及精密制造工业造成干扰和影响,这类干扰和影响有些表现在差模干扰和共模干扰,差模干扰是工频及长线传输分布电容的相互干扰,共模干扰是引起回路对地电位发生变化的干扰,是造成微机控制单元工作不正常的主要原因。(十)对用户电动机的运行影响谐波电流通过交流电动机,使谐波附加损耗明显增加,引起电动机过热,机械振动和噪声增大。当三相电压不对称时,定子绕组上产生负序电流,并励磁产生负序旋转磁场,该制动磁场降低了电机的最大转矩和过载能力,增加铜损,并且负序过电流可以将电机定子绕组烧毁。负序性的谐波分量(5次、11次等)对电机的影响与负序电压的效果一样。当产生电压波动的主要低频分量与电机机械振动的固有频率一致时,诱发谐振,会使电动机造成损坏。(十一)对用户补偿电容器的影响电网无功配置容量中电容器所占比例最大,其中用户电容器约占全部电容器的2/3。这部分电容器的设计大多只考虑无功补偿量,不考虑装设点电能质量的实际污染情况,因此,运行点电能质量指标低时,常造成一些事故,如补偿装置投不上、电容器使用寿命降低、电容器保护熔丝熔断,甚至发生串并联谐振,引发电容器的谐波过电压与过电流,导致电容器爆炸等。另外,由于用户电容器的管理按平均功率因数进行考核,电容器很少按电网实际运行情况投切,甚至只投不切,无形中使电网电压失去了应有的调节裕度,使电压偏差等电能质量指标难以控制。(十二)对用户自动控制装置的影响随着数字控制技术的大规模使用,很多精密负载对受电电能质量指标提出了更高的要求。电能质量污染对这类设备的危害主要有三个方面,即在设备的检测模块中引入畸变量、干扰正常的分析计算、导致错误的输出结果。另外还会对设备的硬件,如精密电机、开关电源等造成不可逆转的损坏。干扰负载的保护回路,造成误动作等。

电力系统谐波测量毕业论文

你具体也没有说你的要求,以下给你提供几个相关的题目和内容,你可以作为参考,希望会对你有所帮助。 10kV输电线接地故障仿真平台 电梯控制系统设计 福佳商城1号楼电气照明设计 锦州6×200MW火电厂一期工程电气部分初步设计 微机无功补偿装置设计 60KV降压变电站设计 辽宁工业大学变电所电气部分设计 医疗呼叫系统设计 河东降压变电所电气部分设计 110kV/35kV变电站电气主接线设计 ........................ 范例:介质损耗角检测系统的研究与设计 摘要:电力系统中检测高压设备的运行可靠性和发现电气绝缘方面缺陷,介质损耗角的测量必不可少。介质损耗角是一项反映 高压电气设备 绝缘性能的重要指标。本文介绍了介质损耗角的基本概念和其意义,简单分析了 介质损耗角检测系统 的传统方法,详细介绍了测量介损角的数字测量方法——基波相位分离法。提出了一种非同步采样条件下采用基波相位分离法的补偿算法,即采用等时间间隔电压、电流信号进行采样,同时对信号周期波动产生的误差进行补偿。基于该算法合理配置测量系统的硬件实现方案。采用美国国家仪器公司(NI)研制开发的实验室虚拟仪器工程平台LabVIEW,对其进行仿真和试验。仿真和试验结果表明该算法在增加较少运算量的同时提高了介质损耗角的测量精度。开发出的测量系统很好的实现了电容型设备介质损耗角的在线检测,它突破了传统检测方法在数据处理、显示等方面的限制,并具备很高的智能度和性价比。 关键词:介质损耗角;虚拟仪器;labVIEW;非同步采样算法 Research and design of measurement system of dielectric loss angle Abstract :It is indispensable to measure the dielectric loss angle in the process of measuring the working security of electric equipment and discovering the defect of electrical insulation in the system of electric power. The dielectric loss plays an important role to reflect the insulated property of high voltage electric equipment. The concept and significance of dielectric loss angle is introduced in this paper. The traditional methods and a digital method called fundamental harmonic phase separation of measurement of dielectric loss angle is analyzed. An algorithm for fundamental harmonic phase separation under asynchronous sampling is gave that the voltage and current signals were sampled by equal time intervals and errors caused by the signal period fluctuation were compensated. The hardware implementation for a measuring system based on the algorithm was described in this paper. The scheme is simulated and tested by LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench), which is invented by NI co. The results of simulation and tests show that measuring system invented implement measurement of electric capacity equipment on line. It breaks the limit of handling and showing data in the traditional measurement, which has higher intelligent ability and ratio between property and price. Key words: dielectric loss angle; virtual instruments; LabVIEW ; asynchronous sampling 1 绪论 电气设备的绝缘故障及其危害性 电气设备是组成电力系统的基本元件,是保证供电可靠性的基础[1]。无论是大型关键设备如发电机、变压器,还是小型设备如电力电容器、绝缘子等,一旦发生失效,必将引起局部甚至全部地区的停电。而导致设备失效的主要原因是其绝缘性能的劣化。绝缘劣化有很多原因,不仅电应力可引起绝缘劣化,导致绝缘故障,而且机械力或热的作用,或者和电场的共同作用,最终也会发展为绝缘性故障。例如,变压器短路故障产生的巨大电磁力会引起绕组变形,使绝缘受损而导致发生匝间击穿;变压器内局部过热可导致油温上升,使绝缘过热而发生裂解,最后发展为放电性绝缘故障。鉴于绝缘故障在电力故障中所占的比重及其后果的严重性,电力运行部门历来十分重视电气设备的绝缘监督。 目前在线监测绝缘状况在国内外发展及趋势 20世纪60年代,美国最先开发监测和诊断技术,成立了庞大的故障研究机构。在20世纪60年代初,美国即已使用可燃气体总量(TCG)检测装置,来测定变压器储油柜油面上的自由气体,以判断变压器的绝缘状态,但这种装置对潜伏性故障无能为力。针对这一局限性,日本等国研究使用气相色谱仪,在分析自由气体的同时,分析油中溶解气体,有利于发现早期故障。但其主要缺点是要取油样,需要在实验室进行分析,试验时间长,故不能在线连续监测。20世纪70年代中期,能使油中气体分离的高分子塑料渗透膜的发明和应用,解决了在线连续监测问题。20世纪70年代以来,前苏联的在线监测技术发展也很快,特别是电容性设备绝缘监测和局部放电的在线监测。自20世纪80年代,我国在线监测技术也得到了迅速发展,各省电力部门都研制了电容性设备的监测装置,主要监测电力设备的介质损耗、电容值、三相不平衡电流[2]。从国内外发展状况的总体来看,目前多数监测系统的功能还比较单一。今后在线监测技术的发展趋势应是: (1)多功能多参数的综合监测和诊断,即同时监测能反映其电气设备绝缘多个特征 参数。 (2)对电站或变电站的整个电气设备实行集中监测和诊断,形成一套完整的分布式 在线监测系统。 (3)不断提高监测系统的可靠性和灵敏度。 (4)在不断积累监测数据和诊断经验的基础上,发展人工智能技术,建立人工神经 网络专家系统,实现绝缘诊断的自动化。 目录 摘要…………………………………………….……………………………….………Ⅰ ABSTRACT…………………………………………………………………………..….Ⅱ 1 绪论………………………………………………………………….………..……..……..1 电气设备的绝缘故障及其危害性……………………………………………………. 1 在线监测绝缘状况在国内外的发展及趋势……………………………………………1 介质损耗及介质损耗角…………………………………………………………………2 介质损耗的概念…………………………………………………………………. 2 介质损耗的基本形式…………………………………………………………… .2 介质损耗角………………………………………………………………………..2 介质损耗检测的意义及其注意问题.…………………….……………………………3 2 虚拟仪器简介 5 虚拟仪器概述…………………………………………………………………………...5 虚拟仪器的特点 5 虚拟仪器技术的发展 6 虚拟仪器的分类……………………………………………………………………….6 虚拟仪器的应用 8 虚拟仪器技术的三个组成部分……………………………………………………….8 虚拟仪器技术的四大优势. ………………………………………………………….9 3 LABVIEW开发平台 11 LABVIEW 的发展 11 LABVIEW的结构 11 LabVIEW的优势……………………………………………………………………..13 4 介质损耗检测方法 15 电桥法 15 伏安法 16 自由轴法 17 相位差法 17 过零点电压比较法…………………………………………………………………..18 基波相位分离法……………………………………………………………………..19 介质损耗角的异频检测……………………………………………………………..20 5 基于基波相位分离法的非同步采样补偿算法 21 6基于非同步采样补偿算法的在线检测VI设计 23 虚拟信号发生器的设计 23 虚拟正弦电压、电流信号设计 24 波形采样和测量模块 27 公式运算模块 28 程序线路连接图 29 介质损耗角的仿真测量 32 7 介质损耗角检测系统的设计……………………………………….……………. 33 系统的总体结构……………………………………………………………………. 33 信号采集……………………………………………………………………………. 33 信号处理……………………………………………………………………………. 33 信号传输与通信…………………………………………………………………….. 34 数据分析与判断和数据显示………………………………………..……..…….. 34 结论………….……….……………………………………………………………….……..35 致谢………………………….………….…………………………………….……………..36 参考文献 37 参考文献 [1]王昌长,李福棋,高胜友.电力设备的在线监测与故障诊断[M].北京:清华大学出版社,2006:4-6. 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[14]侯跃谦,李慧,石玉祥.虚拟仪器在检测技术教学中的应用[J].长春大学学报,2006,16(4):29-31. 作者点评通过以上的介绍和分析,可得到以下结论: (1)通过基波相位分离法可以有效的消除直流分量和谐波分量的影响,得到基波分量的幅值和相位信息。 (2)非同步采样补偿算法很好的解决了基波相位分离法对于被测信号必须是采样信号周期的整数倍的苛刻要求,在增加较少运算量的同时提高的测量精度。 (3)利用NI公司开发的虚拟仪器平台LabVIEW可以实现这个算法,不仅提高了仪器的智能化程度和测试性能,还方便操作,具有良好的推广价值。..................以上内容均摘自 因字数限制,只能给你复制这么多,其余的你自己去看吧,网址也都告诉你了。希望可以帮到你。这家网站的信誉是绝对没有问题的,我的毕业论文就是从这里下载的。祝你好运!!!!!!1

《电力系统谐波--基本原理、分析方法和滤波器设计》奥地利George 著,徐政译译者说:本书有两个显著特点,第一个特点是理论阐述深入浅出,重要概念反复提示,公式推导详尽细致;第二个特点是资料收集完备系统,应用实例非常丰富,可操作性极强,很多实际工程问题完全可以仿照书中的实例得到解决。因此本书可作为学习和研究谐波问题的教材,也可以作为解决工程实际问题的参考手册。

机加工自动线电气控制系统设计 论文编号:ZD452 论文字数:16496,页数:55,有开题报告,任务书,文献综述 摘要:本机加工自动线仿真与控制系统由仿真计算机、PLC控制系统及PLC与仿真计算机之间的通讯接口装置三部分组成。 本设计主要介绍了系统的机械和液压原理、设计要求、控制方案的确定、硬件部分设计和软件部分设计等几个部分。 硬件设计介绍了PLC型号的选择、PLC的输出元件及其分配情况以及PLC输出元件型号的选择。 软件设计主要介绍了单机半自动程序、单机工步程序和全线自动回原点程序的设计。 关键词:可编程序控制器;机加工自动线;程序设计;控制系统 Abstract:This machine tooling transfer machine emulation and control system are made up of emulation computer, PLC control system and PLC and emulation three parts of device of interface of communication of computer. The design introduces systematic machinery and hydraulic pressure principle, designing requirement, control sureness, hardware design and software design. The hardware design introduces how to choose the type of PLC in the design,the output elements of PLC with their distribution,and how to choose the type of the output elements of PLC. The software design introduces the half automation of single machine working,the procedure of single machine working step and the design of the whole line come back to the origin automatic. Keyword: Programmable Logic controller; Transfer machine of machine tooling; procedure design; control system 目录 摘要Ⅰ Abstract Ⅰ 第1章 机加工自动线电气控制系统概述 1 机加工自动线的基本结构、用途和工作原理 1 机加工自动线液压传动系统的工作原理 2 输送带传送部分液压工作原理 2 定位、夹紧机构液压传动部分工作原理 3 铣端面动力头液压传动部分工作原理 4 镗孔动力头液压传动部分工作原理 4 钻孔动力头液压传动部分工作原理 5 扩孔动力头液压传动部分工作原理 5 攻丝动力头液压传动部分工作原理 6 转位升降机构液压传动部分工作原理 6 检查机构液压传动部分工作原理 7 深孔钻动力头 7 机加工自动线电气控制系统的设计要求 8 对工作状态的要求 8 对单机控制的要求 8 对特殊环节的要求 9 第2章 控制方案的确定 10 机加工自动线控制系统方案的确定 10 控制方案的分析 10 控制方案的确定 11 第3章 硬件部分的设计 12 PLC输出元件型号的选择 12 热继电器的选择 12 接触器的选择 12 电铃和蜂鸣器的选择 12 电磁阀的选择 12 指示灯的选择 12 PLC输出元件的分配 13 PLC型号的选择 17 第4章 PLC控制系统的软件设计 19 软件的组成及作用 19 单机半自动程序 20 全线自动回原点程序 24 单机工步程序 24 结束语 27 参考文献 28 小结与致谢 29 附录A 程序清单 30 附录B 全线自动回原点顺序功能图 48 附录C 电器底板元件布置图 49 附录D 电器底板元件加工图 50 附录E 电器底板元件接线图 51 以上回答来自:

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电力系统谐波的分析毕业论文

为解决供电紧张,一方面要建设许多新的电厂和输电线路,另一方面要高效利用现有的电力资源,减少电力损耗。谐波是导致电力损耗增加,供电质量下降的重要因素。 发展带来供电紧张。降低变压器有效出力, 谐波会大大增加电力变压器的铜损和铁损。谐波导致的噪声,会使变电所的噪声污染指数超标,影响工作人员的身心健康。对于电力电容器,谐波会导致端电压升高,损耗加大,电容器发热,加速老化,从而缩短使用寿命。 1 电力系统谐波的基本特性和测量其频率是基波频率的整数倍数。理论上看, 谐波是一个周期电气量的正弦波分量。非线性负荷是配电网谐波的主要发生因素。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。还可能发生低于基频的次谐波, 非线性负荷除了发生基频整次谐波外。或高于基波的非整数倍谐波。电力系统中泛起系统短路、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、稳定谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。因其多样性和随机性,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尺度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丈量。通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。一般来说, 实际工作中。将用户接入公用电网的公共连接点作为谐波监测点,丈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,取得谐波丈量资料 更多参考请访问三七毕业设计论文资料网 专业的计算机毕业设计网站 希望能帮到你的忙。

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谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。“谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国,由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。到了50年代和60年代,由于高压直流输电技术的发展,发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来,由于电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议,不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1) 称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。谐波实际上是一种 干扰量,使电网受到“污染”。电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制,其频率范围一般 为2≤n≤40。 在工业和生活用电负载中,感性负载占有很大的比例。异步电动机、变压器、荧光灯等都是典型的阻感负载。异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例。电力系统中的电抗器和架空线等也消耗一些无功功率。阻感负载必须吸收无功功率才能正常工作,这是由其本身的性质所决定的。电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率,特别是各种相控装置。 如相控整流器、相控交流功率调整电路和周波变流器,在工作时基波电流滞后于电网电压,要消耗大量的无功功率。另外,这些装置也会产生大量的谐波电流,谐波源都是要消耗无功功率的。二极管整流电路的基波电流相位和电网电压相位大致相同,所以基本不消耗基波无功功率。但是它也产生大量的谐波电流,因此也产生一定的无功功率。近30年来,电力电子装置的应用日益广泛,也使得电力电子装置成为最大的谐波源。在各种电力电子装置中,整流装置所占的比例最大。常用的整流电路几乎都采用晶闸管相控整流电路或二极管整流电路,其中以三相桥式和单相桥式整流电路为最多。带阻感负载的整流电路所产生的谐波污染和功率因数滞后已为人们所熟悉。直流侧采用电容滤波的二极管整流电路也是严重的谐波污染源。这种电路输入电流的基波分量相位与电源电压相位大体相同,因而基波功率因数接近1。 但其输入电流的谐波分量却很大,给电网造成严重污染,也使得总的功率因数很低。另外,采用相控方式的交流电力调整电路及周波变流器等电力电子装置也会在输入侧产生大量的谐波电流。(1)发电源质量不高产生谐波发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称,铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因,发电源多少也会产生一些谐波,但一般来说很少。(2)输配电系统产生谐波输配电系统中主要是电力变压器产生谐波,由于变压器铁心的饱和,磁化曲线的非线性,加上设计变压器时考虑经济性,其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上,这样就使得磁化电流呈尖顶波形,因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高,变压器工作点偏离线性越远,谐波电流也就越大,其中3次谐波电流可达额定电流。(3)用电设备产生的谐波:晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用,给电网造成了大量的谐波。我们知道,晶闸管整流装置采用移相控制,从电网吸收的是缺角的正弦波,从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波,显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路,在接感性负载时则含有奇次谐波电流,其中3次谐波的含量可达基波的30%;接容性负载时则含有奇次谐波电压,其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器,变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流;如果是12脉冲整流器,也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明:由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%,这是最大的谐波源。变频装置。变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中,由于采用了相位控制,谐波成份很复杂,除含有整数次谐波外,还含有分数次谐波,这类装置的功率一般较大,随着变频调速的发展,对电网造成的谐波也越来越多。电弧炉、电石炉。由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料,使得燃烧不稳定,引起三相负荷不平衡,产生谐波电流,经变压器的三角形连接线圈而注入电网。其中主要是2 7次的谐波,平均可达基波的8% 20%,最大可达45%。气体放电类电光源。荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。分析与测量这类电光源的伏安特性,可知其非线性十分严重,有的还含有负的伏安特性,它们会给电网造成奇次谐波电流。家用电器。电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等,因具有调压整流装置,会产生较深的奇次谐波。在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中,因不平衡电流的变化也能使波形改变。这些家用电器虽然功率较小,但数量巨大,也是谐波的主要来源之一。理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围的用电设备造成影响。电力电子设备广泛应用以前,人们对谐波及其危害就进行过一些研究,并有一定认识,但那时谐波污染还没有引起足够的重视。近三四十年来,各种电力电子装置的迅速发展使得公用电网的谐波污染日趋严重,由谐波引起的各种故障和事故也不断发生,谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。(1)谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率,大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。(2)谐波影响各种电气设备的正常工作。 谐波对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以至损坏。(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述(1)和(2)的危害大大增加,甚至引起严重事故。(4)谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不准确。(5)谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致住处丢失,使通信系统无法正常工作。 谐波简单地说,就是一定频率的电压或电流作用于非线性负载时,会产生不同于原频率的其它频率的正弦电压或电流的现象。纹波是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。它们虽然在概念上不是一回事,但它们之间有联系。如电源上附加的纹波在用电器上很容易产生各频率的谐波;电源中各频率谐波的存在无疑导致电源中纹波成分的增加。除了在电路中我们所需要产生谐波的情况以外,它主要有以下主要危害:1、使电网中发生谐振而造成过电流或过电压而引发事故;2、增加附加损耗,降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率;3、使电气设备(如旋转电机、电容器、变压器等)运行不正常,加速绝缘老化,从而缩短它们的使用寿命;4、使继电保护、自动装置、计算机系统及许多用电设备运转不正常或不能正常动作或操作;5、使测量和计量仪器、仪表不能正确指示或计量;6、干扰通信系统,降低信号的传输质量,破坏信号的正常传递,甚至损坏通信设备。纹波的害处:1、容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生较多的危害;2、降低了电源的效率;3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器;4、会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;5、会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作。总之,它们在我们不需要的地方出现都是有害的,需要我们避免的。对于如何抑制和去除谐波和纹波的方式方法有很多,但想完全消除,似乎是很难办到的,我们只有将其控制在一个允许的范围之内,不对环境和设备产生影响就算达到了我们的目的。电力网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势,如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源(UPS) 、节能荧光灯系统等,这些非线性负载将导致电网污染,电力品质下降,引起供用电设备故障, 甚至引发严重火灾事故等。电力污染及电力品质恶化主要表现在以下方面:电压波动、浪涌冲击、谐 波、三相不平衡等。1.电源 污染的危害电源污染会对用电设备造成严重危害,主要有: 干扰通讯设备、计算机系统等电子设备的正常工作,造成数据丢失或死机。 影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能, 造成噪声干扰和图像紊乱。 引起电气自动装置误动作,甚至发生严重事故。 使电气设备过热,振动和噪声加大,加速绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。 造成灯光亮度的波动(闪变),影响工作效益。 导致供电系统功率损耗增加。 电压波动及闪变电压波动是指多个正弦波的峰值,在一段时间内超过(低于)标准电压值,大约从半周波到几百个周波,即从10MS到秒, 包括过压波动和欠压波动。普通避雷器和过电压保护器,完全不能消除过压波动,因为它们是用来消除瞬态脉冲的。普通避雷器在限压动作时有相当大的电阻值,考虑到其额定热容量(焦尔),这些装置很容易被烧毁,而无法提供以后的保护功能。这种情况往往很容易忽视掉,这是导致计算机、控制系统和敏感设备故障或停机的主要原因。另一个相反的情况是欠压波动,它是指多个正弦波的峰值,在一段时间内低于标准电压值,或如通常所说:晃动或降落。长时间的低电压情况可能是由供电公司造成或由于用户过负载造成,这种情况可能是事故现象或计划安排。更为严重的是失压,它大多是由于配电网内重负载的分合造成,例如大型电动机、中央空调系统、电弧炉等的启停以及开关电弧、保险丝烧断、断路器跳闸等,这些都是通常导致电压畸变的原因。大型用电设备的频繁启动导致电压的周期性波动,如电焊机、冲压机、吊机、电梯等,这些设备需要短时冲击功率,主要是无功功率。电压波动导致设备功率不稳,产品质量下降;灯光的闪变引致眼睛疲劳,降低工作效率。浪涌冲击浪涌冲击是指系统发生短时过(低)电压,即时间不超过1毫秒的电压瞬时脉冲,这种脉冲可以是正极性或负极性,可以具有连串或振荡性质。它们通常也被叫作:尖峰、缺口、干扰、毛刺或突变。电网中的浪涌冲击既可由电网内部大型设备(电机、电容器等)的投切或大型晶闸管的开断引起,也可由外部雷电波的侵入造成。浪涌冲击容易引起电子设备部件损坏,引起电气设备绝缘击穿;同时也容易导致计算机等设备数据出错或死机。谐波线性负载,例如纯电阻负载,其工作电流的波形与输入电压的正弦波形完全相同,非线性负载,例如斩波直流负载,其工作电流是非正弦波形。传统的线性负载的电流/电压只含有基波(50Hz),没有或只有极小的谐波成分,而非线性负载会在电力系统中产生可观的谐波。谐波与电力系统中基波叠加,造成波形的畸变,畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。非线性负载产生陡峭的脉冲型电流,而不是平滑的正弦波电流,这种脉冲中的谐波电流引起电网电压畸变,形成谐波分量,进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流。计算机是此类非线性负载之一,象绝大多数办公室电子设备一样,计算机装有一个二极管/电容型的供电电源,这类供电电源仅在交流正弦波电压的峰值处产生电流,因此产生大量的三次谐波电流(150Hz)。其它产生谐波电流的设备主要有:电动机变频调速器,固态加热器,和其他一些产生非正弦波变化电流的设备。荧光灯照明系统也是一个重要的谐波源,在普通的电磁整流器灯光电路中,三次谐波的典型值约为基波(50Hz)值的13%-20%。而在电子整流器灯光电路中,谐波分量甚至高达80%。非线性负载所产生的谐波电流会影响电力系统的多个工作环节,包括变压器,中性线,还有电动机,发电机和电容器等。谐波电流会导致变压器,电动机和备用发电机的运行温度(K参数)严重升高。中性线上的过电流(由谐波和不平衡引起)不仅会使导线温度升高,造成绝缘损坏,而且会在三相变压器线圈中产生环流,导致变压器过热。无功补偿电容器会因电网电压谐波畸变而产生过热,谐波将导致严重过流;另外,电容器还会与电力系统中的电感性元件形成谐振电路,这将导致电容器两端的电压明显升高,引致严重故障。照明装置的启辉电容器对于由高频电流引起的过热也是十分敏感的,启辉电容器的频繁损坏显示了电网中存在谐波的影响。谐波还会引起配电线路的传输效率下降,损耗增大,并干扰电力载波通讯系统的工作,如电能管理系统(EMS)和时钟系统。而且,谐波还会使电力测量表计,有功需量表和电度表的计量误差增大。三相不平衡三相不平衡会在中性线上产生过电流(由谐波和不平衡引起)不仅会使导线温度升高,甚至引发严重火灾事故等。电网中三相间的不平衡电流是普遍存在的,在城市民用电网及农用电网中由于大量单相负荷的存在,三相间的电流不平衡现象尤为严重。对于三相不平衡电流,除了尽量合理地分配负荷之外几乎没有什么行之有效的解决办法。正因为找不到解决问题的有效办法,因此反而不被人们所重视,也很少有人进行研究。电网中的不平衡电流会增加线路及变压器的铜损,增加变压器的铁损,降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行,会造成三相电压不平衡因而降低供电质量,甚至会影响电能表的精度而造成计量损失。理论研究证明:在输出同样功率的情况下,三相电流平衡时变压器及线路的铜损最小,也就是说:三相不平衡现象增加了变压器及线路的铜损。不平衡电流对系统铜损的影响设某系统的三相线路及变压器绕组的总电阻为R。如果三相电流平衡,IA=100A,IB=100A,IC=100A,则总铜损=1002R+1002R+1002R=30000R。如果三相电流不平衡,IA=50A,IB=100A,IC=150A,则总铜损=502R+1002R+1502R=35000R,比平衡状态的铜损增加了17%。在更为严重的状态下,如果IA=0A,IB=150A,IC=150A,则总铜损=1502R+1502R=45000R,比平衡状态的铜损增加了50%。在最严重的状态下,如果IA=0A,IB=0A,IC=300A,则总铜损=3002R=90000R,比平衡状态的铜损增加了3倍。不平衡电流对变压器的影响现有的10/的低压配电变压器多为Yyn0接法三相三柱铁心的变压器。这种类型的变压器,当二次侧负荷不平衡且有零线电流时,零线电流即为零序电流,而在一次侧由于无中点引出线因此零序电流无法流通,故零序电流不能安匝平衡,对铁心而言,有一个激磁零序电流,它受零序激磁阻抗控制,根据磁路的设计,这一零序激磁阻抗较大,零序电流使相电压的对称受到影响,中性点会偏移。由计算得知,当零线电流为额定电流的25%时,中性点移位约为额定电压的7%。国家标准GB50052-95第条规定: “当选用Yyn0结线组别的三相变压器,其由单相不平衡负荷引起的电流不得超过低压绕组额定电流的25%,且其中一相的电流在满载时不得超过额定电流值。”由于上述规定,限制了Yyn0结线配电变压器接用单相负荷的容量,也影响了变压器设备能力的充分利用。并且,对三相三柱的磁路而言,零序磁通不能在磁路内成回路,必须在油箱壁及紧固件内形成回路,而油箱壁及紧固件内的磁通会产生较大的涡流损耗,因而使变压器的铁损增加。当零序电流过大导致零序磁通过大时,由于中性点漂移过大会引起某些相电压过高而导致铁心磁饱和,使铁损急剧增加,加上紧固件过热等因素,可能会发生任何一相电流均未过载而变压器却因局部过热而损坏的事故。由于Yyn0结线组的配电变压器与的零序激磁阻抗较大,因此零线电流会造成较大的电压变化,形成比较严重的三相电压不平衡现象,不但影响单相用户,对三相用户的影响更大 。三相负荷不平衡的危害对配电变压器的影响(1)三相负荷不平衡将增加变压器的损耗:变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。正常情况下变压器运行电压基本不变,即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化,且与负荷电流的平方成正比。当三相负荷不平衡运行时,变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。从数学定理中我们知道:假设a、b、c 3个数都大于或等于零,那么a+b+c≥33√abc 。当a=b=c时,代数和a+b+c取得最小值:a+b+c=33√abc 。因此我们可以假设变压器的三相损耗分别为:Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R,式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流,R为变压器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下:Qa+Qb+Qc≥33√〔(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)〕由此可知,变压器的在负荷不变的情况下,当Ia=Ib=Ic时,即三相负荷达到平衡时,变压器的损耗最小。则变压器损耗:当变压器三相平衡运行时,即Ia=Ib=Ic=I时,Qa+Qb+Qc=3I2R;当变压器运行在最大不平衡时,即Ia=3I,Ib=Ic=0时,Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R);即最大不平衡时的变损是平衡时的3倍。(2)三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果:上述不平衡时重负荷相电流过大(增为3倍),超载过多,可能造成绕组和变压器油的过热。绕组过热,绝缘老化加快;变压器油过热,引起油质劣化,迅速降低变压器的绝缘性能,减少变压器寿命(温度每升高8℃,使用年限将减少一半),甚至烧毁绕组。(3)三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大,局部金属件温升增高:在三相负荷不平衡运行下的变压器,必然会产生零序电流,而变压器内部零序电流的存在,会在铁芯中产生零序磁通,这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件,则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热,致使变压器局部金属件温度异常升高,严重时将导致变压器运行事故。 对高压线路的影响(1)增加高压线路损耗:低压侧三相负荷平衡时,6~10k V高压侧也平衡,设高压线路每相的电流为I,其功率损耗为: ΔP1 = 3I2R低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧,在最大不平衡时,高压对应相为,另外两相都为 I,功率损耗为:ΔP2 = 2()2R+()2R = =(3I2R);即高压线路上电能损耗增加。(2)增加高压线路跳闸次数、降低开关设备使用寿命:我们知道高压线路过流故障占相当比例,其原因是电流过大。低压电网三相负荷不平衡可能引起高压某相电流过大,从而引起高压线路过流跳闸停电,引发大面积停电事故,同时变电站的开关设备频繁跳闸将降低使用寿命。 对配电屏和低压线路的影响(1)三相负荷不平衡将增加线路损耗:三相四线制供电线路,把负荷平均分配到三相上,设每相的电流为I,中性线电流为零,其功率损耗为: ΔP1 = 3I2R在最大不平衡时,即某相为3I,另外两相为零,中性线电流也为3I,功率损耗为:ΔP2 = 2(3I)2R = 18I2R = 6(3I2R);即最大不平衡时的电能损耗是平衡时的6倍,换句话说,若最大不平衡时每月损失1200 kWh,则平衡时只损失200 kWh,由此可知调整三相负荷的降损潜力。(2)三相负荷不平衡可能造成烧断线路、烧毁开关设备的严重后果:上述不平衡时重负荷相电流过大(增为3倍),超载过多。由于发热量Q=,电流增为3倍,则发热量增为9倍,可能造成该相导线温度直线上升,以致烧断。且由于中性线导线截面一般应是相线截面的50%,但在选择时,有的往往偏小,加上接头质量不好,使导线电阻增大。中性线烧断的几率更高。同理在配电屏上,造成开关重负荷相烧坏、接触器重负荷相烧坏,因而整机损坏等严重后果。 对供电企业的影响供电企业直管到户,低压电网损耗大,将降低供电企业的经济效益,甚至造成供电企业亏损经营。农电工承包台区线损,线损高农电工奖金被扣发,甚至连工资也得不到,必然影响农电工情绪,轻则工作消极,重则为了得到钱违法犯罪。变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏,一方面增大供电企业的供电成本,另一方面停电检修、购货更换造成长时间停电,少供电量,既降低供电企业的经济效益,又影响供电企业的声誉。 对用户的影响三相负荷不平衡,一相或两相畸重,必将增大线路中的电压降,降低电能质量,影响用户的电器使用。变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏,影响用户供电,轻则带来不便,重则造成较大的经济损失,如停电造成养殖的动植物死亡,或不能按合同供货被惩罚等。中性线烧断还可能造成用户大量低压电器被烧毁的事故。

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为解决供电紧张,一方面要建设许多新的电厂和输电线路,另一方面要高效利用现有的电力资源,减少电力损耗。谐波是导致电力损耗增加,供电质量下降的重要因素。 发展带来供电紧张。降低变压器有效出力, 谐波会大大增加电力变压器的铜损和铁损。谐波导致的噪声,会使变电所的噪声污染指数超标,影响工作人员的身心健康。对于电力电容器,谐波会导致端电压升高,损耗加大,电容器发热,加速老化,从而缩短使用寿命。 1 电力系统谐波的基本特性和测量其频率是基波频率的整数倍数。理论上看, 谐波是一个周期电气量的正弦波分量。非线性负荷是配电网谐波的主要发生因素。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。还可能发生低于基频的次谐波, 非线性负荷除了发生基频整次谐波外。或高于基波的非整数倍谐波。电力系统中泛起系统短路、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、稳定谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。因其多样性和随机性,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尺度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丈量。通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。一般来说, 实际工作中。将用户接入公用电网的公共连接点作为谐波监测点,丈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,取得谐波丈量资料 更多参考请访问三七毕业设计论文资料网 专业的计算机毕业设计网站 希望能帮到你的忙。

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谐波研究论文

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变频器构成的交流调速系统普遍存在的问题是,系统运行在低频区域时,其性能不够理想,主要表现在低频启动时启动转矩小,造成系统启动困难甚至无法启动。由于变频器的非线性产生的高次谐波,引起电动机的转距脉动及电动机发热,并且电动机运行噪声也加大。低频稳态运行时,受电网电压波动或系统负载的变化及变频器输出电压波形的奇变,将造成电动机的抖动。当变频器距电动机距离较大时及高次谐波对控制电路的干扰,极易引起电动机的爬行。由于上述各种现象,严重降低由变频器构成的调速系统的调速特性和动态品质指标,本文对系统的低频机械特性和变频器的低频特性进行分析,提出采取相应的措施,以使系统的低频运行特性能得以改善。 留下邮箱,我把正文发给你。

谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。“谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国,由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。到了50年代和60年代,由于高压直流输电技术的发展,发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来,由于电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议,不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1) 称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。谐波实际上是一种 干扰量,使电网受到“污染”。电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制,其频率范围一般 为2≤n≤40。 在工业和生活用电负载中,感性负载占有很大的比例。异步电动机、变压器、荧光灯等都是典型的阻感负载。异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例。电力系统中的电抗器和架空线等也消耗一些无功功率。阻感负载必须吸收无功功率才能正常工作,这是由其本身的性质所决定的。电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率,特别是各种相控装置。 如相控整流器、相控交流功率调整电路和周波变流器,在工作时基波电流滞后于电网电压,要消耗大量的无功功率。另外,这些装置也会产生大量的谐波电流,谐波源都是要消耗无功功率的。二极管整流电路的基波电流相位和电网电压相位大致相同,所以基本不消耗基波无功功率。但是它也产生大量的谐波电流,因此也产生一定的无功功率。近30年来,电力电子装置的应用日益广泛,也使得电力电子装置成为最大的谐波源。在各种电力电子装置中,整流装置所占的比例最大。常用的整流电路几乎都采用晶闸管相控整流电路或二极管整流电路,其中以三相桥式和单相桥式整流电路为最多。带阻感负载的整流电路所产生的谐波污染和功率因数滞后已为人们所熟悉。直流侧采用电容滤波的二极管整流电路也是严重的谐波污染源。这种电路输入电流的基波分量相位与电源电压相位大体相同,因而基波功率因数接近1。 但其输入电流的谐波分量却很大,给电网造成严重污染,也使得总的功率因数很低。另外,采用相控方式的交流电力调整电路及周波变流器等电力电子装置也会在输入侧产生大量的谐波电流。(1)发电源质量不高产生谐波发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称,铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因,发电源多少也会产生一些谐波,但一般来说很少。(2)输配电系统产生谐波输配电系统中主要是电力变压器产生谐波,由于变压器铁心的饱和,磁化曲线的非线性,加上设计变压器时考虑经济性,其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上,这样就使得磁化电流呈尖顶波形,因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高,变压器工作点偏离线性越远,谐波电流也就越大,其中3次谐波电流可达额定电流。(3)用电设备产生的谐波:晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用,给电网造成了大量的谐波。我们知道,晶闸管整流装置采用移相控制,从电网吸收的是缺角的正弦波,从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波,显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路,在接感性负载时则含有奇次谐波电流,其中3次谐波的含量可达基波的30%;接容性负载时则含有奇次谐波电压,其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器,变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流;如果是12脉冲整流器,也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明:由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%,这是最大的谐波源。变频装置。变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中,由于采用了相位控制,谐波成份很复杂,除含有整数次谐波外,还含有分数次谐波,这类装置的功率一般较大,随着变频调速的发展,对电网造成的谐波也越来越多。电弧炉、电石炉。由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料,使得燃烧不稳定,引起三相负荷不平衡,产生谐波电流,经变压器的三角形连接线圈而注入电网。其中主要是2 7次的谐波,平均可达基波的8% 20%,最大可达45%。气体放电类电光源。荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。分析与测量这类电光源的伏安特性,可知其非线性十分严重,有的还含有负的伏安特性,它们会给电网造成奇次谐波电流。家用电器。电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等,因具有调压整流装置,会产生较深的奇次谐波。在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中,因不平衡电流的变化也能使波形改变。这些家用电器虽然功率较小,但数量巨大,也是谐波的主要来源之一。理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围的用电设备造成影响。电力电子设备广泛应用以前,人们对谐波及其危害就进行过一些研究,并有一定认识,但那时谐波污染还没有引起足够的重视。近三四十年来,各种电力电子装置的迅速发展使得公用电网的谐波污染日趋严重,由谐波引起的各种故障和事故也不断发生,谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。(1)谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率,大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。(2)谐波影响各种电气设备的正常工作。 谐波对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以至损坏。(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述(1)和(2)的危害大大增加,甚至引起严重事故。(4)谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不准确。(5)谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致住处丢失,使通信系统无法正常工作。 谐波简单地说,就是一定频率的电压或电流作用于非线性负载时,会产生不同于原频率的其它频率的正弦电压或电流的现象。纹波是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。它们虽然在概念上不是一回事,但它们之间有联系。如电源上附加的纹波在用电器上很容易产生各频率的谐波;电源中各频率谐波的存在无疑导致电源中纹波成分的增加。除了在电路中我们所需要产生谐波的情况以外,它主要有以下主要危害:1、使电网中发生谐振而造成过电流或过电压而引发事故;2、增加附加损耗,降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率;3、使电气设备(如旋转电机、电容器、变压器等)运行不正常,加速绝缘老化,从而缩短它们的使用寿命;4、使继电保护、自动装置、计算机系统及许多用电设备运转不正常或不能正常动作或操作;5、使测量和计量仪器、仪表不能正确指示或计量;6、干扰通信系统,降低信号的传输质量,破坏信号的正常传递,甚至损坏通信设备。纹波的害处:1、容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生较多的危害;2、降低了电源的效率;3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器;4、会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;5、会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作。总之,它们在我们不需要的地方出现都是有害的,需要我们避免的。对于如何抑制和去除谐波和纹波的方式方法有很多,但想完全消除,似乎是很难办到的,我们只有将其控制在一个允许的范围之内,不对环境和设备产生影响就算达到了我们的目的。电力网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势,如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源(UPS) 、节能荧光灯系统等,这些非线性负载将导致电网污染,电力品质下降,引起供用电设备故障, 甚至引发严重火灾事故等。电力污染及电力品质恶化主要表现在以下方面:电压波动、浪涌冲击、谐 波、三相不平衡等。1.电源 污染的危害电源污染会对用电设备造成严重危害,主要有: 干扰通讯设备、计算机系统等电子设备的正常工作,造成数据丢失或死机。 影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能, 造成噪声干扰和图像紊乱。 引起电气自动装置误动作,甚至发生严重事故。 使电气设备过热,振动和噪声加大,加速绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。 造成灯光亮度的波动(闪变),影响工作效益。 导致供电系统功率损耗增加。 电压波动及闪变电压波动是指多个正弦波的峰值,在一段时间内超过(低于)标准电压值,大约从半周波到几百个周波,即从10MS到秒, 包括过压波动和欠压波动。普通避雷器和过电压保护器,完全不能消除过压波动,因为它们是用来消除瞬态脉冲的。普通避雷器在限压动作时有相当大的电阻值,考虑到其额定热容量(焦尔),这些装置很容易被烧毁,而无法提供以后的保护功能。这种情况往往很容易忽视掉,这是导致计算机、控制系统和敏感设备故障或停机的主要原因。另一个相反的情况是欠压波动,它是指多个正弦波的峰值,在一段时间内低于标准电压值,或如通常所说:晃动或降落。长时间的低电压情况可能是由供电公司造成或由于用户过负载造成,这种情况可能是事故现象或计划安排。更为严重的是失压,它大多是由于配电网内重负载的分合造成,例如大型电动机、中央空调系统、电弧炉等的启停以及开关电弧、保险丝烧断、断路器跳闸等,这些都是通常导致电压畸变的原因。大型用电设备的频繁启动导致电压的周期性波动,如电焊机、冲压机、吊机、电梯等,这些设备需要短时冲击功率,主要是无功功率。电压波动导致设备功率不稳,产品质量下降;灯光的闪变引致眼睛疲劳,降低工作效率。浪涌冲击浪涌冲击是指系统发生短时过(低)电压,即时间不超过1毫秒的电压瞬时脉冲,这种脉冲可以是正极性或负极性,可以具有连串或振荡性质。它们通常也被叫作:尖峰、缺口、干扰、毛刺或突变。电网中的浪涌冲击既可由电网内部大型设备(电机、电容器等)的投切或大型晶闸管的开断引起,也可由外部雷电波的侵入造成。浪涌冲击容易引起电子设备部件损坏,引起电气设备绝缘击穿;同时也容易导致计算机等设备数据出错或死机。谐波线性负载,例如纯电阻负载,其工作电流的波形与输入电压的正弦波形完全相同,非线性负载,例如斩波直流负载,其工作电流是非正弦波形。传统的线性负载的电流/电压只含有基波(50Hz),没有或只有极小的谐波成分,而非线性负载会在电力系统中产生可观的谐波。谐波与电力系统中基波叠加,造成波形的畸变,畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。非线性负载产生陡峭的脉冲型电流,而不是平滑的正弦波电流,这种脉冲中的谐波电流引起电网电压畸变,形成谐波分量,进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流。计算机是此类非线性负载之一,象绝大多数办公室电子设备一样,计算机装有一个二极管/电容型的供电电源,这类供电电源仅在交流正弦波电压的峰值处产生电流,因此产生大量的三次谐波电流(150Hz)。其它产生谐波电流的设备主要有:电动机变频调速器,固态加热器,和其他一些产生非正弦波变化电流的设备。荧光灯照明系统也是一个重要的谐波源,在普通的电磁整流器灯光电路中,三次谐波的典型值约为基波(50Hz)值的13%-20%。而在电子整流器灯光电路中,谐波分量甚至高达80%。非线性负载所产生的谐波电流会影响电力系统的多个工作环节,包括变压器,中性线,还有电动机,发电机和电容器等。谐波电流会导致变压器,电动机和备用发电机的运行温度(K参数)严重升高。中性线上的过电流(由谐波和不平衡引起)不仅会使导线温度升高,造成绝缘损坏,而且会在三相变压器线圈中产生环流,导致变压器过热。无功补偿电容器会因电网电压谐波畸变而产生过热,谐波将导致严重过流;另外,电容器还会与电力系统中的电感性元件形成谐振电路,这将导致电容器两端的电压明显升高,引致严重故障。照明装置的启辉电容器对于由高频电流引起的过热也是十分敏感的,启辉电容器的频繁损坏显示了电网中存在谐波的影响。谐波还会引起配电线路的传输效率下降,损耗增大,并干扰电力载波通讯系统的工作,如电能管理系统(EMS)和时钟系统。而且,谐波还会使电力测量表计,有功需量表和电度表的计量误差增大。三相不平衡三相不平衡会在中性线上产生过电流(由谐波和不平衡引起)不仅会使导线温度升高,甚至引发严重火灾事故等。电网中三相间的不平衡电流是普遍存在的,在城市民用电网及农用电网中由于大量单相负荷的存在,三相间的电流不平衡现象尤为严重。对于三相不平衡电流,除了尽量合理地分配负荷之外几乎没有什么行之有效的解决办法。正因为找不到解决问题的有效办法,因此反而不被人们所重视,也很少有人进行研究。电网中的不平衡电流会增加线路及变压器的铜损,增加变压器的铁损,降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行,会造成三相电压不平衡因而降低供电质量,甚至会影响电能表的精度而造成计量损失。理论研究证明:在输出同样功率的情况下,三相电流平衡时变压器及线路的铜损最小,也就是说:三相不平衡现象增加了变压器及线路的铜损。不平衡电流对系统铜损的影响设某系统的三相线路及变压器绕组的总电阻为R。如果三相电流平衡,IA=100A,IB=100A,IC=100A,则总铜损=1002R+1002R+1002R=30000R。如果三相电流不平衡,IA=50A,IB=100A,IC=150A,则总铜损=502R+1002R+1502R=35000R,比平衡状态的铜损增加了17%。在更为严重的状态下,如果IA=0A,IB=150A,IC=150A,则总铜损=1502R+1502R=45000R,比平衡状态的铜损增加了50%。在最严重的状态下,如果IA=0A,IB=0A,IC=300A,则总铜损=3002R=90000R,比平衡状态的铜损增加了3倍。不平衡电流对变压器的影响现有的10/的低压配电变压器多为Yyn0接法三相三柱铁心的变压器。这种类型的变压器,当二次侧负荷不平衡且有零线电流时,零线电流即为零序电流,而在一次侧由于无中点引出线因此零序电流无法流通,故零序电流不能安匝平衡,对铁心而言,有一个激磁零序电流,它受零序激磁阻抗控制,根据磁路的设计,这一零序激磁阻抗较大,零序电流使相电压的对称受到影响,中性点会偏移。由计算得知,当零线电流为额定电流的25%时,中性点移位约为额定电压的7%。国家标准GB50052-95第条规定: “当选用Yyn0结线组别的三相变压器,其由单相不平衡负荷引起的电流不得超过低压绕组额定电流的25%,且其中一相的电流在满载时不得超过额定电流值。”由于上述规定,限制了Yyn0结线配电变压器接用单相负荷的容量,也影响了变压器设备能力的充分利用。并且,对三相三柱的磁路而言,零序磁通不能在磁路内成回路,必须在油箱壁及紧固件内形成回路,而油箱壁及紧固件内的磁通会产生较大的涡流损耗,因而使变压器的铁损增加。当零序电流过大导致零序磁通过大时,由于中性点漂移过大会引起某些相电压过高而导致铁心磁饱和,使铁损急剧增加,加上紧固件过热等因素,可能会发生任何一相电流均未过载而变压器却因局部过热而损坏的事故。由于Yyn0结线组的配电变压器与的零序激磁阻抗较大,因此零线电流会造成较大的电压变化,形成比较严重的三相电压不平衡现象,不但影响单相用户,对三相用户的影响更大 。三相负荷不平衡的危害对配电变压器的影响(1)三相负荷不平衡将增加变压器的损耗:变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。正常情况下变压器运行电压基本不变,即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化,且与负荷电流的平方成正比。当三相负荷不平衡运行时,变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。从数学定理中我们知道:假设a、b、c 3个数都大于或等于零,那么a+b+c≥33√abc 。当a=b=c时,代数和a+b+c取得最小值:a+b+c=33√abc 。因此我们可以假设变压器的三相损耗分别为:Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R,式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流,R为变压器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下:Qa+Qb+Qc≥33√〔(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)〕由此可知,变压器的在负荷不变的情况下,当Ia=Ib=Ic时,即三相负荷达到平衡时,变压器的损耗最小。则变压器损耗:当变压器三相平衡运行时,即Ia=Ib=Ic=I时,Qa+Qb+Qc=3I2R;当变压器运行在最大不平衡时,即Ia=3I,Ib=Ic=0时,Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R);即最大不平衡时的变损是平衡时的3倍。(2)三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果:上述不平衡时重负荷相电流过大(增为3倍),超载过多,可能造成绕组和变压器油的过热。绕组过热,绝缘老化加快;变压器油过热,引起油质劣化,迅速降低变压器的绝缘性能,减少变压器寿命(温度每升高8℃,使用年限将减少一半),甚至烧毁绕组。(3)三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大,局部金属件温升增高:在三相负荷不平衡运行下的变压器,必然会产生零序电流,而变压器内部零序电流的存在,会在铁芯中产生零序磁通,这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件,则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热,致使变压器局部金属件温度异常升高,严重时将导致变压器运行事故。 对高压线路的影响(1)增加高压线路损耗:低压侧三相负荷平衡时,6~10k V高压侧也平衡,设高压线路每相的电流为I,其功率损耗为: ΔP1 = 3I2R低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧,在最大不平衡时,高压对应相为,另外两相都为 I,功率损耗为:ΔP2 = 2()2R+()2R = =(3I2R);即高压线路上电能损耗增加。(2)增加高压线路跳闸次数、降低开关设备使用寿命:我们知道高压线路过流故障占相当比例,其原因是电流过大。低压电网三相负荷不平衡可能引起高压某相电流过大,从而引起高压线路过流跳闸停电,引发大面积停电事故,同时变电站的开关设备频繁跳闸将降低使用寿命。 对配电屏和低压线路的影响(1)三相负荷不平衡将增加线路损耗:三相四线制供电线路,把负荷平均分配到三相上,设每相的电流为I,中性线电流为零,其功率损耗为: ΔP1 = 3I2R在最大不平衡时,即某相为3I,另外两相为零,中性线电流也为3I,功率损耗为:ΔP2 = 2(3I)2R = 18I2R = 6(3I2R);即最大不平衡时的电能损耗是平衡时的6倍,换句话说,若最大不平衡时每月损失1200 kWh,则平衡时只损失200 kWh,由此可知调整三相负荷的降损潜力。(2)三相负荷不平衡可能造成烧断线路、烧毁开关设备的严重后果:上述不平衡时重负荷相电流过大(增为3倍),超载过多。由于发热量Q=,电流增为3倍,则发热量增为9倍,可能造成该相导线温度直线上升,以致烧断。且由于中性线导线截面一般应是相线截面的50%,但在选择时,有的往往偏小,加上接头质量不好,使导线电阻增大。中性线烧断的几率更高。同理在配电屏上,造成开关重负荷相烧坏、接触器重负荷相烧坏,因而整机损坏等严重后果。 对供电企业的影响供电企业直管到户,低压电网损耗大,将降低供电企业的经济效益,甚至造成供电企业亏损经营。农电工承包台区线损,线损高农电工奖金被扣发,甚至连工资也得不到,必然影响农电工情绪,轻则工作消极,重则为了得到钱违法犯罪。变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏,一方面增大供电企业的供电成本,另一方面停电检修、购货更换造成长时间停电,少供电量,既降低供电企业的经济效益,又影响供电企业的声誉。 对用户的影响三相负荷不平衡,一相或两相畸重,必将增大线路中的电压降,降低电能质量,影响用户的电器使用。变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏,影响用户供电,轻则带来不便,重则造成较大的经济损失,如停电造成养殖的动植物死亡,或不能按合同供货被惩罚等。中性线烧断还可能造成用户大量低压电器被烧毁的事故。

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