6.6kVA有源滤波器谐波检测方法研究开题报告6.6kVA有源滤波器谐波检测方法研究开题报告.doc

浙 江 科 技 学 院 本科毕业设计 开 题 报 告 题 目6.6kVA有源滤波器谐波检测方法研究 学 院 电气学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气104 学 号 110032103 学生姓名 徐伟东 指导教师 陈晓 开题日期 2014年2月28日 选题的背景与意义： 1．1谐波的产生 “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。傅立叶等人提出的谐波分析方法至今被广泛应用。电力系统中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，这部分分量称为谐波。谐波次数为谐波频率与基波频率的整数比。电网中有时也存在非整数倍谐波，称为分数谐波。 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。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。 电力系统中的各种非线性元件是产生高次谐波的主要原因。按照非线性元件的类型，电力系统谐波源可以分为两大类。一种是含有半导体非线性元件的电力电子装置谐波源，一种是含有电弧和铁磁的非线性设备谐波源。 1．2谐波对电力系统的危害 近几十年来，各类电力电子装置的迅速普及，公共电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起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重视。谐波电压、谐波电流对电力系统的危害可以大致分以下几个方面： 大量的谐波降低了发电、输电及用电设备的使用效率，增加了系统中元件的附加谐波损耗。大量3次谐波流过中性线可能发生过热甚至烧坏中性线。 谐波影响各种电气设备的正常工作。高频的谐波分量在变压器和电机的铁芯中产生很大的涡流，这些涡流在铁芯中将会产生大量的热，增加磁场的附加损耗。谐波对电机和变压器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，使变压器局部过热。 谐波还会引起电力系统中局部并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，增加附加损耗和发热，造成设备故障。 谐波会导致继电保护和自动装置误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。 谐波会对临近的通信系统产生干扰，或者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常运行。谐波干扰会引起通信系统的噪声，降低通话的清晰度，严重时会引起信号的丢失。 1．3谐波抑制的标准 国际上多次召开了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。 目前，英国、瑞典、美国等国家都颁布了供电网谐波标准。国际电工委员会已于1988年正式出版了IEC．77技术委员会制定的《家用电器和类似的电气设备对供电系统引起的干扰》这一低压电工产品的标准(IEC．555—2)。1995年颁发了电磁兼容系列标准(IEC一1000)。而在2000年前后IEC又根据人们对电能质量的关注日益提高的现实和新的研究结果相继对上述标准进行了修改，发布了新的电磁兼容标准IEC一61000。国际谐波标准的具体技术指标如下： (1)电压总谐波畸变率 各级电网的电压总谐波畸变率限制值，是限制电力系统谐波，保证电能质量的重要技术指标，所以许多国家的标准都对此作了规定。其大体如下： 低压电网(SlkV)4‰5％； 中压电网(2．4-,-72kV)2‰4％； 高压电网(84kV及以上)1‰1．5％。 各国标准规定的低压和高压电网总谐波畸变率的限制值，是相当接近的。 (2)各次谐波电压含有率 英国、美国等国家的标准除规定了电压总谐波畸变率的限制值外，还对各次谐波电压含有率(分奇次和偶次)作了规定。 (3)谐波电流的限制值 谐波电压是谐波电流在电网阻抗上产生的，因此要控制谐波电压，即必须限制谐波源注入电网的谐波