谐波电流

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谐波电流范文第1篇

摘要：电流谐波对于电气设备的危害性已成为行业共识，如何治理谐波是摆在企业面前一个亟待解决的重要课题。本文就通过研究分析电气设备中产生谐波的危害性，提出了一些个人见解，希望能为同行和有关单位提供参考。

关键词：电流谐波；电气设备；危害及控制

中图分类号：F407文献标识码： A

引言

在非线性阻抗性类型的电力设备进行供电时，很大机率会出现谐波，谐波会对电力系统产生较大影响，阻碍电气设备的正常运作，尤其是电容器、变压器以及电机设备。本文介绍了谐波对电气设备的影响，探讨分析了导致电气设备产生谐波的因素，并根据这些因素提出了可采取的有效治理措施。希望能够通过维护电气设备的正常运行与保证电气设备的供电质量，降低谐波产生的损害，为同类行业提供有效的参考。

一、谐波来源

一般能够引发谐波电流的非线性因素是电力体系内部结构中的变压器，主要是变压器所具有的可控硅电容器、交直流可控硅的控制部件、电抗器组、空载电流等。此外，引发电力体系出现谐波的另一个因素是不同类型的非线性负荷用户，例如中频炉、电弧炉、家用电器、可控硅换流与整流、低气压电气设备等，这部分设施会从电网处吸收基波功率，而且将自身产生的谐波功率与谐波电流传输至电网中。谐波电流在低压一端位置转移至高压一端位置，再流入电力系统，造成电力体系的每一处电压均出现谐波。目前，因为谐波造成的电气设备故障事件数不胜数，所以必须予以重视，及时处理电气设备故障问题，以保证电网、电力体系的正常运行。

二、谐波危害分析

1、电气设备正常工作受阻

就部分二相供电的电气设备而言，当其处于基频情况下时，二项体系中的每个采用相线接法的中点电压均出现相位移动现象，且移动角度为120°。如果每一个相位都具有相等的负荷能量，那么中性线的电流量处于0值状态。若产生二项负荷不均衡的现象，就只可以采用去除均衡值的方式，使电流进入中性线，在实际操作中可以运用这一方法来去除中性线所具有的一般容量。但因为谐波具有较高的频率，一般无法进行常规的抵消操作，使中性导线出现过热状况，最终造成电气设备工作受阻。此外，部分地方的电力系统对供电质量有较高要求，但其电气设备又没有配备专门的谐波过滤元件，也会由于供电质量降低而出现电气设备工作受阻的情况。

2、电气设备供电系统老化加快

因为谐波具有较高的频率，所以电力体系中的正弦波也较高，从而很大机率导致电气设备的供电元件产生涡流损耗上升与磁滞的现象。此外供电元件的绝缘材料部分受到的电应力也随之升高，铜耗能量随之升高，温度增加，噪声变大，最终使电气设备的供电元件老化加快，减少了整体的使用年限。

3、电气设备出现毁损

若电气设备中存在大量的谐波，就会造成电气设备负荷过大。因为大部分电气设备长期处在供电变动状态，若满足某些特定的因素形成并联或串联的谐振条件，并同时满足一定频率，就产生谐波振荡现象。很大机率会造成电气设备中的电机模块出现振荡力矩，甚至引发机械共振，最终导致电气设备被损坏。此外，谐波振荡还会影响电气仪表的精准度。例如过大的高次谐波电流流入电能表可能烧电流线圈，频次过高时，电能表可能停转或烧坏。如果谐波的电压值过高，并且和电力体系的电压进行叠加，就会造成电容器两端的电压增加，最终引起过电压状况。

三、谐波的治理措施

1、 加强区分故障电流和谐波电流思路

一般，各种类型的电流保护都属于量度式继电保护装置，其整定值的设置都是基于对各电气量在系统正常运行和故障运行的两种不同运行状态下存在的差别进行分析，而并没有考虑不正常运行状态的运行特性，在实际系统中，也常配合使用频率测试仪以实现对故障电流和不正常运行状态时的电流的区分。然而，随着DVR、STATCOM、SFCL等电力电子装置在配电系统中的应用，使得系统在运行过程中产生大量的谐波，尤其会影响到如电流保护等自动化装置的正常运行，而就继电保护本身而言，它区分故障状态和由谐波引起的不正常运行状态的能力很差。所以对如何快速、有效地区分电力系统故障运行状态和不正常运行状态，尤其是短路故障和谐波状态的问题，需设计一种可区分故障和谐波的方案，从而达到继电保护装置正确、可靠地动作的目的。

1、加强供电源头的检查工作

出现谐波状况的位置一般是供电系统，所以为了避免电气设备被谐波所破坏，就必须先从供电源头入手，做好供电源头的检查工作。例如，可以针对线性负荷与非线形负荷所具有的特点，从公共连接位置进行供电运作，这样当非线性负荷出现谐波状况时就不会对线性负荷产生影响。此外，采用无功补偿方式也可以起到防范谐波现象在供电源头发生的作用，而且它可以使电网与受电一端的电压保持稳定，保证供电质量，降低谐波造成的危害。

2、提高供电元件的设计质量

在电气设备端，需要加强供电模块的设计，通过在供电模块之中加装无源滤波器，形成一个阻抗很低的谐振点，使其过滤掉谐波。无源谐波滤波器由滤波电容器、电抗器和电阻器组合而成，即所谓LC滤波器。它与谐波源并联，除了起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需求。当谐波电流由外网窜入而影响内网负荷设备的正常运行时，在电源与负荷设备之间接入串联滤波器就可以阻挡谐波，保证负荷设备的正常运行。这种方式是比较容易实现的，而且也能够确保电气设备在不同的工作环境之下，始终能够具备较强的谐波过滤能力，确保供电质量，使电气设备在任何条件之下都能稳定地工作。这种滤波器因其结构简单、投资少、运行可靠性较高以及运行费用较低，应用较为广泛。

3、安装有源谐波滤除装置

随着科学技术的不断发展，在无源谐波过滤器的基础上研发出了新型的有源谐波滤除装置，它的优势在于采用补偿无功率技术、能够抑制谐波的发生，它能够补偿频率与幅值均发生改变的谐波。有源谐波滤除装置的原理是创建出一个与电力体系谐波的频率、幅度相同，但具有相反相位的谐波电流，使电力体系的谐波电流与该谐波电流相抵消，让电网电流中值存在基波分量，从而达到消除谐波的目的。由于有缘谐波滤除装置不会受到电网阻抗的干扰，所以它能够及时补偿幅值、频率均处于变化状态的谐波，所以该装置具有优秀的滤波作用。但是有源谐波滤除装置的成本比无源谐波过滤器高，而且不方便携带，所以一般适用范围较局限。

4、选择先进的电气设备

选择先进的谐波消除装置，可提高电气设备的供电质量。以变压器为例：目前社会上主要以环保、节约为生产理念，近年来我国变压器的总损耗值在电力体系总发电量中达到10%。在输电、变电领域中，变压器属于耗能较大的产品，只有不断地制造耗能量低的变压器才能满足如今的社会需求。近年来，部分城市电网开始将立体卷铁心变压器运用于高层建筑与配网改造工程中，取代常规的平面卷铁心变压器与叠铁心变压器。立体卷铁心变压器的主要优势包括：第一，空载电流量小，使无功损耗量下降，提高供电质量；第二，二项磁路处于平衡状态，没有出现二次谐波；接线选择D、yn11，可以有效防止产生高次谐波，优化供电波形。因此，选择先进的电气设备也可以有效地降低谐波对其产生的危害。

结束语

综上所述，随着社会经济与科技的快速发展，在工作和生活中电气设备的应用越来越广泛，电气设备的谐波事故也随之增多。为了降低谐波对电气设备所产生的影响，提高电气设备的供电质量，本文阐述了谐波的发生因素，深入分析了谐波在电气设备中产生的损害，并针对这些损害提出了有效的防范措施，以保证在实际生活工作中，电气设备能够正常运行，远离谐波危害。

参考文献

[1]叶志斌.电流谐波对电气设备的危害及控制[J]. 《科技与企业》 ,2011,(6).

谐波电流范文第2篇

关键字：牵引系统、谐波电流、变压器、降容率

中图分类号：V351.34文献标识码： A 文章编号：

引言

目前在电力系统领域中谐波污染已经成为该系统中严重污染源之一。存在的谐波会增加电力系统中非常重要的设备之一变压器的铜损与铁损，从而出现局部过热或者过热的状况，进而导致变压器的寿命降低以至于使变压器损坏，因此为了使变电器在运行中能够安全，当有非线性负载存在于电网之中，要在选择使用的变压器时为其额定容量留有一定得预留容量。

2.谐波电流所造成的变压器损耗

谐波电流会在变压器里生成铁芯磁滞，此现象将增大噪声，产生附加的损耗和额外温升，最终增大变压器里的总电能损失量，从而减小容量它的利用率。

空载损耗（PNL铁损）与负荷损耗（PLL）之和为变压器的总电能损耗为PTL，公式表示为（1）。其中PNL铁损只跟电压有关系而谐波电流对其的影响很小。

（1）

直流电阻上的损耗（I2R铜损）、杂散的损耗（POSL）与绕组涡流产生的损耗（PEC）共同组成负荷损耗（PLL），公式表示为（2）。其中负荷所损耗的各部分均与电流有关系，故谐波电流导致变压器生成的附加损耗大部分是因谐波电流影响负荷损耗PLL。

（2）

综上所述与相关概念所知，额定负载条件下时关于负荷损耗在计算标幺值的公式如公式（3），谐波电流影响直流电阻所产生损耗I2R的标幺值为公式（4），谐波电流影响绕组涡流产生的损耗（PEC）的标幺值为公式（5），谐波电流影响杂散的损耗（POSL）的标幺值为公式（6）。

（3）

（4）

（5）

（6）

3. 谐波干扰下计算变压器的降容率

综上所分析，当谐波存在时，变压器总电能负荷所损耗的标幺值（P*LL）为公式（7）：

（7）

在标准IEEEC57.110IEEEC57．110之中

（8） （9）

公式（8）中FHL代表谐波电流影响绕组涡流损耗的谐波损耗因子。同理，公式（9）中FHL-OSL代表谐波电流影响杂散损耗的谐波损耗因子。

FHL与FHL-OSL都代表关于谐波电流具体分布情况的函数，它的取值由高次谐波的具体分量对于总电流它的有效取值或者基波电流的相对的幅值。故当谐波电流它的相关频谱组成给出之后，就可以用以上两参数与实际中运行电流计算出谐波电流带给变压器的降容率。以上俩参数与公式（7）结合得出变压器它的负荷总损耗（P*LL），详见公式（10）：

（10）

负荷总损耗限制值要比额定值P*LL-R低，从而允许最大的电流标幺值（I*max），详见公式（11）：

（11）

而变压器它的降容率（RAPR）见公式（12）：

（12）

因在实际计算应用之中需要供应制造商提供大量相关测试参数，增加计算难度，因而此方法还给出相应参数的一些估算方法。PTSL是变压器它的杂散总损耗：

（13）

4. 实例分析

建立一个地铁集中供电的牵引系统的相关模型，含有整流装置、主变压器与牵引变压器以及电机负载相关的模型，分别仿真得出12与24脉波此两种整流途径之下的主变压器中的二次侧线电流，再根据谐波损耗相关因子来计算在谐波电流下的主变电压器它的降容率。

4.1.数据来源介绍

电源为110KV电网，选择油浸自冷式双绕组变压器，另外因直流电阻的损耗要依据出厂检验得出，因影响检测结果的因素众多，故选取主变压器额定容量的0.05%与0.4%为此损耗。再分别利用上述公式计算得出杂散、绕组涡流他们的损耗，再计算各种损耗下的降容率。

表1 主变压器各种性能参数表

另外选用户内干式整流变压器，用它的次级线圈连接整流器，并且整流器再相互连接，从而组成了12脉波形式的整流电路。假若两台此12脉波变压器它的侧绕组电源利用延边的三角形形式接线，再各移相-7.5°与+7.5°，而次边电源输出端采取并联方式，就为24脉波形式的直流电源。

4.2. 计算方法分析

选取12与24脉波整流装置式城市轨道牵引供电模型。做出0.5s仿真之后得出负载电压与电流波形图以及主变压器二次侧b相线电流波形频谱。此电流的波形波动因负载电机开始时特性所致，波动因整流装置中谐波的影响。采样选择频率为12800Hz分析变压器谐波电流。从理论上研究并且以p表示为相数，K为1,2,3…，那么正常谐波的次数是n＝Kp±1,最后通过仿真仪器得出主变压器二次侧电流i各次谐波对应。

计算得出12脉波下总谐波的畸变率为：

24脉波下总谐波的畸变率为

再由上述公式（8）分别计算出12与24脉波下绕组涡流损耗的谐波损耗因子为2.597与1.210，再由公式（9）分别计算出12与24脉波下杂散损耗的谐波损耗因子为1.061与1.004。

当直流电阻损耗为主变压器额定容量的0.4％时，由上述公式（11）分别计算出12与24脉波下主变压器最大允许电流降为94.95%和99.32%，由公式（12）分别计算出12与24脉波下主变压器降容率为9.27%与5.1%。由公式（12）与上述(表1主变压器各种性能参数表）得知12与24脉波下主变压器降容量分别2920.05KV·A与1606.5KV·A。当直流电阻损耗为主变压器额定容量的0.05％时，由上述公式（11）分别计算出12与24脉波下主变压器最大允许电流降为81.36%和96.89%，由公式（12）分别计算出12与24脉波下主变压器降容率为22.26%与7.43%。由公式（12）与上述(表1 主变压器各种性能参数表）得知12与24脉波下主变压器降容量分别7011.9KV·A与2340.45KV·A。

4.3. 结果讨论

地铁牵引供电系统中12脉波整流装置在直流电阻损耗为0.4%时变压器降容率为9.27%，降容量为2920.05KV·A；为0.05%时变压器降容率为22.26%，降容量为7011.9KV·A；24脉波整流装置在直流电阻损耗为0.4%时变压器降容率为5.1%，降容量为1606.5KV·A；为0.05%时变压器降容率为7.43%，降容量为2340.45KV·A。由数据可得24脉波系统整流装置中谐波较少，并且电流总畸变率（THDi）亦降低，故杂散损耗（POSL）与绕组涡流损耗（PEC）的损耗因子都比较小，代表谐波电流所致使附加损耗较小。因此在具有一样直流电阻损耗的主变压器时，12脉波整流比24脉波整流装置所引起变压器它的降容率的要大很多，而且在直流电阻拥有越小损耗时，此两种方式将引起越大差距的降容率。

结束语

由上述结果看出，整流装置中谐波对于主变压器容量变化产生很大的影响。12脉波中谐波为主变压器带得9%～22%降容率，相对于12脉波装置来说,24脉波整流装置减少了电网中大概80%谐波含量，但是仍然致使主变压器出现5%～8%的降容率。故为了降低谐波电流引起主变压器容量产生很大的影响，降低附加损耗，可以尽可能的采用拥有多脉波的整流装置以降低变压器的降容率。

参考文献

[1] 李汉伟.谐波对电气系统的影响及其抑制方法[J].铁道勘测与设计,2008,(3):69-73.

[2] 王葵,商莹.谐波情况下变压器发热分析和出力下降计算[J].电力系统保护与控制,2009,37(21):50-53.

谐波电流范文第3篇

（1.渤海大学工学院，辽宁锦州121000；2.中国民航大学航空自动化学院，天津300300）

摘要：针对凸极同步发电机发生匝间短路故障时谐波电流检测问题，提出一种新的基于Duffing混沌系统的检测方法。该方法首先通过多回路分析理论建立凸极同步发电机数学仿真模型，给出故障谐波电流仿真信号，然后利用Duffing系统灵敏的弱信号检测特性，通过识别Duffing系统由混沌状态到大尺度周期状态的转换过程来确定故障谐波电流的存在。仿真计算结果表明Duffing混沌系统可以检测出谐波电流，检测方法是有效的。

关键词 ：Duffing系统；凸极同步发电机；匝间短路；谐波电流；故障检测

中图分类号：TN707?34；TM622 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）18?0158?05

收稿日期：2015?02?29

基金项目：国家自然科学基金资助项目（51277011）

0 引言

定子绕组内部故障是同步发电机常见的破坏性故障之一。内部故障的短路电流既会产生附加电磁力，对电机绕组具有机械破坏性，也会烧毁绕组和铁心。定子绕组短路电流可以产生极大的非同步磁场，对转子造成损伤。当同步发电机定子绕组内部故障时，电机会产生大量谐波电流和谐波磁场，谐波的存在使得研究电机电气参数时常用的对称分量法不能使用，理想电机模型也不再适用。而将相绕组作为一个整体来计算参数的相坐标法也因为内部故障时的相绕组不再是一个整体而不能使用。目前关于同步发电机内部故障时电气参数的研究，普遍采用多回路分析法[1?3]。

通过检测故障电机相电流中的正弦谐波信号可以估计电机中故障的存在，在众多的正弦信号检测方法中，新的Duffing 混沌系统检测方法具有探索意义，文献[4?7]表明，Duffing系统对正弦信号检测具有较高的检测灵敏度和较低的检测信噪比。本文运用Duffing系统对同步发电机匝间短路故障时的故障电流参数进行了有效检测。

1 多回路分析法建立同步电机数学模型

在文献[8?9]研究的基础上，本文采用多回路分析法对凸极同步发电机定子绕组内部故障建立数学模型。多回路分析法实际上就是采用回路电流法建立回路电压方程，在电机回路方程列写中参数主要包括相支路自感和互感、相支路电阻；励磁支路自感和互感，励磁支路电阻；负载支路自感和电阻等。

（1）定子支路方程。支路电压列写原则是对每个未发生内部短路的绕组分支列写一个支路电压方程。对发生绕组内部短路分支，从短路点开始把该分支分成2 个支路。设凸极同步发电机定子每相并联支路数为a ，相数为m ，无故障时，定子内部支路总数为N = ma ；当发生同分支匝间短路时N = ma + 1 ；当发生不同分支间短路时N = ma + 2 。以支路电流为未知量，电机任一支路Q 的微分方程为：

式中：iS ,iQ ,ifd 分别为定子S 支路，Q 支路电流，励磁回路电流；MQ,S 为定子S 支路和Q 支路的互感系数；rQ 为Q 支路电阻。

定子负载侧电压方程为：

式中：rT ，LT 分别为折算电阻和电感，uA′ ，uB′ ，uC′ 为电网相电压。

（2）转子回路方程。励磁回路电压方程为:

式中：MS,fd 为定子S 回路与励磁回路的互感系数；Lfd为励磁回路的自感系数；rfd 为励磁回路电阻。

定、转子电压方程写成矩阵形式为:

将式（4）简记为：

式中：U 、I 为支路电压和电流；R 为支路电阻；矩阵L 是时变的，定子与转子各电压方程都是时变系数的微分方程。

（3）回路状态方程的建立。以上定子电压方程是支路电压，可以采用回路电压方程求解支路电流，无故障时定子回路如图1所示。按无故障定子回路图可得回路变换阵：

将式（6）左乘式（5）得：

式中：

式中：I′ 是定、转子回路电流。

将式（8）代入式（7）得：

对式（9）进行变换，得同步发电机多回路数学模型为：

当发电机发生同一支路内的匝间短路时，回路的选取如图2所示，这时回路的转换矩阵为：

2 定子绕组回路参数

回路电感系数的计算是分析同步电机定子绕组内部故障的关键，其确定公式如下：

（1）定子回路电感

凸极同步电机定子绕组自感为：

（2）转子回路电感

转子回路的电感系数是与转子位置无关的常数。励磁绕组的电感系数由2部分组成，即：

式中：Lfdδ 为励磁绕组的自感系数；Lfdl 为励磁绕组端部漏磁系数；wfd 为每极上励磁绕组的匝数。

（3）定子不同相并联支路间的互感系数

如果参考轴取为定子第0号线圈轴线，设该轴线与转子轴线的电角度为θ ，那么A相第m 极下第i 号线圈轴线的电角度可以取为(m - 1)π + iθ ，B相第n 极下第j号线圈轴线的电角度可以取为(n - 1)π + jθ ，则Q1 ，Q2两条支路间的互感系数为：

3 凸极同步电机内部故障仿真及检测研究

（1）凸极同步电机内部故障仿真

由本文第三部分确定了多回路参数后，可以采用龙格库塔法对式（10）进行求解，并确定定、转子各电流的暂态和稳态值。本文对12 kW 凸极同步发电机定子绕组内部故障通过Matlab数学仿真软件进行了仿真计算与检测，主要研究了同一支路内的匝间短路，采用图2中C 相某一支路匝间进行短路实验。按照多回路模型编制的分析计算程序对凸极同步发电机正常运行和同一支路内的匝间短路故障情况分别进行了仿真计算。无故障时，A相电路如图3所示，A相电流信号频谱如图4所示，可见A相电流信号中只包含基波频率信号；短路时A相电流iA 的暂态仿真波形如图5所示，其信号频谱如图6所示，其频谱包含基波、3次谐波和5次谐波。

（2）Duffing系统检测电机故障电流

由于凸极同步发电机定子绕组内部故障时，定子电流除基波外，还有3，5奇次谐波，可以作为凸极同步发电机产生内部故障的特征，这样如果能检测到相应的谐波出现就能判断电机故障的存在。由于可以灵敏地检测单频正弦信号，所以本文采用Duffing 系统作为检测器检测故障谐波信号。

Duffing系统[10?11]是在外部周期驱动力作用下产生混沌，当检测较高频率谐波信号时，其动力方程式如下：

状区域就是系统的混沌带，通常通过Duffing系统由混沌状态到大周期状态的转换来判断谐波信号的存在与否。

本文仿真对凸极同步发电机的基波频率取为10 Hz，则当出现匝间故障时，相电流出现3，5 次谐波频率为300 Hz和500 Hz。采用动力方程式（17）构造Duffing检测系统检测3，5 次谐波故障信号。图7，图8 是无故障时，Duffing 系统对3，5 次电流谐波检测结果。图9，图10 是有故障时，Duffing 系统对3，5 次电流谐波检测结果。从检测结果看，当无故障时，相电流中不包含3，5 次谐波，Duffing 系统状态保持混沌不变；当有匝间故障时，想电流中包含3，5次谐波，Duffing系统状态是大尺度周期的，说明故障电流中含有3，5次电流。

4 结语

本文首先阐述了运用“多回路分析法”列写凸极同步发电机电压方程和确定电路参数的过程，并通过数值求解的方法得到了电机的暂态和稳态运行行为，然后采用Duffing系统检测方法检测出了凸极同步发电机出现故障时的谐波相电流，该方法是Duffing 系统弱信号检测方法的在电机故障检测方面的新运用。

参考文献

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谐波电流范文第4篇

关键词：高压直流；交流滤波器；过负荷

中图分类号：U223 文献标识码：A

0引言

高压直流输电系统采用电网换相实现交流―直流或直流―交流的变换，换流装置交流侧电压与电流的波形为非标准正弦波，换流器由于换相产生的谐波电流或谐波电压流入交流系统后，将使系统电压波形发生畸变，造成不良影响和危害。[1―4]为滤除直流系统的谐波电压和电流以避免对交、直流输电系统造成的危害，同时补偿直流系统消耗的无功功率，通常需要采取措施进行无功补偿及滤波。目前在高压直流输电工程中进行无功补偿和谐波抑制较常用的方法是采用无源滤波装置――交流滤波器，为确保交流滤波器的安全可靠运行，每组交流滤波器均配置冗余保护设备，其中电抗器过负荷保护是交流滤波器的重要保护之一，用以确保运行中交流滤波器电抗器发生损坏后，保护装置能够及时检测到故障并切除故障滤波器，保护系统稳定运行。

1换流站交流滤波器配置

换流站配置的交流滤波器有滤除换流器产生的谐波电流和向换流器提供无功两个任务。换流站配置的交流滤波器型号一般有：HP11/13型，HP24/36型，HP3型和SC型。各型号滤波器的结构、各个元件的参数不同，以达到滤除不同次数谐波的目的。

交流滤波器的基本原理是：通过电抗器、电容器和电阻器的组合，使某次谐波流经它时所呈现的阻抗很小，从而将谐波电流导出系统，达到滤除谐波的功能；同时电流流经电容器、电抗器时能够产生一定的无功功率，从而达到提供无功的功能。本文以HP24/36型交流滤波器为例对其工作原理进行介绍。HP24/36交流滤波器的原理图如图1所示：

图1：HP24/36交流滤波器的原理图

该滤波器为双调谐滤波器，有两个谐振频率，可以同时吸收两个邻近频率的谐波，回路对24、36次谐波呈现低阻抗特性，使24、36次谐波电流能流入大地；对基波呈现电容特性，用于提供无功补偿。与两个单调谐滤波器相比，它只有一个公共电感器L1承受全部冲击电压，并联电路中的电容器C2容量较小，基本上只通过谐波容量，电容C1对24、36次谐波起调谐作用，对基波起补偿无功作用。

2交流滤波器电抗谐波过负荷保护

在交流滤波器中，电抗器是一个非常重要的电气元件，它与电容器、电阻器共同组成滤波回路，滤除谐波电流。调谐电抗器的作用是限制滤波器在投切过程中产生的冲击电流。在交流滤波器保护中配置了电抗过负荷保护用于保护电抗器，保护装置内部将流过交流滤波器中的电抗器的电流根据系统设置的发热频率效应系数转换成为等效的工频热效应电流。保护取量图如图 2所示

图2：电抗器过负荷（过流）保护取量图

本保护电流为50次以内的总电流有效值：

保护通过各元件的功率损耗来计算与之相应的等效温度，从而确定各元件上的热应力。如果超过各元件的热额定值，保护动作，跳交流断路器，保护各元件免受热损坏。

电抗器的功率计算：

其中R随频率变化，随着频率的增长，电抗器的阻值存在集肤效应，由于保护装置采样频率和运算能力的限制，目前还无法精确计算出电抗器的功率损耗，但可以用近似的方法推算出这个值。

计算电抗器总的功率消耗公式为：

其中K为总的发热系数，为流经电抗器的总电流有效值。

定时限过负荷保护的动作方程及电抗器谐波过流保护基本原理：

其中为定值，K为发热系数，为电抗器的总电流有效值。电抗谐波过负荷逻辑如图3所示。

图3：电抗谐波过负荷保护逻辑框图

3案例分析

3.1 案例介绍

2011年04月30日20时23分，某换流站3614滤波器保护A电抗器L2过负荷保护动作，跳开3614开关，3614滤波器保护B未动作。监控后台OWS告警信息事件记录如表1所示：

表1：OWS告警信息事件记录

序号时间 事件记录

120:23:25:090 第一大组第四交组交流滤波器保护屏

AFP14A保护动作

220:23:25:828 第一大组第交流滤波器保护屏PBP1A

失灵动作

320:23:25:856WA-Z14-Q1/3614开关锁定

420:23:25:870WA-Z14-Q1/3614开关跳闸出口

520:23:25:871WA-Z14-Q1/3614开关合位消失

620:23:25:881WA-Z14-Q1/3614开关分位产生

现场检查3614交流滤波器保护屏A SDR-101A保护装置电抗器L2过负荷保护动作，3614开关操作箱A相跳闸Ⅰ、B相跳闸Ⅰ、C相跳闸Ⅰ红灯亮。如图4所示。

图4：3614开关Ⅰ线圈跳闸

3614交流滤波器保护屏A SDR-101A保护装置采样值，CPU1电抗器L2 Iarms值在0.09-0.58A之间波动，CPU2电抗器L2 Iarms（A相二次电流有效值）为56.274A，折算到一次电流为56274A，初步分析此值并非真实值，对装置CT二次回路进行检查，回路无异常，核对保护装置定值无误，表明保护装置采样环节存在异常。具体见表2、3。

表2：CPU2电抗L2采样值

序号 名称 量值

（A）

1电抗L2 Ia 0.000

2电抗L2 Ib 0.000

3电抗L2 Ic 0.000

4电抗L2 Iarms56.272

5电抗L2 Ibrms0.004

6电抗L2 Icrms0.004

表3：CPU1电抗L2采样值

序号名称量值

（A）

1电抗L2 Ia 0.000

2电抗L2 Ib 0.000

3电抗L2 Ic 0.000

4电抗L2 Iarms0.09-0.58

5电抗L2 Ibrms0.004

6电抗L2 Icrms0.004

现场重启保护装置，故障未消失。对3614交流滤波器保护屏A SDR-101A保护装置模拟转换插件进行更换，更换后调整了装置零漂，并对所有CT支路电流量进行采样测试，测试结果正常。查看3614交流滤波器保护屏A差动电流、电容器不平衡电流，结果正常，核对3614交流滤波器保护A保护装置定值正确。经观察CPU1、CPU2采样值正常，投入该交流滤波器后，观察CPU1、CPU2测量值正常。

3.2 事故原因分析

3.2.1 3614交流滤波器保护原理及采样原理

3614交流滤波器保护为双重化配置，两套保护均采用许继日立公司SDR-101A微机交流滤波器保护装置，保护配置及CT取量图如图5所示：

图5：3614保护配置及CT取量图

SDR-101A保护装置硬件结构如图6所示：

图6：SDR-101A保护装置硬件框图

SDR-101A保护装置共有两块完全独立、相同的CPU板卡，分别为CPU1 和CPU2，其中CPU1为动作CPU，CPU2为启动CPU。保护装置出口跳闸采用“启动＋保护动作”的方式。由于保护采样为每个周波48个采样点，针对含有高次谐波的电气量保护装置无法通过软件计算出有效值，只能通过专用的芯片计算出有效值。通过硬件框图可以看出，模拟转换插件至两块CPU插件为两条独立的通道，但是设计在同一个模拟转换板内，如图7所示，左侧通道为动作CPU1采集通道，右侧通道为启动CPU2采集通道。

图7:模拟转换插件

3.2.2 3614交流滤波器保护A动作分析

查看保护动作报告，动作元件为电抗器L2谐波过负荷3段动作，动作相为A相，动作电流有效值为0.513A。3614交流滤波器电抗器L2谐波过负荷动作策略[5]如表1所示。

表4 ：HP24/36滤波器不平衡保护动作策略表

序号故障级别动作后果电流定值延时定值

（mA） （s）

1 过负荷1段报警 0.41520

2 过负荷2段延时跳闸 0.421540

3 过负荷3段立即跳闸 0.44525

分析故障录波器录波图，发现保护动作前电抗器L2支路电流及其它各支路电流波形均正常，无故障分量。故障录波图如图8所示：

图8：故障录波图

根据录波图和保护动作情况分析，一次设备无异常，3614交流滤波器保护A测量故障是导致保护动作跳闸的原因。保护装置CPU1电抗器L2 Iarms为0.099A，而CPU2电抗器L2 Iarms为56.274A。保护装置CPU1/CPU2电抗器L2 电流有效值是根据电抗器L2支路CT采样值计算均方根而得，此时3614交流滤波器已停运，已无电流流过此CT。根据此现象分析3614交流滤波器保护A模拟量采样存在异常。

为确定采样环节中具体的故障点，对装置进行以下检查处理：

1）对保护装置的L2电抗器CT回路进行注流试验，检查保护装置人机界面上显示的采样值和计算值。

2）重启保护装置，检查异常未消失，证明3614交流滤波器保护A装置的模拟转化插件可能故障，现场更换了新的模拟转换插件。

3）更换模拟转换插件后异常消失，证明故障点在模拟转换插件上，再将旧模拟转换插件重新更换回去，异常再次出现，确定为模拟转换插件故障导致测量异常。

4）现场更换模拟转换插件后，对各通道的零漂进行调整和1A运行环境下的系数进行调整后故障消除。

4结论及建议

通过上述检查处理过程可得到以下结论：此次保护动作为3614交流滤波器保护A模拟转换插件上L2电抗器A相电流采集、计算双通道异常导致。针对该异常提出以下建议：

1）建议改进装置，将保护启动元件和动作元件完全隔离，目前两个元件的模拟转换设备设计在同一块板卡上，存在单板卡故障导致保护误出口隐患，改良后将防止装置误动作，保障交流滤波器的稳定运行。

2）运维单位定期对保护装置的采样值进行分析，制定相应反措，及时发现异常采样值。

参考文献

[1] 刘振亚．特高压直流输电技术研究成果专辑[M]．北京：中国电力出版社，2006.

[2] 赵婉君．高压直流输电工程技术[M]：中国电力出版社，2009.

[3] 国网运行有限公司．互感器、滤波器及避雷器设备[M]．北京：中国电力出版社，2009.

谐波电流范文第5篇

首先再解释下ROBOTS协议，所谓ROBOTS协议就是可以让站长通过设置，让网站的内容不出现在搜索引擎中，而这君子协议也只是一种公约，并不构成任何法律效力，那么现在我们假设ROBOTS协议失效，那些关于ROBOTS的历史会走向怎样的另一种可能。

历史事件一，Facebook屏蔽谷歌搜索

FACEBOOK中的内容，只要谷歌想抓取，放到搜索引擎上，从技术角度来说是没有丁点难度的。但是直到今天谷歌都没有抓取FACEBOOK中的海量用户内容，而这些海量的内容对谷歌来讲是巨大的损失。

那么假如没有robots协议，谷歌便可以随意抓取，而facebook根本无力抵抗，其用户生产的UGC内容就会肆意的出现在谷歌的搜索结果中，而facebook依靠用户UGC生成出的内容护城河也将功亏一篑，用户要想搜索好友不通过facebook搜索而是绕过facebook直接从谷歌所搜就可以，这对facebook来说就无法构成闭环，必将损失惨重。

历史事件二，默多克旗下新闻屏蔽谷歌搜索

从传统媒体起家的默多克，对于搜索引擎的态度相当不友善，默多克曾将雅虎谷歌等搜索引擎都说成是”网络寄生虫“。

当然，谷歌的回应很简单，如果不想让贵站的内容出现在搜索结果中，请使用robots协议禁止我们抓取即可。

随后默多克在09年开始展开计划，对谷歌等搜索引擎展开行动，对旗下多家新闻网站屏蔽搜索爬虫。谷歌便不再抓取。那么现在我们假设没有robots协议的话，谷歌就会肆无忌惮的继续抓取新闻网站的内容，很可能就成为了真正的“寄生虫”，并且还会与默多克集团的官司不断。

好在谷歌遵守了，直接堵住了默多克的嘴，而随后默多克也无话可说。

历史事件三，淘宝屏蔽百度搜索

2008年百度有啊C2C平台上线，利用搜索优势打算与阿里正面竞争。淘宝采取对抗措施，屏蔽百度抓取淘宝内容，而百度也无可奈何，只能望内容兴叹。

如果没有robots协议的话，那么淘宝就没有办法屏蔽百度，百度就可以依然肆无忌惮的抓取淘宝的海量内容，让阿里的计划全盘落空，哑巴吃黄连。

而好在百度遵守规则，通过遵守规则与阿里竞争，哪怕最后百度有啊以失败告终，也没越过雷池一步。

历史事件四，京东屏蔽一淘

京东与阿里想来水火不容，京东屏蔽支付宝，屏蔽新浪微博登录，而屏蔽阿里系的一淘搜索自然也在情理之中，是一种正常的商业竞争行为。而一淘失去京东的商品搜索结果，对自身损失也可谓极大。

好的，那么假如现在没有ROBOTS协议，阿里也同样可以毫无压力的抓取京东的内容，充实自己的一淘搜索结果，京东也只能隔空骂阿里流氓并且束手无策。

当然，好在大家都是按照规矩竞争，阿里的一淘就算做的再差也没有去抓取京东的内容。

历史事件五，优酷同时屏蔽百度与谷歌搜索

08年末由于优酷面临宽带运营的成本压力，所以在段时间内屏蔽了搜索引擎以减轻自己的服务器压力。

而如果当时没有ROBOTS协议的话，那么所搜索引擎的抓取将使优酷面临更巨大的成本压力，难以过冬，甚至很有可能命悬一线。

而ROBOTS协议，给了优酷喘息的机会。

历史事件六，QQ空间

QQ空间自从诞生以来就只对旗下的搜搜开放，而对百度和谷歌等一直是屏蔽措施，我们无法在百度和谷歌上搜索到QQ空间的大量内容。直到2012年，QQ空间才终于将内容向其他搜索引擎开放。

如果没有ROBOTS协议的话，那么从QQ空间诞生之初就是百度谷歌等搜索引擎的囊中之物了，腾讯运营的再好，内容也会被别人家拿去，而腾讯也无法对旗下的搜搜进行保护。