弓网离线接触电流总谐波畸变率的实验研究

受电弓与接触网(弓网)是电气化铁路中牵引供电系统的重要组成部分,弓网系统在运行过程中会发生离线现象,弓网离线会带来严重的电磁噪声问题。利用弓网电弧电磁噪声实验平台开展了不同条件下的弓网离线实验,分析了弓网离线状态下接触电流的频域特性。采用接触电流总谐波畸变率来表征弓网离线的传导电磁噪声特性,获得了接触电流总谐波畸变率与回流电流、接触压力和滑动速度之间的变化关系,建立了有效的接触电流总谐波畸变率数学模型,为深入研究弓网离线传导电磁噪声提供了实验依据和理论基础。

逆变电路电压总谐波畸变率的仿真分析

采用正弦脉宽调制(SPWM)的逆变电路的输出电压为一系列等幅不等宽的矩形脉冲,并非理想的正弦波。为了分析这种逆变电路的谐波特性,推导了SPWM波形的傅里叶级数展开式,并利用MATLAB软件对正弦脉宽调制逆变电路输出电压的波形进行了仿真分析,观察改变调制度和载波比对于输出电压总谐波畸变率的影响。仿真结果表明,保持载波比不变时,电压总谐波畸变率与调制度成反比;而在保持调制度不变时,改变载波比,电压总谐波畸变率基本上保持不变。

基于振动频谱分析和总谐波畸变率的电力变压器故障诊断方法研究

利用振动法对电力变压器进行监测是国内外研究的热点。目前,人们常采用振动信号的基频幅值作为诊断变压器特征指标,而变电站现场基频幅值受多种因素影响,这种状况导致了振动法较少应用于变电站现场。该文对实验室和变电站变压器振动信号进行频谱分析,采用总谐波畸变率作为特征指标诊断变压器运行状态。实验结果表明,空载时铁芯和箱体振动信号基频幅值与电压平方近似呈线性,短路时绕组和箱体振动信号基频幅值与电流平方近似呈线性。绕组变形和铁芯松动时,基频幅值和谐波含量显著增加。变压器运行年限越长,总谐波畸变率越大,当总谐波畸变率超过20时,变压器存在绕组或铁芯故障。

主动频率偏移法中减小总谐波畸变率的方法

在光伏并网发电系统中孤岛检测对电网安全起着重要作用,而各种常见的主动式和被动式孤岛检测方法也是种类繁多,各有优点和缺点。其中衡量孤岛检测方法优劣的一个重要的指标就是总谐波畸变率(THD),为了降低总谐波畸变率对电网造成的危害,此文对主动式孤岛检测方法进行分析研究和仿真验证,提出了几种减小总谐波畸变率的方法,并通过对仿真结果的对比,证明改进方法降低了总谐波畸变率,从而对并网电流质量的提高和居民用电安全性的改善提供了可靠的依据和途径。

基于改进变步长LMS算法的谐波电流检测法

针对传统基于瞬时无功功率理论谐波电流检测中的二阶低通滤波器无法同时满足检测精度和响应时间的问题,提出了基于改进的双曲正切函数变步长LMS算法(IVSSLMS)的低通滤波器提取p轴和q轴中直流分量的方法;将两个谐波电流的间隔时间通过适当的调节采样间隔次数来延长,目的是为了达到高次谐波的自相关性能迅速降为零。从理论上分析了算法性能的优越,给出了参数的取值,并在simulink中搭建了仿真模型,仿真实验结果表明,改进后的低通滤波器直流分量的跟踪速度提升了一倍,得到基波正弦波形的THD值下降了0.37%。并得出以下结论:在同样输电条件下,采用改进变步长LMS算法构成低通滤波器加快了直流量的跟踪,提取的基波分量更加接近于理想波形,提升了谐波检测的瞬时性和准确性。

低谐波畸变率风光互补逆变系统的研究

针对风能和太阳能能量来源的不可预测性,设计了一个响应快速,输出稳定且总谐波畸变率低的高效率逆变系统。太阳能和风能的不确定性使直流输入电压波动具有快速性、随机性和幅度大等特点。基于全桥拓扑的SPWM调制技术和dsPIC30F4011控制器的PID双环反馈控制技术,通过对正弦表的优化、死区补偿、硬件电路优化,使系统效率最优。通过Matlab仿真获取PID的比例积分参数,在5 kVA实验样机上验证了该方案的优越性和可行性。该系统在独立的风光互补发电系统中有很高的推广价值。

储能变流器谐波畸变率测试问题探讨

储能变流器的型式试验项目众多,相关标准对部分试验项目的方法及内容缺少必要的规定,导致项目实际测试时不同的机构、不同的检测人员可能带来较大的差异。针对大功率储能变流器在电压、电流总谐波畸变率测试过程中由于负载不同、测试仪表接线方式不同出现的一些异常情况来做一些探讨,旨在引起检测人员的注意,并为储能变流器产品改进及标准完善提供参考。

直流偏磁条件下变压器的谐波畸变特征

结合我国在建的±660kV直流输电线路(银川至青岛),基于建立的非线性磁模型,对距青岛换流站30km的220kV匡正站一号主变进行了谐波定量分析。结果表明,直流偏磁条件下变压器输出电压的偶次与奇次谐波含量均显著增加,使得变压器成为系统的严重谐波源。通过分析直流偏磁对变压器影响的相关因素,给出了该变压器输出电压偶次谐波含量与中性点注入直流的对应关系,为发展基于中性点反向注入电流的直流偏磁抑制方法提供了新思路。

基于BP神经网络的谐波电流建模及预估模型

伴随着大数据、人工智能等信息系统的集成与应用,大型建筑物中的能源需求预测、多能源调度、电能质量控制等逐渐成为保障智慧建筑各系统稳定运行的关键技术。电能质量控制方面主要考虑谐波分析与治理,在对大量实测数据进行统计与分析的基础上,针对谐波电流,利用非线性回归与BP神经网络进行建模,分别对电流总谐波畸变率与K系数,电流总谐波畸变率与变压器容量、负载率等关系进行拟合与预估,取得较好结果。本研究对于进一步分析并提升电能质量有重要借鉴作用。

额定功率小于25 W的LED灯具谐波含量探讨

对18款不同类型LED灯具的谐波含量进行测量,依据IEC 61000-3-2:2018《Electromagnetic compatibility(EMC)—Part 3-2:Limits—Limits for harmonic current emissions(equipment input current≤16 A per phase)》对灯具总谐波畸变率(THD)限值进行判定。同时对比不同类型LED灯具在调光状态下的谐波含量,并对测量结果进行分析。

基于模型预测控制的不平衡电网电压下三相燃料电池并网发电系统功率解耦控制策略

当三相电网电压不平衡时,由于直流-交流功率耦合,质子交换膜燃料电池(PEMFC)的输出电流会产生低频电流脉动,影响其输出性能和使用寿命。此外,功率耦合将导致交流侧的并网电流畸变。文章提出了一种功率解耦控制策略,以消除燃料电池输出电流脉动,同时降低并网电流的总谐波畸变率(THD)。DC-DC变换器和DC-AC逆变器分别由基于虚拟矢量和最优占空比的改进模型预测控制(MPC)算法控制,通过改进的MPC方法,可实现对参考电流的精确跟踪,并获得良好的鲁棒性和暂态性能。最后,仿真结果验证了所提功率解耦控制策略的有效性。

变频器输出频率与负载率对谐波产生的影响

变频技术是目前油田节能的重要手段,应用非常广泛。与此同时,变频器谐波是油田生产以及油田电网一个比较棘手的问题,它对供电电路、供电线路中的设备均有不同程度的影响。因此,对于谐波的研究是一项势在必行的课题。文中探究了变频器谐波的产生原因、变频器谐波的特性、谐波的影响与危害以及谐波的治理手段等,同时进行实验,验证变频器在不同工况下产生谐波大小的变化情况。

LED灯具谐波对核电厂厂用电电能质量影响研究

根据国内标准规范对电能质量和谐波发射限值的要求,介绍了LED灯具的谐波特性及核电厂厂用电电能质量要求,提出了LED应用于核电厂照明系统时电流总谐波畸变率限值宜低于15%,为新建和改造的核电厂照明系统中采用LED灯具提供参考。

原水泵站大功率变频器谐波的基本分析

针对变频器所造成的谐波带来的问题,对某原水泵站新增变频器产生的谐波进行了测量分析。提出了治理的措施,以达到减少谐波造成的危害,提高系统效率,保护电气设备,以及保障城市安全供水。

防城港码头公司高次谐波的危害及相应对策

随着港口生产的发展,港口电气设备采用变频技术越来越广泛,由于变频系统的特性,其运行过程产生的高次谐波对港口电网设备的危害也日益严重,本文根据防城港的多年使用实践,列举了高次谐波对电容、变频器、电子仪表等不同设备的危害案例,分析了这些高次谐波产生危害的原因,同时针对不同设备所采取的相应对策,并对港口今后的消谐措施提出建议。

谐波条件下基于计量误差量化分析的电能计量方案

对谐波背景下电子式电能表全波计量和基波计量方式之间的计量误差进行了量化分析,并以此为基础提出了具有实用性和合理性的电能计量方案。首先,从合理性和适用性出发,分析了谐波背景下不同计量方式存在的问题;其次,根据三相非正弦不平衡系统谐波功率的计算方法,得出了定量化计算不同计量方式下计量误差的理论表达式,结果表明该误差可表示为电压和电流总谐波畸变率以及功率因数的函数;以此为基础提出了新的电能计量方案。通过仿真计算验证了计量误差定量化计算方法和分析结论的正确性和有效性。

采用滑模变结构直接功率控制的回馈级联型逆变器设计与验证

回馈逆变器因可实现能量的双向流动而广泛运用于负载需要4象限运行的场合。为此,对回馈级联型逆变器(EFCI)进行了深入研究。对回馈级联型逆变器H桥整流部分,实现了滑模变结构直接功率控制(SMVR-DPC),除了可实现H桥有功、无功和直流电压控制外,还可减小逆变器输入电流中的谐波,该方法控制简单,具有很好的动态品质和鲁棒性以及小的总谐波畸变率(THD)。对回馈级联型逆变器H桥逆变部分,为了提高直流电压利用率并减小逆变器输出电流中的谐波,对其在60°坐标系中基于3电平逆变器的简化空间矢量调制进行了研究,该简化空间矢量调制的矢量选取与作用时间计算非常简单。最后,仿真与实验结果验证了所提方法的正确性。

污秽绝缘子泄漏电流频率和相位特征的试验研究

污闪是电力系统安全运行的严重威胁,提取污秽绝缘子泄漏电流特征量是有效实现污闪预警的前提之一,目前污闪预警并不十分理想的原因之一是表征污闪与泄漏电流关系的特征量尚未达成共识。以人工污秽试验为基础,结合交流下污秽绝缘子表面电弧放电机制,分析了盐密和湿度(relative humidity,RH)对绝缘子表面泄漏电流相位(θ)的影响,泄漏电流的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)、高次谐波和低次谐波与泄漏电流波形畸变之间的内在联系。结果表明:θ随RH的增加而减小;泄漏电流波形畸变的主要原因是电弧放电产生的3次谐波,轻污时THD随RH的增加而缓慢增加,污秽较重时THD随RH的增加呈先减小后增加的趋势,存在极小值,在THD极小值处,污秽绝缘子开始产生局部放电现象。根据理论分析和试验验证,提出可利用θ和THD的变化趋势在空气湿度较低时进行污闪预警。

三相电压型PWM整流器双开关表直接功率控制策略

首先,提出了一种直接功率控制改进策略,用以解决三相电压型脉冲宽度调制整流器采用传统直接功率控制时存在的扇区判断算法复杂和无功功率周期性波动问题。该改进策略设置2个开关表,对无功功率误差进行判断,并根据误差大小选择不同的开关表。然后,对所提出的扇区判断方法进行了分析,该方法避免了复杂的坐标变换和反正切函数运算;给出了2个开关表的选择原则,即分别以最大限度地降低开关损耗和提高无功功率响应速度为原则。最后,通过MATLAB/Simulink仿真与传统直接功率控制进行对比。仿真结果表明,该改进策略不仅取得了更低的交流侧电流谐波总畸变率,同时有功功率、无功功率到达稳态的时间也提前近38.5%。

D类音频功率放大器的关键技术

随着移动音频设备的迅速发展,传统的模拟线性放大器已不能满足大功率输出同时发热量少的要求,而D类放大器能克服以上缺点,但其引入的失真通常大于线性放大器,研究适合的控制方法以改善D类放大器的保真度,是近年来声学技术和音频功率放大领域研究的热点。本文除了介绍D类放大器的基本原理之外,还着重分析了几种新型的关键控制技术以及元器件选择、电磁兼容、电路板布局方面需要重视的一些问题。