基于虚拟仪器的变电站谐波监测与分析系统的实现.pdf
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1、Telecom Power Technology 10 Oct.10,2023,Vol.40 No.19 2023 年 10 月 10 日第 40 卷第 19 期设计应用技术DOI:10.19399/ki.tpt.2023.19.004基于虚拟仪器的变电站谐波监测与分析系统的实现康 锴(国网固原供电公司,宁夏 固原 756000)摘要:近年来,我国经济发展速度不断加快,不同类型的电力电子设备在各个领域得到了广泛应用。然而,大量使用电力电子设备会导致电网受到电磁污染,加之工业和商业领域的电能质量要求不断提高,因此对电力系统谐波来源和分布状况进行科学的监测和分析,寻找消除和限制电力系统谐波的措施至
2、关重要。通过分析变电站谐波的特点,提出基于虚拟仪器的变电站谐波监测与分析系统的实现方法,为有效解决变电站谐波问题提供帮助。关键词:虚拟仪器;变电站;谐波监测与分析系统;电力电子设备Realization of Substation Harmonic Monitoring and Analysis System Based on Virtual InstrumentKANG Kai(State Grid Guyuan Power Supply Company,Guyuan 756000,China)Abstract:In recent years,Chinas economic developm
3、ent has been accelerating,and different types of power electronic equipment have been widely used in various fields.However,the extensive use of power electronic equipment will lead to electromagnetic pollution of the power grid,and at the same time,the power quality requirements in industrial and c
4、ommercial fields are constantly improving.Therefore,it is very important to scientifically monitor and analyze the sources and distribution of harmonics in the power system and find out the measures to eliminate and limit harmonics in the power system.By analyzing the characteristics of substation h
5、armonics,this paper puts forward the realization method of substation harmonics monitoring and analysis system based on virtual instrument,which provides help for effectively solving substation harmonics problems.Keywords:virtual instrument;substation;harmonic monitoring and analysis system;power el
6、ectronic equipment0 引 言目前,虽然我国已经开始重视对变电站谐波的监测和控制,但是传统测量仪器设备的体积大、功能较少、缺乏可扩展性,应用和维护成本高,无法实时进行谐波参数的监测和分析。相比之下,基于虚拟仪器的变电站谐波监测与分析系统具有强大的功能和灵活性,可实时动态监测和分析变电站谐波,为谐波的控制提供保障。因此,在变电站谐波监测分析过程中应积极采用虚拟仪器,提升谐波监测的效率和水平,为变电站电力系统的安全稳定运行提供有力支持。1 变电站谐波分析1.1 变电站谐波来源对于变电站的电力系统而言,谐波的来源较多,主要涉及断路器操作、电容器补偿装置等,具体如表1 所示。1.2 变
7、电站谐波的危害变电站电力系统中存在谐波会导致整体电力系统运行的安全性和稳定性受到不利影响,具体危害表现如下。第一,谐波会导致电网中的有功功率损耗增大,造成电网负荷损失,引起电网能效降低,增加电收稿日期:2023-08-14作者简介:康 锴(1971),男,宁夏固原人,本科,工程师,主要研究方向为电力工程及电气试验。表 1 变电站谐波分析变电站谐波来源具体表现非线性负载当电力系统中存在非线性负载,如电弧炉、变频器、电子设备等,这些负载会引起电流的非线性变化,产生谐波;非线性负载的特点是电流与电压之间不再呈线性关系,导致谐波电流的产生断路器不合理操作在变电站中,断路器的操作会产生瞬时的电流冲击和电
8、压变化,这些瞬时变化会引起谐波的产生电容器补偿装置变电站中常会使用电容器进行无功补偿,电容器的接入会导致电压和电流之间的谐波扩大变压器饱和变压器在工作过程中,当负载电流增大到一定程度时,会导致铁芯饱和,使得变压器输出的电压波形发生变形,产生谐波系统故障电力系统中的故障,如短路、接地故障等,会引起电流和电压的突然变化,产生谐波 2023 年 10 月 10 日第 40 卷第 19 期 11 Telecom Power TechnologyOct.10,2023,Vol.40 No.19 康 锴:基于虚拟仪器的变电站谐波监测 与分析系统的实现力系统的运行成本。第二,谐波会引起电压波形失真,使得电压
9、不再是纯正弦波,而是含有谐波成分,影响电力设备的正常工作,降低设备的可靠性和寿命。第三,谐波会导致电流波形失真,使得电流不再是纯正弦波,而是含有谐波成分,导致电流过载,使得电力设备的运行不稳定,甚至引起设备过热、损坏或触发保护装置。1.3 传统的谐波测量仪器谐波分析仪是一种专门用于测量电力系统谐波的仪器,可以通过连接到电力系统的测量点,实时监测电压和电流的波形,并对谐波进行分析和计算。谐波分析仪通常具有多个测量通道和高精度的谐波分析功能,可以提供谐波幅值、相位、频率等参数。此外,部分高级的数字电能表具有谐波测量功能,可以测量电压和电流的谐波含量。此类电能表通常具有内置的谐波分析算法,可以直接显
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