專利名稱：用電子計算機的電力諧波監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量和監(jiān)視電力諧波的方法。
電力是指頻率50、60赫茲等工業(yè)生產(chǎn)電力包括直流輸變電。電力諧波是指以上述頻率為基波的高次諧波，電力諧波主要是非線性電氣設(shè)備在運行中產(chǎn)生的，它等效為諧波電流源，把諧波電流注入系統(tǒng)。電力諧波存在于供用電系統(tǒng)的線路和電氣設(shè)備，也存在于與電力系統(tǒng)不直接供電聯(lián)系的系統(tǒng)和設(shè)備，如通訊系統(tǒng)及電磁兼容系統(tǒng)等。以下把諧波電流、諧波電壓和諧波阻抗稱為諧波，一般均指有效值;把含有諧波電流、諧波電壓的系統(tǒng)、線路及電氣設(shè)備稱為系統(tǒng)。
在中國《發(fā)明專利公報》第六期、第46號中公開了“電力系統(tǒng)諧波測量方法和測量儀”-申請?zhí)?9105302.6、申請日89.5.30、公告號CN1046982A
公開日1990年11月14日的專利申請。其發(fā)明目的是，測出電力系統(tǒng)諧波的時域頻域特性和諧波的定量統(tǒng)計參數(shù);排除測量干擾，提高測量精度;把待測系統(tǒng)的諧波電流、電壓作為時域頻域上統(tǒng)一的量測量分析，求出系統(tǒng)的諧波電氣結(jié)構(gòu)和諧波參數(shù);對電力系統(tǒng)的諧波進行實時監(jiān)測，使電力系統(tǒng)及其濾波裝置安全經(jīng)濟運行。其解決方案是①通過對信號檢測采樣變換，應(yīng)用電子計算機等間隔地連續(xù)地進行付立葉運算分析，等間隔地連續(xù)地給出諧波分析結(jié)果，測出系統(tǒng)諧波的時域頻域特性;
②把諧波電流作為輸入量，把由該諧波電流在系統(tǒng)造成的諧波電壓作為輸出量，作傳遞函數(shù)運算，進行統(tǒng)一的動態(tài)的諧波分析，等間隔地連續(xù)地給出諧波分析結(jié)果，測出系統(tǒng)的諧波電氣結(jié)構(gòu)和諧波參數(shù)、系統(tǒng)諧波阻抗的時域頻域特性;
③通過諧波的時域頻域特性與利用信息的相關(guān)和相干關(guān)系，排除來自測量系統(tǒng)內(nèi)外的干擾。
即“時域→頻域→時域”的方法，或簡稱“TFT方法”。
④顯示在屏幕上打印在圖紙上，對分析結(jié)果進行數(shù)學統(tǒng)計。
⑤有白噪音信號發(fā)生器測量電氣設(shè)備的靜態(tài)幅頻特性。
它的不足之處是“等間隔地連續(xù)地采樣進行付立葉運算分析諧波，等間隔地連續(xù)地給出諧波分析結(jié)果”所說的等間隔的間隔是予先調(diào)定的，即在測量之前，由測量者決定的，是不隨著系統(tǒng)電流電壓或電力諧波的變化自動調(diào)整的。過密的間距增加了運算量和測量時間，過大的間距不能測出實際諧波特性。在沒有諧波發(fā)生時，仍然不會減少電子計算機的運算量和存儲量。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種用電子計算機的電力諧波監(jiān)測的新方法它是在時間域跟蹤頻譜的過程中，也即在前后兩次采樣作付立葉計算之間的間隔長度，即TFT步進長度St是可以自動調(diào)整的，它控制著測量密度，達到如實地測出諧波的時域頻域特性，而又減少電子計算機的運算量和存儲量。
本發(fā)明的目的還在于應(yīng)用電子計算機與較少硬件組合的方法，達到提高測量速度、增加測量內(nèi)容、減少硬件數(shù)量，擴大廠礦電子計算機功能和使用率的目的;所使用的硬部件、軟件都裝設(shè)在便攜式電子計算機內(nèi)，達到工地現(xiàn)場使用方便的目的;不使用磁帶記錄儀，達到減少設(shè)備的目的。
本發(fā)明的目的還在于不僅監(jiān)測電力系統(tǒng)的諧波，也監(jiān)測與電力系統(tǒng)不是直接供電連接的其他系統(tǒng)的諧波，達到監(jiān)測電力諧波的目的。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到通過單相或三相信號檢測變換裝置，對電力系統(tǒng)電流電壓信號分析采樣或并行同步無時間差采樣，變換為數(shù)據(jù)量，應(yīng)用電子計算機等間隔地連續(xù)地進行付立葉運算分析諧波，等間隔地連續(xù)地給出諧波分析結(jié)果，測出系統(tǒng)諧波的時域頻域特性。
把流入系統(tǒng)的諧波電流作為系統(tǒng)的輸入量，把由該諧波電流在系統(tǒng)造成的諧波電壓作為該系統(tǒng)的輸出量，等間隔地連續(xù)地進行付立葉運算分析諧波，作傳遞函數(shù)運算，進行統(tǒng)一的動態(tài)的諧波分析，等間隔地連續(xù)地給出諧波分析結(jié)果，測出系統(tǒng)諧波的時域頻域特性，即系統(tǒng)內(nèi)部的諧波電氣結(jié)構(gòu)和諧波參數(shù)，諧波電流注入點視向電力系統(tǒng)的系統(tǒng)諧波阻抗的時域頻域特性。
通過諧波的時域頻域特性與利用信息的相關(guān)和相干關(guān)系，排除來自測量系統(tǒng)內(nèi)外的干擾。上述這種“時域→頻域→時域”的方法，可簡稱為“TFT方法”。
把諧波分析結(jié)果顯示在屏幕上打印在圖紙上，對分析結(jié)果進行數(shù)學統(tǒng)計。并有白噪音信號發(fā)生器測量電氣設(shè)備的靜態(tài)幅頻特性。
在上述TFT方法基礎(chǔ)上使等間隔的間隔，也就是前后二次采樣作付立葉計算之間的間隔長度，即TFT步進長度St是可以自動調(diào)整的，是隨著被測系統(tǒng)電流電壓的或電力諧波的變化自動調(diào)整，變化越快，TFT步進長度St越小。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達到TFT步進長度St隨著被測系統(tǒng)電流電壓的或電力諧波的變化自動調(diào)整，是電子計算機進行采樣作付立葉運算的過程中，根據(jù)被測系統(tǒng)電流電壓的或電力諧波的初始變化率自動調(diào)整的，初始變化率越大，TFT步進長度St越小。當采樣記錄在磁盤時，電子計算機根據(jù)測量的初始變化率，可重疊使用數(shù)據(jù)以提高測量密度，TFT步進長度St與付立葉計算數(shù)據(jù)塊長度Ft間的關(guān)系是St＝Ft時，依時間順序連續(xù)地使用數(shù)據(jù);
St＜Ft時，依時間順序重疊地使用數(shù)據(jù);
St＞Ft時，依時間順序間隔地使用數(shù)據(jù)。
所采用的電子計算機是①在電子計算機內(nèi)部的擴展槽裝有監(jiān)測電力諧波用的插接板，其上裝有前置放大器、采樣保持、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、白噪音信號發(fā)生電路，以及與電子計算機外部的信號檢測變換裝置聯(lián)接的接口。
②與電子計算機聯(lián)接的信號檢測變換裝置的數(shù)量，不論是電流的還是電壓的信號檢測變換裝置均可多于三個。
③與電子計算機聯(lián)接的信號檢測變換裝置，在檢測同類對象時，各個信號檢測變換裝置采用并行同步無時間差采樣。
④測出的分析諧波結(jié)果，存入在電子計算機，顯示在電子計算機屏幕上，可把已測出的及正在測的諧波分析結(jié)果，同時多幅的顯示，可以在屏幕上下部分別顯示諧波的頻域及時域特性，分別顯示系統(tǒng)諧波阻抗時域特性及幅頻特性。
⑤在電子計算機內(nèi)裝有諧波超限報警裝置。
所應(yīng)用的電子計算機可以是便攜式電子計算機。
測量系統(tǒng)諧波電氣結(jié)構(gòu)和諧波參數(shù)、測量由諧波電流注入點視向系統(tǒng)的諧波阻抗時，所使用的注入系統(tǒng)的諧波電流，是指其幅值在時域頻域都是變化的諧波電流。
其幅值在時域頻域都是變化的諧波電流，可以是由安裝使用于電力系統(tǒng)及廠礦的非線性電氣設(shè)備產(chǎn)生的。
其幅值在時域頻域都是變化的諧波電流，可以是由專用諧波電流發(fā)生器產(chǎn)生的。
其幅值在時域頻域都是變化的諧波電流，還可以是流通于電力系統(tǒng)供用電線路中的諧波電流。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點①依據(jù)被測系統(tǒng)電流電壓、電力諧波的變化規(guī)律，自動調(diào)整測量密度，如實地測出諧波時頻特性，又減少電子計算機的運算量和存儲量。這比現(xiàn)有技術(shù)由測量者在測量前決定等間隔的間隔的方法，更加先進、合理。
②使用電子計算機、少量硬部件，與軟件組合的方法，提高測量速度、精度和內(nèi)容、減少設(shè)備，擴大電子計算機功能和使用率;可裝設(shè)在便攜式電子計算機，達到工地現(xiàn)場使用的目的。
③不僅監(jiān)測電力系統(tǒng)的諧波，也監(jiān)測與電力系統(tǒng)不是直接供電連接的其他系統(tǒng)的電力諧波。
④不使用磁帶記錄儀，達到減少設(shè)備⑤所使用許多硬件由電子計算機軟件取代，成本低，易推廣。
附圖的圖面說明如下

圖1電流時間曲線(TimeDomain)，電流幅值(有效值)在隨時間變化(可控硅供電的提升機的交流側(cè)電流)。
圖2是對圖1的電流采樣，作付立葉變換所得到的采樣塊的頻率特性(FrequencyDomain)，圖2左側(cè)是圖1起始點付立葉塊的頻譜，右側(cè)是終了點付立葉塊的頻譜。
圖3是對圖1的電流連續(xù)地采樣連續(xù)地作付立葉變換，連續(xù)地給出的諧波時域頻域特性，依時間順序的諧波電流時間曲線(TimeDomain)。
圖4是可控硅供電的軋機在軋鋼過程中的交流側(cè)電流時間曲線。
圖5應(yīng)用TFT方法給出的圖4的軋機的交流側(cè)的諧波電流時間曲線的一部分。
圖6是本發(fā)明《用電子計算機的電力諧波監(jiān)測方法》的電氣接線圖。
圖7是作付立葉計算的數(shù)據(jù)塊長度Ft與TFT步進長度St的關(guān)系示意圖。
圖8是電氣設(shè)備在受到諧波電流侵入時，測出的諧波電流時間曲線，當諧波電流侵入時，使用較小的St。
圖9同步測量諧波電流源發(fā)出的諧波電流和濾波器吸收的諧波電流對比圖。
圖10從諧波電流源視向系統(tǒng)的諧波阻抗圖(母線接有諧波電流濾波器組)。
圖11諧波電流濾波器靜態(tài)幅頻特性圖。
圖12諧波電流濾波器諧波阻抗時域特性曲線。
本發(fā)明下面將結(jié)合實施例和附圖作進一步詳述[實施例1]測量廠礦的非線性電氣設(shè)備的諧波電流。
該項測量是國內(nèi)外諧波限制標準和廠礦《電磁兼容》設(shè)計和濾波工程的要求，是防治諧波危害的重要內(nèi)容。以下以測量由可控硅變流裝置供電的礦用提升機在運行中的諧波電流，也就是測量提升機交流供電側(cè)的交流電流中所包含的諧波電流為例，本例的測量方法適用于同類的廠礦設(shè)備。
本實施例的測量內(nèi)容①測出運行周期的各次諧波電流時間曲線;②測出諧波電流最嚴重時的諧波時域特性;③予測各種運行負荷條件時，特別是予測全負荷全速運行時的諧波電流。由于篇幅所限，只給出②。
圖1是加速度段內(nèi)負荷電流的時間曲線的一部分;圖3是應(yīng)用的電子計算機并調(diào)整TFT步進長度St，測出的該加速度段內(nèi)的各次諧波電流時間曲線，顯示了諧波最嚴重時期即加速度過程諧波時頻特性。
測量方法和步驟如下<1>用電子計算機外部的信號檢測變換裝置，在本例中是使用一只電流互感器CT，檢測可控硅變流裝置交流側(cè)的電流;
<2>把電流信號送入安裝于電子計算機內(nèi)的插接板以下各件都是制作在一塊線路板上，插裝于電子計算機內(nèi)部的擴展槽內(nèi)，見圖6。
圖6中1-外部的信號檢測變換裝置本發(fā)明與電子計算機聯(lián)接的信號檢測變換裝置的數(shù)量，不論是電流還是電壓信號檢測均可多于三個，檢測的信號對象不論是電流的還是電壓均可多于三個;
2-前置放大器用于放大信號，當信號的幅值足夠大時，前置放大器的放大倍數(shù)為1;
3-濾波器當待測量信號中混有其他成分信號時，用濾波器濾除;
4-采樣保持器(S/H)5-模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)通過采樣保持器4和模數(shù)轉(zhuǎn)換器5把采樣信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，每一路信號輸入有各自的采樣保持器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對各路的信號可以分別采樣或并行同步無時間差采樣。
6-電子計算機7-諧波超限報警電路當指定頻率的諧波電流或諧波電壓超過指定值時，發(fā)出報警信號;
8-白噪音電路發(fā)生的白噪音信號用于測量濾波器的靜態(tài)幅頻特性;
9-電子計算機外殼。
以上使用的各類硬件的規(guī)格特性都是常用件，不作說明，所特殊的是體積小安裝在電子計算機內(nèi)。
<3>然后按常規(guī)的方法進行采樣作付立葉計算，電子計算機按循環(huán)語句依次采樣計算，把每次計算的結(jié)果，即諧波的幅頻特性存盤或是顯示。
對電流信號按付立葉計算常規(guī)的方法確定步長Ft，依時間順序連續(xù)地進行付立葉運算分析諧波，前后二次采樣作計算間隔St，根據(jù)電流電壓的初始變化率，或電力諧波的初始變化率調(diào)整，本例是根據(jù)電力諧波電流的初始變化率調(diào)整的。
圖2的左端是圖1起始點付立葉塊的頻譜，右側(cè)是終了點付立葉塊的頻譜。在測量時，電子計算機以一定的測量密度，從左端到右端連續(xù)地采樣作付立葉計算，給出圖3的測量結(jié)果。
關(guān)于自動調(diào)整TFT步進長度St的方法是電力系統(tǒng)中使用的各種可控硅供電的直流電動機，如軋機、電力機車、提升機等，盡管使用的變流裝置大致相同，加速度卻相差甚遠(加速時有最大的諧波電流)，也即初始變化率相差大。軋機在數(shù)秒內(nèi)加速完成，提升機十數(shù)秒，電力機車數(shù)十秒如圖3和圖5都是可控硅供電的電動機交流側(cè)諧波電流時間曲線，圖3是提升機大約16秒完成加速過程，而圖5是軋鋼機的，則在數(shù)秒內(nèi)完成加速過程。
檢測初始變化率的方法是電子計算機采用常用的循環(huán)檢測的方法，循環(huán)檢測，在有信號輸入時取提前量記錄，當檢測到諧波時采樣二次分析二次頻譜，比較二次頻譜中諧波電流的差值，差值越大，初始變化率越大，一般取工業(yè)諧波中的5次和11次。
按上述的例子，基礎(chǔ)數(shù)值是提升機類取TFT步進長度St可大于0.2秒;軋機類0.05秒;在平穩(wěn)階段，例如等速度、諧波值小于給定值時，可大于數(shù)十秒。
圖7是作付立葉計算的數(shù)據(jù)塊長度Ft與TFT步進長度St間的關(guān)系圖。
當采樣記錄在磁盤時，電子計算機根據(jù)測量的初始變化率，可重疊使用數(shù)據(jù)以提高測量密度，TFT步進長度St與付立葉計算數(shù)據(jù)塊長度Ft間的關(guān)系是St＝Ft時，依時間順序連續(xù)地使用數(shù)據(jù);
St＜Ft時，依時間順序重疊地使用數(shù)據(jù);
St＞Ft時，依時間順序間隔地使用數(shù)據(jù)。
式中TFT步進長度St的單位按數(shù)據(jù)長度，也可換算為時間秒，或是按基波波形的數(shù)量;
Ft為作付立葉計算的數(shù)據(jù)塊長度，它的單位為數(shù)據(jù)長度，也可換算為時間秒，或是按基波波形的數(shù)量。
<4>測出的分析諧波結(jié)果，存入在電子計算機，顯示在電子計算機屏幕上，可把已測出的及正在測的諧波分析結(jié)果，同時多幅的顯示，可以在屏幕上下部分別顯示諧波的頻域及時域特性，分別顯示系統(tǒng)諧波阻抗時域特性及幅頻特性。對指定曲線的部分進行數(shù)學統(tǒng)計;對指定部分例如加速度段擬合，按照不同的可控硅變流裝置的電路，求出理論時域特性。測量受諧波電流危害的電氣設(shè)備的諧波負荷測量廠礦電氣設(shè)備受諧波電流危害的程度，采取保護措施。
測量內(nèi)容測出注入電氣設(shè)備的諧波電流量，即平均值、最大值和達到指定值的持續(xù)時間;根據(jù)諧波電流的時域特性，分析系統(tǒng)的諧波特性。
圖8是電容器受諧波電流危害的實測例該被測電力電容器安裝在礦井6KV母線上，在同供用電系統(tǒng)有非線性電氣設(shè)備運行，諧波電流流入電容器損壞電容器。測量步驟與實施例1基本相同，特別部分是所使用的諧波電流，是流通于電力系統(tǒng)供用電線路中的諧波電流。
電流互感器CT接于電容器處，檢測電力電容器的電流;電子計算機采用常用的循環(huán)檢測的方法，當沒有諧波電流侵入時。電力電容器的負荷電流為常數(shù)，沒有變化，只檢測不記錄，當有諧波電流侵入時，采樣作頻譜分析，按5次和11次諧波電流的變化率，決定它的TFT步進長度St。電子計算機按原定程序運行，給出圖8的曲線(部分曲線)，并作數(shù)學統(tǒng)計。從圖8的曲線前部分可知，沒有諧波電流侵入時，電流沒有變化，電子計算機不記錄。根據(jù)諧波管理規(guī)定，測量廠礦注入供電系統(tǒng)的諧波電流諧波管理規(guī)定限制廠礦把過多的諧波電流注入供電系統(tǒng)。本發(fā)明的測量方法給出定量的諧波注入結(jié)論圖4是由供電方向供給軋機的負荷電流，圖5是測量出的該負荷電流中包含的諧波電流(圖中只給出2、3、4、19次諧波電流)，諧波電流注入供電系統(tǒng)形成干擾。
電流互感器CT接于軋鋼廠供電點處，本實施例不同于實施例1的內(nèi)容是①負荷電流和諧波電流都隨時間變化，所以可以根據(jù)負荷電流來決定TFT步進長度St;②電流的變化率遠大于圖1的提升機(提升機約在18秒完成一個運行周期，軋鋼機則在3.5秒有3個運行周期)，所以，取用的St小得多。
當諧波的幅值或持續(xù)時間超過指定值時發(fā)出信號。同步測量多路信號本發(fā)明與電子計算機聯(lián)接的信號檢測變換裝置的數(shù)量，不論是電流還是電壓信號檢測變換裝置均可多于三個。檢測的信號對象不論是電流還是電壓均可多于三個。對信號分別采樣或并行同步無時間差采樣。
本例是采用6只電流互感器，同時對6路電流并行同步無時間差采樣，方法是<1>1路是聯(lián)接諧波電流源(提升機)，1路是聯(lián)接系統(tǒng)(供電點的CT)，另3路是聯(lián)接3組諧波電流濾波器的電流，把6組電流信號送入電子計算機的6個輸入端子，對這6路電流信號要并行同步無時間差采樣;
<2>對各路信號按實施例1的方法，作付立葉運算給出各路諧波電流的時域特性曲線;
<3>顯示各路同頻率的諧波電流并對比同時間的數(shù)值;
圖9舉例給出的是①諧波電流源發(fā)生的200HZ諧波電流;②是注入第一組諧波電流濾波器的200HZ諧波電流;可見系統(tǒng)對該頻率的諧波電流有放大作用(流入濾波器的四次諧波電流大于諧波電流源發(fā)生的諧波電流)。測量系統(tǒng)的諧波阻抗測量系統(tǒng)的諧波阻抗是從諧波電流注入點(測量點)，視向電力系統(tǒng)的系統(tǒng)諧波阻抗，測量系統(tǒng)的諧波電氣結(jié)構(gòu)和諧波參數(shù)，本發(fā)明在作這類測量時所使用的注入系統(tǒng)的諧波電流，是該諧波電流的幅值在時域頻域都是變化的諧波電流，可以是安裝使用于電力系統(tǒng)及廠礦的非線性電氣設(shè)備產(chǎn)生的;也可以是由按這一技術(shù)要求制造的專用諧波電流發(fā)生器產(chǎn)生的。
本例的具體作法是<1>把廠礦的非線性電氣設(shè)備等效為諧波電流源，它把在時域多變的諧波電流In(t)注入系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的輸入量，通過檢測該設(shè)備的負荷電流取得系統(tǒng)的輸入信號;
<2>把該諧波電流在系統(tǒng)母線產(chǎn)生的諧波電壓降Un(t)，作為該系統(tǒng)的輸出量，通過檢測母線電壓取得系統(tǒng)的輸出信號;
<3>因此，本例是在測量從廠礦諧波電流源視向系統(tǒng)方向的諧波阻抗，由于在諧波電流源的同一母線上安裝有低諧波阻抗的諧波電流濾波器，本例的測量結(jié)果顯示了該濾波器的工作狀態(tài);
<4>信號聯(lián)接于電子計算機內(nèi)的采樣裝置，對電流電壓信號要并行同步無時間差采樣，作付立葉計算和傳遞函數(shù)計算傳遞函數(shù)計算是常規(guī)計算，只是它的輸入輸出量按下式系統(tǒng)的輸入量In(t)，系統(tǒng)的輸出為Un(t)，它們的付立葉變換為Xn(f)及Yn(f)，則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)按通常的定義為Hn(f)＝Y(jié)n(f)/Xn(f)也即系統(tǒng)的諧波阻抗-幅頻特性為Zn(f)＝Un(t)/In(t)電子計算機計算給出阻抗的幅頻特性，并按TFT程序連續(xù)地給出諧波阻抗的時域特性。如圖10所示圖中橫軸為諧波次數(shù)，縱軸為諧波阻抗，圖中顯示由五組諧波濾波器在母線運行，圖中的方點指示諧波的位置。
<5>排除來自測量系統(tǒng)內(nèi)外的測量干擾本發(fā)明是采用在時域復(fù)雜多變的諧波電流In(t)注入系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的輸入量，把該諧波電流在系統(tǒng)母線產(chǎn)生的諧波電壓降Un(t)，作為該系統(tǒng)的輸出量，輸入輸出同步易于按通常的方法計算互功率譜、自功率譜，驗證輸入輸出間的正確關(guān)系。
<6>由常規(guī)電工、通信技術(shù)和無線電技術(shù)可知，系統(tǒng)的諧波阻抗是由電阻感抗容抗組成的，按最終取得的系統(tǒng)諧波阻抗的幅頻特性和時域特性擬合系統(tǒng)諧波電氣結(jié)構(gòu)和諧波參數(shù)。測量廠礦母線短路阻抗(短路容量)測量廠礦母線短路阻抗(短路容量)與上例相同，其具體測量特點是<1>可以使用廠礦的非線性電氣設(shè)備的諧波電流，也可以使用專用諧波電流發(fā)生器作諧波電流源;
<2>在該廠礦使用的集中參數(shù)的電力電容器應(yīng)暫時停運，使系統(tǒng)阻抗顯示為感性阻抗;
<3>測量步驟同上，在最終給出的系統(tǒng)諧波阻抗，認為諧波阻抗是與頻率成正比的，求基波的阻抗。
某些理論資料認為，系統(tǒng)諧波阻抗小于7次時，即350HZ，諧波阻抗是與頻率成正比的，大于7次時，諧波阻抗隨頻率升高有下降，本例多項測量經(jīng)驗證明，從廠礦視向系統(tǒng)的系統(tǒng)諧波阻抗是與頻率成正比的，沒有多大誤差。測量濾波器的靜態(tài)工作點應(yīng)用裝置在便攜式電子計算機內(nèi)的白噪音信號發(fā)生電路，方便地在現(xiàn)場測量濾波器的靜態(tài)工作特性，如圖11所示。測量濾波器的動態(tài)工作狀態(tài)只有從濾波器諧波阻抗隨時間變化的特性中，即從TFT過程中了解濾波器的動態(tài)工作狀態(tài)。濾波器的動態(tài)工作狀態(tài)表現(xiàn)在它的工作點的穩(wěn)定性(因為各種原因產(chǎn)生頻率飄移)。
實施濾波器的動態(tài)工作狀態(tài)的測定方法很多，電子計算機快速跟蹤，或是采樣記錄分析本例的實施同于實施例5，在同一供電母線上安裝有諧波電流濾波器裝置，從測得的5次即250HZ的系統(tǒng)諧波阻抗的時域特性中了解到5次諧波阻抗反映了5次諧波電流濾波器的工作狀態(tài);在測量的運行時間內(nèi)，阻抗曲線(mag)、相位(phase)和阻抗的虛部(imag)通過0值點，運行不穩(wěn)定。如圖12所示。
在各實施例中所使用的軟件是常規(guī)計算軟件，主要是付立葉計算、傳遞函數(shù)計算，以及在磁盤記錄數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種電力諧波監(jiān)測方法通過單相或三相信號檢測變換裝置，對電力系統(tǒng)電流電壓信號分析采樣或并行同步無時間差采樣，變換為數(shù)據(jù)量，應(yīng)用電子計算機等間隔地連續(xù)地進行付立葉運算分析諧波，等間隔地連續(xù)地給出諧波分析結(jié)果，測出系統(tǒng)諧波的時域頻域特性，把流入系統(tǒng)的諧波電流作為系統(tǒng)的輸入量，把由該諧波電流在系統(tǒng)造成的諧波電壓作為該系統(tǒng)的輸出量，等間隔地連續(xù)地進行付立葉運算分析諧波，作傳遞函數(shù)運算，進行統(tǒng)一的動態(tài)的諧波分析，等間隔地連續(xù)地給出諧波分析結(jié)果，測出系統(tǒng)諧波的時域頻域特性，即系統(tǒng)內(nèi)部的諧波電氣結(jié)構(gòu)和諧波參數(shù)、諧波電流注入點視向電力系統(tǒng)的系統(tǒng)諧波阻抗的時域頻域特性，通過諧波的時域頻域特性與利用信息的相關(guān)和相干關(guān)系，排除來自測量系統(tǒng)內(nèi)外的干擾，上述這種“時域→頻域→時域”的方法，簡稱為“TFT方法”，顯示在屏幕上打印在圖紙上，對分析結(jié)果進行數(shù)學統(tǒng)計，有白噪音信號發(fā)生器測量電氣設(shè)備的靜態(tài)幅頻特性，其特征在于所說的等間隔的間隔，也就是前后二次采樣作付立葉運算之間的間隔長度，即TFT步進長度St是可以自動調(diào)整的，隨著被測系統(tǒng)電流電壓的或電力諧波的變化自動調(diào)整，變化越快，TFT步進長度St越小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力諧波監(jiān)測方法，其特征在于所說的TFT步進長度St隨著被測系統(tǒng)電流電壓的或電力諧波的變化自動調(diào)整，是電子計算機進行采樣作付立葉運算的過程中，根據(jù)被測系統(tǒng)電流電壓的或電力諧波的初始變化率自動調(diào)整的，初始變化率越大，TFT步進長度St越小，當采樣記錄在磁盤時，電子計算機根據(jù)測量的初始變化率，可重疊使用數(shù)據(jù)以提高測量密度，TFT步進長度St與付立葉計算數(shù)據(jù)塊長度Ft間的關(guān)系是St＝Ft時依時間順序連續(xù)地使用數(shù)據(jù)，St＜Ft時依時間順序重疊地使用數(shù)據(jù)，St＞Ft時依時間順序間隔地使用數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力諧波監(jiān)測方法，其特征在于所說的應(yīng)用電子計算機是指①在電子計算機內(nèi)部的擴展槽裝有監(jiān)測電力諧波用的插接板，其上裝有前置放大器、采樣保持、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、白噪音信號發(fā)生電路，以及與電子計算機外部的信號檢測變換裝置聯(lián)接的接口，②與電子計算機聯(lián)接的信號檢測變換裝置的數(shù)量，不論是電流的還是電壓的信號檢測變換裝置均可多于三個，③與電子計算機聯(lián)接的信號檢測變換裝置，在檢測同類對象時，各個信號檢測變換裝置采用并行同步無時間差采樣，④測出的分析諧波結(jié)果，存入在電子計算機，顯示在電子計算機屏幕上，可把已測出的及正在測的諧波分析結(jié)果，同時多幅的顯示，可以在屏幕上下部分別顯示諧波的頻域及時域特性，分別顯示系統(tǒng)諧波阻抗時域特性及幅頻特性，⑤在電子計算機裝有諧波超限報警裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力諧波監(jiān)測方法，其特征在于所說的應(yīng)用電子計算機是應(yīng)用便攜式電子計算機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力諧波監(jiān)測方法，其特征在于所說的測量系統(tǒng)諧波電氣結(jié)構(gòu)和諧波參數(shù)，測量由諧波電流注入點視向系統(tǒng)的諧波阻抗時，所使用的注入系統(tǒng)的諧波電流，是指其幅值在時域頻域都是變化的諧波電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力諧波監(jiān)測方法，其特征在于所說的其幅值在時域頻域都是變化的諧波電流，是由安裝使用于電力系統(tǒng)及廠礦的非線性電氣設(shè)備產(chǎn)生的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力諧波監(jiān)測方法，其特征在于所說的其幅值在時域頻域都是變化的諧波電流，是由專用諧波電流發(fā)生器產(chǎn)生的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力諧波監(jiān)測方法，其特征在于所說的其幅值在時域頻域都是變化的諧波電流，是流通于電力系統(tǒng)供用電線路中的諧波電流。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力諧波監(jiān)測方法，它是在信號采樣變換，用電子計算機等間隔連續(xù)付立葉運算，測系統(tǒng)諧波時頻特性，作傳遞函數(shù)運算，測系統(tǒng)諧波阻抗時頻特性，利用相關(guān)相干技術(shù)排除測量干擾，即TFT方法基礎(chǔ)上，將采樣作付立葉運算的間隔，即TFT步進長度St，通過電算機根據(jù)系統(tǒng)電流電壓或諧波的變化自動進行調(diào)整，如實測出諧波時頻特性，又減少電算機的運算量和存儲量。監(jiān)測裝置用便攜式微機插入少量硬件組成，不用磁帶記錄儀，現(xiàn)場使用方便。
文檔編號G01R23/16GK1079308SQ9210652
公開日1993年12月8日 申請日期1992年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月23日
發(fā)明者賀守正 申請人:賀守正