建筑電氣諧波檢測方法研究

安徽理工大學電氣與信息工程學院 韓緒巖

建筑電氣諧波檢測方法研究

安徽理工大學電氣與信息工程學院 韓緒巖

當前人們是否可以正常使用家用電器的問題之一就是建筑電氣中的諧波問題，諧波不僅對人們的日常生活產生影響，同時也會對用戶的身心健康產生影響，假如我們不能對各種非線性負載產生的諧波進行及時的抑制，將會對人們產生很大的影響。本文首先簡要地介紹了諧波的相關基本知識，然后主要介紹了建筑電氣諧波的兩種簡單檢測方法。最后本文用Simulink對檢測諧波的方法搭建了仿真的模型，最后的結果說明了該方法對建筑電氣中的諧波具有很好的檢測效果。

建筑電氣；諧波；Simulink

1 引言

由于當代社會的迅速發展，建筑電氣領域也得到了快速的提升，因此對于系統中所使用的電子元件性能要求也逐漸提高。在建筑電氣中由于非線性負載使用越來越頻繁，諧波的含量也逐漸的增加，建筑電氣的設備和家用電器產生的諧波形成了多樣的電氣結構，最終的諧波將會產生很大的污染[1]。

2 建筑電氣中諧波的危害

建筑電氣的諧波是因為負載中的非線性元件產生的。由于受到諧波環境的惡劣影響，智能建筑中的電氣設備和配電系統產生很大的危害，主要體現有一是因為實際的地與電氣設備自身產生的接地電流之間會存在一個電壓差，因此很容易會使電氣設備出現故障；因為各種電器元件的不斷變化，從而會導致電壓產生短暫的變化，最終將會導致燈光的頻閃，如果頻閃過度的話將會對人體造成傷害[2]。二是由于在諧波電壓的作用下，電氣設備會產生附加的相關能量損失，從而使設備的老化變得更加迅速。大量的諧波電流很可能會導致電氣設備與系統其他電器元件之間產生并聯或者串聯諧振，從而會導致電氣設備過載而破損[3]。

3 諧波的檢測方法研究

（1）p — q檢測法

p — q檢測法檢測原理是先把電路中的電壓和電流通過C32變換，依次再按照兩相靜止坐標系下電流和電壓分別計算出瞬時有功功率與無功功率，此時令P= 0，取瞬時無功功率q，再通過低通濾波器取直流的分量，最后通過反變換可以得到無功電流，有時也可以把有功功率p經過反變換得到，最后用總電流減去基波分量就可以得到諧波分量[4]。

（2）ip—i q檢測法

ip—i q檢測法檢測原理是把A相電壓經過鎖相電路后得到單位正弦和余弦信號，此外電流經過C32變換可以得到的電流是兩相靜止坐標系下的，然后經過C矩陣可以得到瞬時有功與無功電流，最后對其進行反變換，從而可以得到三相電流的基波分量，最后將總電流減去基波分量能得到需要的諧波分量[5]。

4 諧波檢測方法的仿真

接入非線性負載后負載處的電流波形如圖1所示，i—i法檢測出的諧波電流信號的波形如圖2所示。

圖1 負載側的電流波形

圖2 ip—iq檢測出的諧波電流波形

當系統接入非線性負載時，負載側的電流波形發生了嚴重的畸變，從圖2可以看出，ip—i q檢測方法可以檢測出諧波電流。從以上分析可以得出，檢測諧波的方法是可行的，可以在三相電流發生畸變的情況下，準確地檢測出負載中的諧波電流。

5 結束語

針對建筑電氣中的諧波問題，本文簡要地介紹了諧波產生的原因及其危害；然后對諧波的檢測方法進行介紹：p — q檢測法、ip—i q檢測法；最后用Matlab對系統仿真，從仿真結果我們可以看出：系統的檢測方法是可行的，可以準確地檢測出負載中所產生的諧波電流。

[1]趙琰,孫秋野．電力系統諧波[M]．北京:中國電力出版社．2009,10．

[2]駱鶴松,駱水蓮．電力系統諧波研究綜述[J]．工業儀表與自動化裝置,2011,3(5):64-67．

[3]趙珊．建筑電氣諧波檢測與分析方法研究[D]．吉林建筑工程學院,2012,5．

[4]高倩．電力系統諧波檢測與抑制方法的研究[D]．遼寧工業大學,2016,3．

[5]李國賓．電力系統諧波檢測及治理[D]．華北電力大學碩士學位論文,2011,3．