基于NICRIO平台的智能变电站电能质量分析仪设计(2)

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3.2.4 公用电网谐波 13

3.2.5 电压波动 17

4 智能变电站电能质量分析仪的设计与实现 19

4.1 基于NI CRIO平台的硬件设计 19

4.2 软件设计模块 21

4.3 电压偏差测量设计模块 22

4.3.1 电压偏差测量模块的实现 22

4.3.2 电压偏差测量模块的检验 23

4.4 频率偏差测量设计模块 23

4.4.1 频率偏差测量模块的实现 23

4.4.2 频率偏差测量模块的检验 24

4.5 三相不平衡度测量设计模块 25

4.5.1 三相不平衡度测量模块的实现 25

4.5.2 三相不平衡度测量模块的检验 25

4.6 谐波分析测量设计模块 26

4.6.1 谐波分析测量模块的实现 26

4.6.2 谐波分析测量模块的检验 27

4.7 电压波动测量设计模块 28

4.7.1 电压波动测量模块的实现 28

4.7.2 电压波动测量模块的检验 29

总结与展望 31

致谢 32

参考文献 32

1 绪论

1.1 电能质量问题的研究背景和现状

这些年来，随着工业生产规模的扩大和科学技术的快速发展，电力电子技术在工业、商业、农业、民用中均得到了广泛的应用，这导致了电能质量的逐渐恶化，并且对企业的生产和用户的生活水平造成了严重影响。比如，由于大量的高压直流输电系统的应用和非线性负载的接入，导致电网中的谐波污染情况越来越严重，且谐波含量不断增加。电能质量的恶化，会导致电力系统的不稳定运行，缩短电气设备的使用寿命，加快电力设备的绝缘老化，增加电力网络的损耗，降低电气设备的效率，最终可能会导致继电保护和自动装置的误动，带来重大的经济损失。

在我国，电能质量的问题所造成的重大的事故时有发生。电能质量的恶化造成的影响主要表现在两个方面，即电力系统和用户。

1. 电能质量的恶化对电力系统的危害

（1）增加了电力系统的线路损耗。谐波的恶化会产生谐波电流，在输电线路上的流动的谐波电流会产生额外的能量损耗。

（2）大大缩短了电力系统中一次设备的使用寿命。谐波电流经过变压器时候产生了铜损耗，从而引起了变压器的振荡。而谐波电压增加了变压器的磁滞和涡流损耗，使绝缘材料承受更大的电气应力，对其寿命造成了损害。

（3）引起电力系统继电保护的误动作、拒动作，降低了继电保护装置的可靠性，即安全性和信赖性。

2. 电能质量的恶化对电力用户的危害

（1）降低了电力用户的电气设备的使用年限。比如，电能质量的恶化引起电机发热和震动，增加了附加损耗，电气设备受到损害。

（2）影响工厂生产的产品质量水平，产品的次品率增加，造成了严重的经济损失。

同时，电能质量的恶化对相关行业也会产生危害，比如，对通信行业来说，一般情况下，架设在电力网络和电信网络之间的距离比较近，甚至大多数时候是采用同杆架设的方式。因为低压电网电能质量的恶化，电能质量的问题对通信的影响也更加严重，其中电网干扰通信的因素是以谐波为主。电能质量的恶化主要是通过供电电源和电感应对其他行业产生干扰的。