一种无锁相环的单相电路谐波和无功电流检测方法.pdfVIP

维普资讯 第34卷 第14期 继 电器 V01．34 No．14 2006年7月16日 RELAY Ju1．16，2006 53 一 种无锁相环的单相电路谐波和无功电流检测方法 丁菊霞 ，张秀峰 (1．西南交通大学峨眉校区，四川 峨眉山610042； 2．西南交通大学，四川 成都 610031) 摘要：有功电流分离法是近年来出现的一种单相电路谐波和无功电流检测新方法。在电气化铁路中，电力机 车是一个运行的、急剧变化的单相牵引负荷，当由其引起的电网电压波动较严重时，可能导致该检测方法中 使用的锁相环处于失锁状态而无法进行准确检测。该文对该检测方法进行简化，提出了一种无锁相环的单相 电路谐波和无功电流检测方法。理论分析和仿真证明，该方法可以实时检测出单相电路谐波和无功电流，原 理简单、易于实现。 关键词：锁相环； 单相电路；谐波； 无功电流； 实时检测 中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)14-0053-05 结果不影响，对单相电路不适用。本文在有功电流 0 引言 分离法的基础上，提出了一种无锁相环的单相电路 在电气化铁道中，电力机车是一个单相整流型 谐波和无功电流检测方法，通过预先设定正余弦信 牵引负荷，三相不对称，运行时对电网注入了大量的 号的频率和初相角，从而不要锁相环就能准确检测 谐波电流，从而引起电网电压、电流波形畸变，供电 出负载电流的谐波和无功分量。该方法实现了有功 质量恶化，严重时甚至影响到电力系统的安全运行。 电流分离法的优点，不受电压畸变的影响，节省了锁 采用有源电力滤波器是当前谐波抑制的一个重 相环电路 ，算法简单，容易实现。分析和仿真证明， 要趋势 J。这种滤波器能动态抑制谐波、补偿无功， 该方法可以实时、准确地检测谐波和无功电流。 能对变化的电网谐波及无功电流实现连续动态的跟 l 无锁相环的单相 电路谐波和无功电流检 踪补偿，补偿特性不受电网阻抗的影响。有源滤波器 测的基本原理 的关键技术是实时检测负载电流中的谐波和无功电 流分量，以得到有源滤波器所需的参考补偿量。 不失一般性，假设电网电压无畸变，令 。(t)= 谐波与无功电流检测的方法有很多，有功电流分 COStot，周期性非正弦电网电流用傅里叶级数展开 离法是近年来出现的一种单相电路无功和谐波电流 为： 检测新方法 。其基本原理是将单相电网电流进 ∞ i(t)=llmcos(ott+ 1)+ Lc0s(nott+ )= 行分解，用与电网电压同频同相的单位正余弦信号分 n=3 别与电网电流相乘，经过低通滤波器后得到电网电流 tim1308 lCOSott一，lsin lsinott+ 中的瞬时基波有功电流和瞬时无功电流，进而得到瞬 ∞ ，胁c0s(nott+ )；g’lp(t)+ilq(t)+ 时谐波电流。该方法算法简单，硬件实现容易。 有功电流分离法中，与电网电压同频同相的单位 ih(t)=i。(t)+ih(t) (1) 正余弦信号是用锁相环得到的。