CN102323979A - 一种故障录波转谐波处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种故障录波转谐波处理方法，将周期性非正弦信号分解为一系列不同频率的正弦分量，再由线性电路的叠加定理，把各分量叠加，得到非正弦周期信号激励下的响应，将非正弦激励分解为一系列不同频率正弦量，再显示各次谐波波形图，另外再列表显示各次谐波含量，选取某个时间时显示谐波柱状图，并通过数据输出到excel存储，这种对故障录波的处理方法简单直观，分析处理快捷，结构流程简单。

Description

一种故障录波转谐波处理方法

技术领域

本发明涉及电力系统处理系统，具体涉及一种故障录波转谐波处理方法。 

技术背景

电力系统自动故障记录已成为分析系统事故，特别是分析继电保护动作行为的重要依据。尤其是以微机为基础的故障录波装置，能够记录电网故障发生前后电气量和状态变化过程信息，完整地反映故障后的瞬间变化及继电保护的动作行为，并有数据存档和数据再分析的能力。 

谐波的危害十分严重—谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰 

现在系统对故障录波与谐波都是二套不同的系统，而本系统根据傅里叶算法计算把录波转换成谐波，系统只在录波分析时，能分析与谐波含量，录波采样率越高，谐波分析越准确。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种操作简单、分析直观的障录波转谐波处理方法。 

为解决上述技术问题，本发明通过一下技术方案来实现：一种故障录波转谐波处理方法，其特征在于：基于电力监控系统中录波分析软件的基础上扩充， 与录波分析软件相结合的一个程序模块，将故障谐波电信号的录波文件分析转换输出谐波图形，列表显示谐波数据，谐波数据能存储成excel文件，其实现过程包括一下步骤： 

a、首先把录波分析软件程序修改成一个文档二种视图； 

b、用傅里叶算法计算出谐波含量； 

c、把录波文件转换输出图形显示。 

步骤b中，故障谐波线性电路，周期性非正弦信号利用傅里叶级数展开把它分解为一系列不同频率的正弦分量，然后用正弦交流电路相量分析方法，分别对不同频率的正弦量单独作用下的电路进行计算，再由线性电路的叠加定理，把各分量叠加，得到非正弦周期信号激励下的响应，将非正弦激励分解为一系列不同频率正弦量的谐波，计算方法为，设A₁为基波有效值，A_n为第n次谐波有效值，n次谐波含有率为 ${\mathrm{HR}}_n=\frac{A_n}{A_1}\×100\%,$ 总畸变率 $\mathrm{THD}=\frac{A_H}{A_1}\×100\%,$ 其中 $A_H=\sqrt{\underset{n=2}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{A}_n^2}.$

所述补正c中图形显示为谐波图形，列表显示谐波数据，谐波数据存储成excel文件。 

本发明将周期性非正弦信号分解为一系列不同频率的正弦分量，再由线性电路的叠加定理，把各分量叠加，得到非正弦周期信号激励下的响应，将非正弦激励分解为一系列不同频率正弦量，再显示各次谐波波形图，另外再列表显示各次谐波含量，选取某个时间时显示谐波柱状图，并通过数据输出到excel存储，这种对故障录波的处理方法简单直观，分析处理快捷，结构流程简单。 

附图说明

图1为本发明程序流程结构图； 

图2为本发明流程逻辑图。 

具体实施方式

图1所示，一种故障录波转谐波处理方法，基于电力监控系统中录波分析软件的基础上扩充，与录波分析软件相结合的一个程序模块，将故障谐波电信号的录波文件分析转换输出谐波图形，列表显示谐波数据，谐波数据能存储成excel文件，其实现过程包括一下步骤： 

a、首先把录波分析软件程序修改成一个文档二种视图； 

b、用傅里叶算法计算出谐波含量，所述步骤b中，故障谐波线性电路，周期性非正弦信号利用傅里叶级数展开把它分解为一系列不同频率的正弦分量，傅里叶公式： 

$f\left(t\right)=\frac{a_0}{2}+\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}(a_n\cos \mathrm{nx}+b_n\sin \mathrm{nx})$

然后用正弦交流电路相量分析方法，分别对不同频率的正弦量单独作用下的电路进行计算，再由线性电路的叠加定理，把各分量叠加，得到非正弦周期信号激励下的响应，将非正弦激励分解为一系列不同频率正弦量的谐波。计算方法为： 

设A₁为基波有效值，A_n为第n次谐波有效值，n次谐波含有率为 

总畸变率 $\mathrm{THD}=\frac{A_H}{A_1}\×100\%,$ 其中 $A_H=\sqrt{\underset{n=2}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{A}_n^2},$ 计算一次谐波时一定要多于周期的点，少于一个周期时数据会不对，计算n次谐波要有2*n+1个点，由于录波一个周期的只有10多个点，会少于要计算的录波次数，而要求一个周期计算一次谐波，所以数据要用这个周期后面的数据。 

c、把录波文件转换输出图形显示，图形显示为谐波图形，列表显示谐波数 据，选取某个时间时显示谐波柱状图，谐波数据存储成excel文件。 

具体流程如下： 

参数说明： 

#define HARMONIOUS_NUM 24//谐波次数 

#define MAX_WAVE_TO_HARM_NUM_150//一个波形最多可以用来计算的谐波的趟次 

#define HISTOGRAM_GRAPH_NUM 8//最多显示的谐波柱状图个数 

#define WAVE_GRAPH_NUM 8//最多显示的波形个数 

struct HARM_DATA//存储一个通道的所有谐波数据 

{ 

   double a[MAX_WAVE_TO_HARM_NUM][HARMONIOUS_NUM+1]； 

   double b[MAX_WAVE_TO_HARM_NUM][HARMONIOUS_NUM+1]； 

   double c[MAX_WAVE_TO_HARM_NUM][HARMONIOUS_NUM+1]； 

}； 

HARM_DATA m_harmData[MAX_CHANNEL_NUM]；存储谐波数据 

int m_iHarmNum；//总计算过的谐波的个数 

HWND           m_hwndPage；//存放当前显示的对话框的HWND 

CHarmHistogram   m_DlgHarmHistogram；//柱状图显示界面 

CHarmList        m_DlgHarmList；//数据 

CHarmWave        m_DlgHarmWave；//波形显示界面。 

各函数说明： 

函数名称：void CHarmoniousView::OnInitialUpdate() 

功能描述：初始化函数，创建要显示的曲线、柱状图、列表的对象；计算傅里 叶级数。 

函数名称：void CHarmoniousView::OnBntWave() 

功能描述：切换到曲线显示界面。 

函数名称：void CHarmoniousView::OnBntHistogram() 

功能描述：切换到柱状图显示界面。 

函数名称：void CHarmoniousView::OnBntList() 

功能描述：切换到列表显示界面。 

函数名称：void CHarmoniousView::OnSize(UINT nType，int cx，int cy) 

功能描述：调整窗口中控件位置。 

函数名称：void CHarmoniousView::CalculateHarm() 

功能描述：计算根据录波数据计算谐波数据。 

函数名称：void CHarmoniousView::four(double f[]，double iTime，int num，double a[]，double b[]) 

功能描述：傅立叶级数计算算法函数。 

参数说明：f采样点，iTime这些点用了几个周波，num要计算的谐波个数，a傅立叶系数a，b傅立叶系数b。 

Claims (3)

1.一种故障录波转谐波处理方法，其特征在于：基于电力监控系统中录波分析软件的基础上扩充，与录波分析软件相结合的一个程序模块，将故障谐波电信号的录波文件分析转换输出谐波图形，列表显示谐波数据，谐波数据能存储成excel文件，其实现过程包括一下步骤：

a、首先把录波分析软件程序修改成一个文档二种视图；

b、用傅里叶算法计算出谐波含量；

c、把录波文件转换输出图形显示。

2.根据权利要求1所述的故障录波转谐波处理方法，其特征在于：所述步骤b中，故障谐波线性电路，周期性非正弦信号利用傅里叶级数展开把它分解为一系列不同频率的正弦分量，傅里叶公式：

$f\left(t\right)=\frac{a_0}{2}+\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}(a_n\cos \mathrm{nx}+b_n\sin \mathrm{nx})$

然后用正弦交流电路相量分析方法，分别对不同频率的正弦量单独作用下的电路进行计算，再由线性电路的叠加定理，把各分量叠加，得到非正弦周期信号激励下的响应，将非正弦激励分解为一系列不同频率正弦量的谐波，计算方法为，设A₁为基波有效值，A_n为第n次谐波有效值，n次谐波含有率为总畸变率 $\mathrm{THD}=\frac{A_H}{A_1}\×100\%,$ 其中 $A_H=\sqrt{\underset{n=2}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{A}_n^2}.$

3.根据权利要求1所述的故障录波转谐波处理方法，其特征在于：所述补正c中图形显示为谐波图形，列表显示谐波数据，选取某个时间时显示谐波柱状图谐波数据存储成excel文件。

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