【摘要】本文主要针对输电线路和配电系统中电源电压不可避免谐波电压成份存在，谐波电压可能降低电气测量仪器的精度。本文重点通过仿真实验分析法来验证谐波电压将对氧化锌避雷器（MOA）实时监测数据造成误差，使得避雷器工作失效并提出采用电感、电容以及定值电阻根据电压频率按照一定的数值比计算设计出一阶离散滤波器，通过在输电线路电源出线处增添滤波器。将谐波电压成份滤除，将大大改善氧化锌避雷器（MOA）工作稳定性，更好的保护电力设备。 【关键词】谐波电压；电力监测；离散滤波器
1.引言
基于输电厂发电机转子产生的磁场不可能完全是按照标准正余弦波形变化，其输出电压中必然含有谐波电压成份，谐波电压会导致输电线路电缆发热而引发故障断路、短路以及对线路电气设备的保护、监测等带来影响。本文将重点对三次、五次、七次谐波电压下分别对氧化锌避雷器（MOA）在过电压操作下。通过在过电压操作下氧化锌避雷器（MOA）恢复到高 阻态的时间长短可判断出谐波电压干扰下，氧化锌避雷器（MOA）在过电压冲击下，大大延迟了氧化锌避雷器（MOA）所并联支路上电气设备恢复正常稳定电压的时间。设计在输电线路出线端口并入滤波器，通过滤波器滤除掉电压中的谐波成份，可缩短电气设备受到过电压后通过化锌避雷器（MOA）保护下恢复到正常工作时间，清晰明了的证实在线路中并入滤波器可改善化锌避雷器（MOA）工作效率。
2.电路模型
设输入电源模块：
让Up1作为输入电源模块基波电压（千伏），Upn为各次谐波电压的幅值（千伏），为电压变化频率（Hz），为各谐波初相角，本文将采用单相电路模型进行仿真，通过如图2-1所示建立仿真模型：
图付静去向2-1 电路结构模型
过电压模拟：基于二极断路器的工作特性模拟系统过电压操作，设T=0.03s使断路器闭合，模拟线路负载端接地故障，产生短暂的过电压。T=0.1秒打开断路器，故障清除，还原
系统正常状态。通过在输入电源端分别加入各谐波电压，分析氧化锌避雷器对电气设备两端的电压限制情况并观察故障切除后系统是否趋于稳定状态以及电压、电流衰减时间长短以及幅值变化。
3.系统仿真模型
电力仿真模型如图3-1所示：
图3-1 电力系统仿真模型
系统模型参数说明：
（1）电源输入幅值为550kv；基波电压频率为50HZ，初相位为dea方法0，并通过受控电压源模块把输入信号源转化为系统电压；
（2）输电线长度200km；
（3）C=110uF；
（4）scope模块显示通过避雷器处的电流大小和补偿电容器Cs的电压波形；
（5）输电线路用用单相形集中参数传输线路模块，电阻为0.2568（0hms/km），电感为2e-6（H/km），电容为8.6e-9（F/km），设置线路长为环氧树脂模具200km；
（6）为准备模拟输电线路，并在负载中加入RLC负载，其参数设置为功率为局部地区有血110kw；
（7）谐波电压的调试，通过图3-2所示，通过逐次改变输入电压频率来模拟谐波电压对MOA工作稳定情况所产生的干扰并作出分析；
图3-2 系统模拟输入电压
（8）将仿真参数设置：用刚性（stiff）方程组求解微分方程数值解，采用可变阶数的Numerical Differentiation Formulas（NDFs）多步算法，初始化时间为0s，结束时间为2s；启动仿真，观察串联补偿电容上电压、流经氧化锌避雷器上电流幅值随时间变化情况，并逐渐改变谐波电压频率，并画出其伏安特性曲线。
4.仿真结果分析
4.1 西方普世价值观当输入电压仅存单一的基波电压时，采取可变步长来求解状态过程，仿真时间结束后如图4-1、4-2所示。
图4-1 基波电压下串联补偿电容Cs电压波形
图4-2 基波电压下氧化锌避雷器（MOA）电流波形
4.2 谐波电压仿真结果
配送输入电源中含有基波电压以及三次、五次、七次谐波电压共同存在时，其它参数不变情况下仿真系统模型，仿真结果如图4-3、4-4、4-5、4-6所示。
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图4-3 三次谐波电压下串联补偿Cs电压波形
图4-4 三次谐波电压下
流经氧化锌避雷器（MOA）电流波形
图4-5 五次谐波电压下串联补偿Cs电压波形
图3-6 五次谐波电压下
流经氧化锌避雷器（MOA）电流波形
图5-1 并入滤波器结构图
仅存基波电压情况下，负载端在0.03s短路时，流过MOA电流急剧增加（如图4-2），将产生足可让氧化锌避雷器导通的过电压（200KV），通过电气设备（Cs）过电压得到很好的限制，t=0.1s时断开继电开关，过电压短路故障清除后，通过MOA电流迅速衰减直到接近于0，流过Cs电压值也较短时间内恢复到过电压故障之前水平，可表明MOA在对电气设备（Cs）过高电压的限制作用是很好的。谐波电压加入情况下，在其他参数不变的情形下，在0.03s短路时，流过MOA电流急剧增加且最大幅值达到1.8×104，远远超过了仅存Up1（基波电压）情况下通过MOA处电流峰值，在t=0.1s时故障清除，串联补偿电容两端的电压幅值不会很快恢复到过电压之前并且随时（下转第156页）（上接第44页）间变化幅值衰减较慢，表明在谐波电压扰动下将对电气元件限电压遭受过渡性影响。同理可以判断当MOA受到5次、七次谐波电压冲击下所作出的响应情况相近。三次谐波电压下对MOA工作稳定干扰最强，随着谐波频率、幅值的逐渐增加，MOA避雷器工作特性均受到干扰，远不如电压仅存有独立基波电压情况。
5.谐波电压的抑制
