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1、西 南 交 通 大 学毕业设计（英文翻译）一个新的频域方法电弧炉闪变的评价年 级: 2008 级 学 号: 20082356 姓 名: 武翔宇 专 业: 电气工程及其自动化 指导老师: 高师湃 二零一二年六月西南交通大学本科毕业设计（英文翻译） 第 1 页一个新的频域方法电弧炉闪变的评价摘要在这篇论文中，一种新的频率控制领域的方法用来评估快速变化的闪变幅度。从谐波电压中可以获取瞬间闪变的表达式。负载闪变幅度的动态响应可以清晰的描述，以及每个谐波分量对闪变的影响。所提出的方法，适用于直流和交流电弧炉，提供了令人满意的结果，验证了测量结果与 IEC 的标准闪变值。索引词-电弧炉、闪变、闪变值、频域
2、分析、谐波、电能质量西南交通大学本科毕业设计（英文翻译） 第 2 页介绍电弧炉运行具有一般被认为是电压闪变的主要来源,不仅为它的大小,而且它电压波动的频率。世界上有不同的方法来表征引起闪变的电压波动。几种方法是根据估计引起电压闪变信号的幅度和频率调制。另外，IEC 有一个充分详细的闪变值标准化建议。闪变值合并加权的响应曲线模拟人眼光的变化所产生一个 230V-60W 的白炽灯。此外，IEC 闪变值的适应性可以延长到 120V 的系统中应用。主要的输出是瞬时视感度（S）和短时闪变值（Pst） 。获得瞬间闪变感应的过程需要四个在时域输入信号的模块。通过对瞬时值的统计来规矩第二次短时闪变值。频域分析
3、法类似于 S-blocks 在矩形和简单正弦波下的影响。本文提出了一种方法S-blocks完整描述IEC在频域的闪变值。瞬间闪变值计算在一个紧凑的形式由闪变值电压通过FFT在选择评估时间窗口。一个时间窗宽 10周期(200 ms)似乎是一个好的妥协,提供一个良好的估计为闪烁。这段时间窗口宽度一致的这项新提议IEC。这个建议是面向修改标准1000-4-712,建立一个基本框架闪变值测量谐波成分。一个程序来连接了连续时间窗的动态闪变值合理采用IEC国际精度。因此,一个统一的处理谐波,闪变值和闪变测量的表达式被得出。几个实例评价的闪烁直流和交流电弧炉进行了介绍。在这两种情况下,得到的结果的手段和方法
4、(IEC)闪变值显示良好的协议协调。频域内的闪变自我评价IEC 61标准6功能和设计规范提供了一个闪变值以及严重程度评价方法闪变值的输出数据。将闪变值模型构建成数字模块。并且可以分成两部分，每部分均完成以下内容：模拟灯眼脑反应链；在线统计分析信号和表现的闪烁效果；第一个任务由街区(二) 、( 三) 、(四)图1,第二个的任务是完成模块5。用本文方法模拟块的行为1、2、3和4输入电压的地方可以分别表示为:基本的振幅和频率和和谐波和闪变值振幅和频率。 100 )sin()sin()(i iitUtUtu西南交通大学本科毕业设计（英文翻译） 第 3 页分析,相关的频率的谐波谱是那些能产生闪烁,即闪变
5、值频率接近的基本生产调制频率范围内的人类知觉性。在接下来的段落,每个S-block的反应将分析假设某些简化的条件。A.第一。电压调整电路这模块的电路,包含一个电压适应尺度下输入电压均方根值到最后一分钟。因此,第一座的输出可以被表示为相对电压幅值。 1001 )sin()sin()(i iiB tUtUtu图1B.第二部分，平方定律解调器这个模块的目的是提取电压波动从载波中按输入电压参考水平。 21001 )sin()sin()( i iiB tUtUtu 因此,该块的输出是谐波分量频率指标包括基本频率C,第三部分，滤波器模块三是由一块解调器过滤器和加权滤波器。这个解调器组成的一阶滤波器高通滤波
6、器和一阶巴特低通滤波器。根据IEC建议,高通滤波 器截止频率为0.05消除直流分量,而低通滤波器截止频率有35赫兹。振幅响应这类过滤器被显示在西南交通大学本科毕业设计（英文翻译） 第 4 页图2二者的联合效果这类过滤器给一个强大的衰减的乐队在频率0.05 -35赫兹。因此,以及直流分量的条款,包括频率和被抑制。另一方面,如果它是假定是非常小的振幅和谐波相比,它的意思是,受结果相比可以忽略不计。消除所有的这些组件导致下列表达: )cos()(00*2 iiiBtUtu*2代表的输出滤波器解调器加权滤波器的频率响应的浮动模拟灯的结合人类视觉系统的特点。该滤波器可以被描绘在频域以其复杂的传递函数F是
7、指定在附录 A。然后,它的模块三可以表示为 1 )0(003cos()()(i iWiiiiWB tUFtu 此时，FW达到最优频率8.8Hz。因此,最重要的谐波评价将是那些为闪烁频率接近与赫兹。D，方差估计非线性第4部分由一个放大器和一个整合的棱角对象的作用是模拟的滞洪作用人类的大脑。这个函数,实现了一个一阶低通滤波器时间常数等于300毫秒,也就是一个截止频率为0.53赫兹。该滤波器的传递函数是：)(3.01)( LPLPFjF相合的应用乘数和低通滤波器的产量西南交通大学本科毕业设计（英文翻译） 第 5 页必须按照实际知觉性表达的单位 .在代表估计瞬时闪烁的感)(4tuB )()(4tKut
8、SB觉考虑采用3块简化。一个单位的输出对应于参考闪烁的人类知觉性门槛。K 的价值选择是,感觉瞬间闪烁必须是1单位正弦和矩形电压波动,表明在6。低通滤波器、F、衰减的组 成部分的大幅波动 S。因此,最相关部件的直流分 量。在直流分量,瞬间的闪烁的感觉,可从以下的表格,并以:图3值得注意的是,第二区域只出现在等于零极点。在这种情况下,满足下列条件:谐波频率,是基本频率相同。低通滤波器的传递函数。每对等距的谐波相同,满足条件因此,代表了一个价值评价直接数字瞬时电压闪烁的感觉从谐波组件。特别是,第一周期是由于个体的每一个谐波贡献,而第二学期是由于一系列的夫妇贡献的谐波相西南交通大学本科毕业设计（英文翻
9、译） 第 6 页同。在该公式计算的基础谐波电压的大小以及他们的论点相关的基本成分的争论。感觉瞬间闪烁弧炉方程(9)与直流分量的价 值瞬间的感觉,谐波谱的输入电压信号。在电弧炉的情况下,谐波谱的差别很大的电压连续时间窗口。因此,瞬态行为的相关IEC 谐波不同的值在每个时间窗获得必须复制图3中显示。该瞬态主导下300毫秒的时间常数的第4低通滤波器。该滤波器的响应可以用每一次的窗户在哪里的时间窗的初始值,与先前的最终值的时间窗,即,如图3所示。根据这种分析,它是可能的进化特征,在知道只有价值在各个时期的窗口。因此,如果一个观察一段时间窗口被认为,只有价值观是很有必要的,可以再现瞬间的感觉。例如,如果
10、200毫秒推荐,因为它是11 、分钟、3000的价值观都需要存储在为了评估在离线分析。对一个典型的采样率400赫兹,应用(10)这些价值观的中间值提供240个在间隔分钟。这最后的计算会加快如果被认为是线性演化,即图4方程(11)构成一种替代 (10)如果时间窗口足够短。例如,(11)提供很好的结果评价和电弧炉闪烁200毫秒。西南交通大学本科毕业设计（英文翻译） 第 7 页过程中获得瞬时闪烁的感觉在各个时期的窗口可以概括为以下几点。通过傅立叶变换的计算谐波元件的输入电压选定的时间窗口。从这个谐波光谱,获得使用(9)的价值。使用(10)或计算 (11)。应用该算法采用了瞬时电压电弧炉中所示图4。在
11、这种场合下,一套4堆谐波(45 Hz-55赫兹,40 Hz-60赫兹,35赫- 65赫兹,30赫兹- 70赫兹)已经被考虑。这些谐波计算在一个时间窗200外植体,以ms中指定的矩形加权11。可以看出,该方法所得结果与试验值符合较好,通过测量瞬时感觉IEC 闪变值。统计评价根据IEC 1000-4-156的基础上,计算闪变值必须累积概率密度函数(论坛)的瞬时闪烁的感觉。严重来源于一丝感觉瞬间闪烁水平超过一定比例的观察期期间(见附录B)。严厉的措施基于观察期10分钟被指定。同样的,旨在测量仪器谐波应该能够进行统计分析的基础上,12 。 为此,该装置必须提供一个等级分类器来计算论坛选中的谐波。应用该
12、频率域的方法,旨在测量设备谐波和谐波遵守11和12能够估计的感觉瞬间闪烁利用测量谐波组件。此外,这种设备的水平分类器可以应用,和小的修改,计算严重闪烁的水平。计算和矩形闪烁的正弦电压波动两个特殊的稳态波动的病例可以考虑:正弦和矩形电压调制。 在这两种情况下,谐波元件在连续的时间常数的窗户。这些情况下,6给出了必需的输入电压波动来获得一个单位的产量知觉性在第4部分。为正弦调制的表达式输入电压(12)哪里有调制频率和。方程(12)可以表示为一 个因此,在有两个频率成分输入电压的主要频率除了。这种作用的大小和这些谐波分量的成分是一样的,它们的频率满足环境的相同。在这种情况下,表达(9)可以简化西南交
13、通大学本科毕业设计（英文翻译） 第 8 页IEC 61标准61 p.u指定一个感觉为 8.8赫兹,相对电压变化的 0.25%。这意味着1塑料部件,0.00125 p.u。1,所以一个比例因子1280000。同样的思考也可以为矩形电压调制。在这种情况下,(12)转化成傅里叶分析产量的因此,一个矩形电压幅值和频率的变化是等价的,无限的正弦调制振幅和频率的,在那里（17）etcforkmk,5314因此,这样的组合(九) 、(16)产量每一个谐波个人贡献可用于该方法以确定,例如,哪一个是最相关的。西南交通大学本科毕业设计（英文翻译） 第 9 页在感觉描述中，5、6当IEC法和频域法被采用。在最后的情
14、况 ,因为谐波元件在连续的时间窗不断200毫秒的价值观之间的差距,提高峰值水平的波动。短时间的严重性了闪烁表我为所有的情况下。实验结果显示,IEC方法吻合很好。验证所提出的方法为了验证所提出的方法、数字录音13的电压波形进行中压边的两个电弧炉装置位于西班牙网络。样品的电压,介绍了一种采用IEC 闪变值利用数字仿真算法4中描述。瞬间感觉就求得的频率是400赫兹,并且分类器分类与同级两种方法(频域与IEC 闪变值) 考虑256 个类。西南交通大学本科毕业设计（英文翻译） 第 10 页在直流电弧炉的验证瞬时相位中性母线电压MV的直流电弧炉已登记为20分钟。几个例子中被选为显示在图7。在这种情况下1、
15、2、3和4短时间间隔1分钟考虑计算,而在病例5,5分钟的间隔时间已被采纳。结果显示在表II。一次200毫秒的窗口(在指定时间内11一向被认为是在频域方法。这意味着5赫兹的频率分辨率连续频率成分之间。4已选定的等距谐波 30赫兹频段内- 70赫兹。这些谐波分量(45 Hz-55赫兹,40 Hz-60赫兹,35赫- 65赫兹和30赫兹- 70赫兹) 提供 ,分别调制频率的5赫兹,10赫兹,15赫兹和20赫兹的加权滤波提出一种高增益的良好效果,说明表II。揭示了谐波广泛涨落,图8说明演化的组成部分谐波45赫兹55赫兹案例2。一个重要特征是其频域方法计算个人能力的贡献的等距谐波分量。表3显示了严重病例5闪烁在考虑了1 - 4的谐波分量。我们可以看出贡献的第一个分量,45 Hz-55赫兹40 Hz-60赫兹,代表超过总数的90% IEC闪变值得到。表四显示个别的贡献的每一个谐波。个人认为,这对谐波40赫兹是Hz-60最具影响力。比较结果表III和IV,非常明显的,这些效果的不同谐波闪烁严重性还不能添加剂。西南交通大学本科毕业设计（英文翻译） 第 11 页西南交通大学本科毕业设计（英文翻译）
