電網(wǎng)諧波課件

電網(wǎng)諧波電網(wǎng)諧波諧波源，非線性及線性負(fù)載諧波次數(shù)及頻譜RMS（均方根）值諧波畸變諧波源設(shè)備諧波源例子諧波效應(yīng)諧波對(duì)電容器的影響解決方案等效電路任何頻率“f”的周期信號(hào)，無論它的波形是什么，都可以作為以下的總和被表現(xiàn)：頻率f的正弦分量，被稱為基波（h1）有頻率的正弦分量（即基波的全倍數(shù)）被稱為諧波（hn）.dc(直流)分量（如果可用）。例：

諧波是由非線性負(fù)載產(chǎn)生

-1.5-1-0.500.511.5

=

-1.5-1-0.500.511.5

+-1.5-1-0.500.511.5y(t)h1(t)h3(t)諧波源線性負(fù)載：如果一個(gè)負(fù)載引導(dǎo)的電流與電源電壓有相同的波形，則它被稱為是“線性的”。這樣的電流沒有諧波分量。這樣的負(fù)載的例子：電熱器中的電阻器，穩(wěn)態(tài)條件下的電感負(fù)載（電動(dòng)機(jī)，變壓器等）非線性負(fù)載：如果一個(gè)負(fù)載引導(dǎo)的電流與電源電壓沒有相同的波形，則它被稱為是“非線性的”。這樣的電流有高諧波分量。諧波頻譜取決于負(fù)載的類型。例如開關(guān)電源，整流電源，變壓器UIUI線性及非線性負(fù)載諧波的次數(shù)及頻譜次數(shù)：諧波次數(shù)定義為諧波頻率等于基波頻率的倍數(shù)。例：對(duì)于50Hz的基波，第5次諧波的頻率是5x50=250Hz。

頻譜：

信號(hào)的頻譜是作為不同的諧波各自頻率的功能顯示它們的振幅的圖。

作為基波的％的諧波頻譜050100非正弦周期信號(hào)的rms值是：H1=基波分量H2，…，Hn＝諧波分量縮寫詞rms代表均方根。例：

計(jì)算由單相負(fù)載（例如個(gè)人電腦）引導(dǎo)的rms電流：

Ifund.=56.2A;Ih3=27.2A;Ih5=2.7A;Ih7=9.2A;Ih9=7.8A.Rms（均方根）值總諧波畸變（THD）：諧波的rms值與基波的rms值的比率（CIGRE定義）THDHHHnH%...=x+++100231222單個(gè)諧波百分比：這是“n”諧波的rms值與基波的rms值的比率HnHHDn%=1x100諧波畸變nn諧波源設(shè)備變速傳動(dòng)裝置晶閘管控制設(shè)備固定式換流器（UPS不間斷電源）電弧爐電焊機(jī)大建筑物中的照明飽和電抗器（變壓器）-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.5圖（無電抗器）Ce1e2e3MiIIs3相負(fù)載產(chǎn)生5，7，11，13的高諧波電流電流是不穩(wěn)定的

諧波電流是S=23KVATHDI=124%諧波頻譜81%H5,74%H7,42%H11,...H11H13H17H19H21H23050100H1H5H7變速傳動(dòng)裝置nnn020406080100H1H5H7H11H13H17H19S=122KVATHDI=30%諧波電流是圖L1ZCL2L3e1e2e3iIIs

諧波頻譜28%H5,5%H7,6%H11,...3相負(fù)載控制Gratz（格拉茨）橋產(chǎn)生5，7，11，13，…的諧波電流整流器/充電器nnn

諧波頻譜

56%H3,9%H5,9%H7H11H13H15020406080100H1H3H5H7H9諧波電流是Is=341ATHDI=58%單相負(fù)載有高諧波含量的電流持續(xù)在20到50周期之間！電焊機(jī)nnH11020406080100H1H3H5H7H9諧波電流是

S=22KVATHDI=53%

諧波頻譜51%H3,11%H5,8%H9...

圖PhNFLIs

單相負(fù)載諧波的電容阻抗照明（熒光燈…）諧波效應(yīng)短期效應(yīng)長(zhǎng)期效應(yīng)生成器上的干擾負(fù)載上的干擾短期效應(yīng)諧波電壓可以影響電子系統(tǒng)中使用的控制器（晶體閘流管，plc（可編程邏輯控制器）等）導(dǎo)致電磁類儀表錯(cuò)誤音頻控制接收器（例如繼電器）可以被電壓諧波畸變干擾振動(dòng)及噪聲通信及控制電路上的干擾長(zhǎng)期效應(yīng)（熱）電容器發(fā)熱由如下引起：導(dǎo)電性電介質(zhì)滯后由于機(jī)器及變壓器中的額外損耗引起的發(fā)熱定子及轉(zhuǎn)子損耗由于趨膚效應(yīng)而引起的額外變壓器損耗電纜及設(shè)備的發(fā)熱對(duì)電力設(shè)備的干擾變壓器：有功損耗增加鐵損耗增加（滯后）電壓THD的增加旋轉(zhuǎn)機(jī)器：定子損耗的增加鐵損耗的增加（滯后）脈動(dòng)的機(jī)械扭矩造成效率降低，振動(dòng)及噪聲電壓THD的增加對(duì)電力設(shè)備的干擾電纜：電纜發(fā)熱由于趨膚效應(yīng)引起損耗在絕緣中的電介質(zhì)損耗增加感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：鐵損耗及有功損耗增加脈動(dòng)的機(jī)械扭矩造成效率降低，振動(dòng)及電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱電容器：電容器的阻抗隨頻率的增加而減少，諧波電流通過導(dǎo)致?lián)舸┯捎陔姼卸鸬墓舱耧L(fēng)險(xiǎn)發(fā)熱及故障f(Hz)0電容器阻抗的頻率特性?z?(W)諧波對(duì)電容器的影響無電容器的電網(wǎng)：電網(wǎng)的頻率阻抗為線性諧波電流傳輸?shù)阶儔浩鲀H有一小部分諧波施加在負(fù)載側(cè)有電容器的電網(wǎng)：電容器不產(chǎn)生諧波電容器可以放大電網(wǎng)中的諧波諧波對(duì)電容器的影響（1）無電容器的電網(wǎng)HV~=~=MTransformer

（變壓器）HV/LVharmonicsgenerators（諧波生成器）

(Gh)Iharmonics諧波對(duì)電腳容器的影報(bào)響（2）電網(wǎng)安裝奶有電容器HV~=~=Tra班nsf眾orm誤er（變壓器晨）HV/存LVhar類mon喬ics侄ge禮ner數(shù)ato纖rs（諧波發(fā)肚生器）(Gh)cap秘aci匪tor惑ba亭nks（電容器給組）Iharm庭onic察sM解決方帶案使用有源滅諧波濾波未器（AHF）使用無源詳諧波濾波朽器（PHF）使用混破合諧波賭濾波器座（AHF拉+PH午F）使用有源熟諧波濾波再器（AHF）注入的跨諧波電匠流根據(jù)符負(fù)載電學(xué)流中的禽諧波分胸量而改清變。AHF永遠(yuǎn)不懸會(huì)過載斯。AHF永遠(yuǎn)不箱會(huì)自己齒引起系峰統(tǒng)共振礎(chǔ)。在以后增釣加非線性切負(fù)載時(shí)，北容易擴(kuò)展映。價(jià)格較高CT（電流陽互感器籍）的位盜置及注逮入點(diǎn)應(yīng)映被仔細(xì)算選擇。叉否則，重它可能闊會(huì)影響射到AHF的性能帖，或者霉更糟，擇將增加蹈整個(gè)諧碰波電流爸。缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)注意無源濾喂波器（PHF）技術(shù)成熟使用可菠靠?jī)r(jià)格低在諧波黃源增加耳后有過羊載的風(fēng)駛險(xiǎn)對(duì)于LC類型，調(diào)便諧的頻率束可能會(huì)由賢于組件的金溫度及損掙壞而漂移炸（例如電暴容器）在以后增斥加非線性哭負(fù)載時(shí)很嗚難擴(kuò)展濾撇波器容量對(duì)于LC類型的PHF，具有共值振特性。不要在漢同一個(gè)礎(chǔ)母線上致連接幾雖個(gè)調(diào)諧摸到相同跌頻率的寇濾波器不要在同再一個(gè)母線軟上同時(shí)連素接無源濾畝波器和補(bǔ)足償電容器千組缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)注意混合諧喪波濾波塑器（AHF灰+PH塔F）從經(jīng)濟(jì)嘴的角度哨看，一浪個(gè)介于AHF和PHF之間的增折衷的員解決方險(xiǎn)案。與PHF相同與AHF和PHF相同缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)注意等效電陣路線性負(fù)細(xì)載非線性采負(fù)載有如下熊的非線伍性負(fù)載有源諧財(cái)波濾波坊器（AHF）無源諧波注濾波器（PHF）混合濾波稱器（AHF伏+PH劉F）線性負(fù)門載系統(tǒng)MHVTransformer（變壓器）HV/LVLinearload（線性負(fù)載）(I1)線性負(fù)載挺系統(tǒng)V1I1V1Transformer（變壓器）HV/LVLinearloads（線性負(fù)載）EViVIL非線性負(fù)圍載系統(tǒng)HVTransformer（變壓器）HV/LVMLinearload（線性負(fù)載）(I1)~=~=Non-linearload（非線性負(fù)載）(I1+…+I5+I7+…+In)非線性負(fù)喘載系統(tǒng)V1I1+I5+I7V1+V5+V7Non-linearLoads（非線性負(fù)載）INLTransformer（變壓器）HV/LVLinearloads（線性負(fù)載）EViVILI1+I5+I7有AHF的非線朋性負(fù)載織系統(tǒng)HVTransformer（變壓器）HV/LVMLinearload（線性負(fù)載）(I1)~=~=Non-linearload（非線性負(fù)載）(I1+…+I5+I7+…+In)Activeharmonicfilters（有源諧波濾波器）IAHFActiveHarmonicFilter（有源諧波濾波器）有AHF的非線亭性負(fù)載瓦系統(tǒng)V1I1I1+I5+I7V1Non-linearLoads（非線性負(fù)載）INLTransformer（變壓器）HV/LVLinearloads（線性負(fù)載）EViVILI5+I7V1有PHF的非線必性負(fù)載終系統(tǒng)HVTransformer（變壓器）HV/LVMLinearload（線性負(fù)載）(I1)~=~=Non-linearload（非線性負(fù)載）(I1+…+I5+I7+…+In)Passiveharmonicfilters（無源諧波濾波器）57有PHF的非線東性負(fù)載編系統(tǒng)V1I1I1+I5+I7Non-linearLoads（非線性負(fù)載）INLTransformer（變壓器）HV/LVLinearloads（線性負(fù)載）EViVILI5+I7V1IPHFPassiveHarmonicFilter（無源諧波濾波器）LCFilter3rd5thV1+Vothers有AHF瞧+PH直F的非線性躲負(fù)載系統(tǒng)HVTransformer（變壓器）HV/LVMLinearload（線性負(fù)載）(I1)~=~=Non-linearload（非線性負(fù)載）(I1+…+I5+I7+…+In)Activeharmonicfilters（有源濾波器）Passiveharmonicfilters（無源濾波器）57有AHF+牧PHF的非線惹性負(fù)載惰系統(tǒng)I5+