谐波原理及抑制.ppt

谐波原理及抑制内容1-基本概念

目的: 了解本课必备的基本概念
基本概念电抗器饱和间谐波
正弦分量不是基波频率的整数倍。

次谐波
谐波分量频率低于基波频率

这两类干扰是由各种设备吸收的功率为周期性或随机变化引起的。
例:
电弧炉电弧不稳定

波形控制

循环变流器
频率变换器
变频器定义Y0=0
Yn= 对于奇数次n

Yn/Y1= 对于奇数次n基本概念非正弦周期量的均方根值(RMS)

Yrms=y2(t)dt=(Yn)2

电压畸变
谐波均方根值与基波的比值

THD(%)=100

*对于DIN标准,Y1由Y的均方根值代替基本概念电压与电流畸变的关系
Þ电源阻抗
对于每个电流谐波In,对应该频率的电源阻抗Zsn两端存在谐波电压UnUn=Zsn.In

逐次谐波畸变Hn=

(U1:基波值)

THD(%)=100(Hn)2

在各次谐波频率下的电源阻抗为电压出现畸变的基本原因

结论:如果电源阻抗低,电压畸变就低。

发电机 X”d=12%电流谐波畸变依赖于负载

电压谐波畸变依赖于电源

较低的电源阻抗利于谐波电流流向电源,但同时电压畸变往往也较低

反之,高电源阻抗阻止谐波电流流向电源,但电压总畸变往往也较高

电源阻抗与总谐波畸变(u,i)之间的变化是非线性的基本概念2-电力生产、配电和消耗各环节
产生的谐波干扰

目的: 认识干扰源的特点
谐波干扰当无载或线性负载时,THD(U)小于4%

对于非线性负载,畸变主要依赖:
采用技术
网络情况

(*):不同类型产品有很大不同

电源处谐波畸变一般不太突出

整流型负载

产生很宽频谱范围(3-15)的奇次谐波电流

越来越多地使用

形成了重要的谐波污染源理想状态:电源侧电感Lligne=0

In(theo)=,n=6k+/-1

l5(theo)=20%l1 l11(theo)=9%l1
l7(theo)=14%l1 l13(theo)=8%l1

电源阻抗的影响L=10mH谐波干扰*资料来源:“中压配电网络的谐波污染”,J.Lachaume,EDF–DERClamart.谐波干扰3-标准和规定

目的:了解目前谐波的
标准,变化,趋势,…及共识电磁骚扰:
所有可能会引起设备或系统故障的电磁现象。

电磁兼容性:
设备或系统可工作在满意的环境中,且不对环境中元件产生不能忍受的电磁骚扰。

抗干扰:
设备或系统在电磁骚扰出现时能正常工作的能力。各种干扰等级标准化共存质量等级Þ兼容性水平兼容性水平状况:
对每个用户作出必要限制,以避免进行系统性的检查,
因为电压畸变依赖于电网阻抗:
除非注入电流非常低,一般来说很难靠限制注入谐波电流来控制实际的电压畸变。
利用限制谐波电压来约束和惩罚用户。

较公平的方法:
采用允许的干扰功率,该功率大小正比于用户实际消耗的负载功率。然而对于低压网络,该方法很难用于家庭,故采用对家用电器产品产生的谐波电流进行限制。每相电流小于16A:
IEC1000-3-2规定对所有设备即功率范围除大于1kW和小于功率75W(1999年降低为50W)的工业设备外,其谐波水平应满足无国际标准但对不同级别基本存在共识

第一级:自动接受
根据电压等级和干扰功率。

例如EDFÞ干扰功率＜1%正常情况下测量点最小短路功率。

作为扩展,
如果总干扰功率小于

即视为可接受干扰工业应用第三阶段:例外但仍有可能接受当超出第二级而没有超过兼容性等级时,由于其它用户不产生谐波,则可以给予例外接受。表格1-谐波对电气设备的影响

目的:掌握谐波对主要电气元件的影响敏感设备电感XLXL网络模型的结构w =2p50 网络角频率

SCCTR =

=+

SCCBT = 给定LBT

Q =Un2Cw 给定C

P = 给定R

l1 =放大系数FA共振角频率

放大因数

其它公式Q数值计算谐波电压源的激励谐波次数电容器能承受的过载谐波对电容器的影响练习4:计算存在谐波电流时的无功功率补偿变压器中的损耗变压器能承受的过载数值计算三次谐波的特点三次谐波通路和测量三次谐波和中性线导体IT=1,11IF=39A二次谐波(3k-1)三次谐波(3k)四次谐波(3k+1)三相系统的谐波电流谐波对异步电机的影响数值计算谐波对发电机的影响对其它设备的影响5-1解决方案目的:掌握电网谐波干扰的治理方案可能的解决方案谐波抑制电抗器谐波抑制电抗器(续)谐波滤波器并联谐振并联谐振阻尼滤波器(高通)改变电网结构实现低敏感t:电压总谐波畸变A:敏感负载:污染负载谐波抑制谐波抑制LF谐波小结多种谐波源5-2有源滤波器目的:了解各种类型的
有源滤波器及其原理原理并