文档介绍：6波形畸变与电力谐波
理想电力系统要求:单一频率,单一波形(正弦),若干电
压等级的电能属性
现代电力电子装置的大量出现,非线性负荷的使用,供电电源
用电设备间的非线性接口电路等,都不可避免的产生很强的电流
谐波及电磁干扰(EMI),对电力系统的安全、优质、经济运行构成
潜在的威胁,给周围电气环境带来极大的污染
负荷(整流、逆变)、系统(HVDC、SVC等)
1993年7月,国家技术监督局正式颁布了(GB/T14549-1993)《电
能质量一公用电网谐波》
本章主要内容
波形畸变的基本概念、危害、典型谐波源、谐波放大、标准。
2013-8-1
6波形畸变与电力谐波
非线性负荷引起电流波形
的畸变,一般畸变波形是周期
的,属于谐波范畴
畸变电流流经系统时,在系统
*-,m3b-n},)
阻抗上产生压降,从而产生电
压畸变
ASAl
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6波形畸变与电力谐波
几个概念
:基波频率的整数倍。
:有些用电负荷会出现非工频频率整数倍
的周期性电流的波动,又称为分数谐波,或称为间谐波。
频率低于工频的间谐波又称为次谐波。
谐波和暂态现象:暂态和谐波是两个完全不同的现象,它
分析方法也是不同的。暂态过程高频分量与系统的基
波频率无关
:对于短时间的冲击电流(变压器空载合闸)
将包含短时间的谐波和间谐波电流,称为短时间的谐波电
流或快速变化谐波电流,应与电力系统稳态和准稳态谐波
区别开来。
陷波:换流装置在换相时,会导致电压波形出现陷波或称
换相缺口,不属于谐波范畴
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6波形畸变与电力谐波
均方根值和总谐波畸变率
i(t)=2 v2I, sin(ha, t+B,
相角与基波相同
三次诂虢初相角与基
均方根值
(x=112+12
次诸波电流(电压)的含有率
HRI
100
电流(电压)总畸变率THD
100%总畸变率描述电流时的局限性
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6波形畸变与电力谐波
非正弦电路的功率和功率因数
1、正弦电压、电流
P=Ul cos p Q=Ul sin p
无功功率物理意义为能量互换的最大规模,并不消耗电能
非正弦电压、电流
P=可uidt=∑ U,, COSPPI
仅同频率的电压和电流才能构成有功功率,不同频率的电压和电流
不构成有功功率
定义无功
Qr=2UnIn sin p,
Q没有正弦波情况下能量交换的最大量度等明确的物理意义,
某谐波可能出现感性无功功率,而另一次谐波可能出现容性无
功功率,不同频率的无功相加本身无意义。
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6波形畸变与电力谐波
定义视在功率:S=U1=、CUCl2
定义畸变功率
(P+Q)
般实际情况:电压畸变小,可考虑成正弦信号,有
P=U, cos a Q=Ul, sin a
功率因数
s1=
1+ THD
可见:功率因数受两方面影响
①相移功率因数,即基频电压、电流的相位差:COsq
②电流的基波分量所占比例,即电流畸变程度:1
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6波形畸变与电力谐波
四、三相电路中的谐波
2U, sin(h@, t+.)
√2 U sin(hot+gn-h×120)
Uh sin(ha, t+p,+hx120)
=3k+1(k=0,1,2,…)时,三相电压谐波的相序都与基波的
相序相同,即1、4、7、10等次谐波都为正序性谐波。
=3k+2时,三相电压谐波的相序都与基波的相序相反,即2
5、8、11等次谐波都为负序性谐波。
-3k+3时,三相电压谐波的相序都有相同的相位,即3、6、
9、12等次谐波都为零序性谐波。
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6波形畸变与电力谐波
非线性特性的用电设备是系统中产生
谐波的主要原因
谐波电流含量基本决定于它本身的
特性和工作状况以及施加给它的电压
而与电力系统的参数关系不大,因此
被看作谐波恒流源
磁饱和装置
铁芯的非线性化磁化特性引起谐波
各种铁芯设备,如变压器、电抗器、
电机等。
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6波形畸变与电力谐波
、整流装置
AC/DC整流器、DCAC逆变器以及变频设备等。
1单相全控桥式整流器
1)直流侧电感足够大,电流波
形是连续的交变方波,正负半周
的波形完全相同,幅值相等
谐波含有率1/h。
图6-5单相全控桥式整流大电感负战电路及其波形
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