文档介绍：电能质量分析与控制
6波形畸变与电力谐波
波形畸变的基本概念
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，在系统阻抗上产生压降，从而产生电压的谐波相位相同，而且同时间的使用频率高，造成供电系统谐波增大。
2022/2/10
15
6波形畸变与电力谐波
2、电力调节电路
移相控制单相交流调压电路(电阻性负载)
2022/2/10
16
6波形畸变与电力谐波
谐波的影响和危害
在电力危害方面：
⑴旋转电机等的（换流变压器过载）附加谐波损耗与发热，缩短使用寿命；
⑵谐波谐振过电压，造成电气元件及设备的故障与损坏；
⑶电能计量错误。
在信号干扰方面：
⑴对通信系统产生电磁干扰，使电信质量下降；
⑵重要的和敏感的自动控制、保护装置不正确动作；
⑶危害到功率处理器自身的正常运行。
2022/2/10
17
6波形畸变与电力谐波
一、谐波对变压器的影响
均方根值电流。如果变压器容量正好与负荷容量相同，那么谐波电流将使得均方根值电流大于额定值。总均方根值电流的增加会引起导体损耗增加。
涡流损耗。涡流是由磁链引起的变压器的感应电流。感应电流流经绕组、铁芯以及变压器磁场环绕的其他导体时，会产生附加发热。损耗以引起涡流的谐波电流的频率的平方增加。
铁芯损耗。铁损的增加取决于谐波对外加电压的影响以及变压器铁芯的设计。电压畸变的增加将使得铁芯叠片中涡流电流增加，总的影响取决于铁芯叠片的厚度以及钢芯的质量。
随着谐波频率的增高，集肤效应更加严重。另外可能引起噪音的增大。
电流畸变超过5%，变压器的出力应降低。 K—因子
2022/2/10
18
6波形畸变与电力谐波
二、谐波对电机的影响
电机受谐波电压畸变的影响较大。电机末端的谐波电压畸变，在电机里表现为谐波磁链。谐波磁链以与转子同步频率不同的频率旋转，在转子中感应出高频电流。谐波电压畸变将引起电机的效率下降、发热、振动和高频噪声。
三、谐波对通讯的干扰
通过感应方式与通讯线路耦合干扰通讯
国际电报 咨询委员会 （CCITT）： 谐波波形系数
2022/2/10
19
6波形畸变与电力谐波
四、谐波对电能计量的影响
概念：基波功率做功，谐波功率不做功，应不计量。
电表计量时为基波和各次谐波功率之和
对机械感应式电度表：
K1M≈1, 在THD=20时：K3M≈ ，K5M≈ ，K7M≈
对电子式电度表：
K1M = KhM=1
可见：机械感应式电度表更能反映实际情况。
2022/2/10
20
6波形畸变与电力谐波
图：基波及谐波有功潮流
对线性用户
对非线性用户
由于
表现为谐波的影响使少计的电量远大于多计的电量，两者的差额表现为供电线损率有所增大。
结论：
在计量上有利于非线性用户，不利于线性用户和电力部门。
2022/2/10
21
6波形畸变与电力谐波
谐波感性电抗： ；容性电抗
从谐波源处看，在谐波频率下，并联电容器与系统等值电感为并联关系，若谐振频率落在某次谐波上，可引起谐振过电压。
若：
Ish>Ih，系统谐波电流放大
Ich>Ih，电容器谐波电流放大
Ish，Ich>Ih，谐波严重放大
2022/2/10
22
为防止出现谐波谐振的可能，常在电容器上配置一定的电抗器，设
分别是以 为基值的系统电抗率和电抗器电抗率
6波形畸变与电力谐波
2022/2/10
23
6波形畸变与电力谐波
谐振状态，并联谐振
电容器全谐振，串联谐振
第一临界状态，电容支路呈容性
第二临界状态，电容支路呈感性
2022/2/10
24
6波形畸变与电力谐波
三次谐波问题
并联电容器后，对三次谐波有放大作用，应引起注意
电阻性负荷的作用
起阻尼作用，一般线路的电阻可有效抑制谐振的发生
2022/2/10
25
6波形畸变与电力谐波
一、无功功率补偿引起的母线电压升高
Xd、Sd为母线短路阻抗、短路容量。
二、电容器与串联电抗器的电压和电流
设电容器与串联电抗器的基波电抗分别为Xc和Xk，母线、电容器和电抗器的基波电压分别为U1、Uc1和Uk1，电容器的基波电流为I1，有：
2022/2/10
26
6波形畸变与电力谐波
1. 不同谐波源的谐波叠加计算
采用概