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谐波与谐波阻抗.ppt

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谐波与谐波阻抗.ppt

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谐波与谐波阻抗.ppt

文档介绍

文档介绍:谐波与谐波阻抗
第1页,本讲稿共43页
谐波定义
        供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。谐波频率与基波
谐波污染对电网及用户的主要影响
谐波电流对电力系统发电机的不良影响
①谐波电流流入三相定子绕组时,产生旋转磁场,引起振动扭矩。谐波旋转磁场对转子以数倍同步转速的速度相交链,因此在转子回路中感应出数倍基波频率的电压和电流。由定子的谐波旋转磁场与转子的激磁电流以及由定子的工作旋转磁场与谐波在转子中感应的电流相互作用而产生的交变电磁力矩,传到转子转轴和定子机座上,引起额外的振动扭矩。
②谐波电流流入三相定子绕组时,还增加定子绕组和定子铁芯的附加电能损失和发热。
③引起转子激磁绕组的附加发热。当谐波电流与负序电流同时流入三相定子绕组时,则在转子激磁绕组回路中感应出6倍或12倍基波频率的电流。该电流引起附加的电能损失和发热。
第11页,本讲稿共43页
④引起阻尼绕组过热,以致损坏。由于谐波旋转磁场在转子上的阻尼绕组中感应出电势而引起电流。当感应电流过大时,会导致阻尼绕组过热,以致损坏。
谐波电流对感应电动机的不良影响
感应电动机的谐波功率损失主要是铜损,当流过感应电动机的谐波电流增大时,其铁芯齿部磁饱和增大,使基波电抗和谐波电抗都减小,因而使谐波功率损失增大。此外,磁饱和也会引起激磁阻抗和基波负序阻抗减小。在感应电动机的端电压和基波负序电压一定时,激磁电流和负序电流引起的铜损也会增大。从而引起附加发热增大。谐波电流对电力系统电气计量仪表的不良影响
高次谐波对电气计量仪表,特别是电能计量仪表,影响较大。这是因为现在使用的功率表并没有关于受高次谐波和功率因数影响而产生误差的限制措施。
第12页,本讲稿共43页
谐波电流对电力系统变压器的不良影响
由于谐波电流流入变压器产生的铁芯磁滞现象会引起噪音增大。此外,还会由高次谐波电流、电压而引起的附加铁损和铜损,使变压器总电能损失增大,容量利用率减小。
造成电网功率损耗增加,线路和设备过热;
引起变电站局部的并联或串联谐振,造成电力设备损坏;
造成继电保护和自动装置误动作;
增大磁场干扰,影响电子仪表和通信系统的正常工作,降低通信质量。
第13页,本讲稿共43页
国外电力专家对谐波标准的认识
(1) 谐波标准制定受经验影响,各国的经验都是在谐波问题长期研究和治理过程中逐步积累的,各国形成谐波标准时考虑的因素也是多样化的,很少有标准是完全建立在对系统特性的详细理论研究基础上,所以标准在形式上大多是趋于经验和保守的。
(2) 各国在制定谐波标准时,充分考虑了本国电力系统的特殊性以及多种关注因素。不同国家的标准,例如英国和新西兰标准,存在较大差异也是正常的。
脱离各国背景,评论不同国家标准优劣是没有意义的;同样,不了解本国实际情况套用他国标准也是不妥的。
第14页,本讲稿共43页
(3) 各国谐波标准反映的是当前时期本衡或妥协,所以谐波标准不是永久不变的,谐波标准的执行也不是僵硬的。
(4) 用户在谐波标准下的权益应予充分关注。
我国自20世纪80年代起开展电力谐波研究,并已取得众多基础性成果。
谐波国家标准GB/T 14549-93《电能质量 公用电网谐波》自1994年3月起开始实施。
基于IEC 61000-3-6技术文件的国家标准化指导性技术文件GB/Z -2000 《电磁兼容 限值 中、高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估》也于2000年12月颁布。
第15页,本讲稿共43页
在电气化铁道谐波评估方面,我国电力和铁路部门长期以来存在较大争议。
综合考虑国内外经验,我国铁路专家认为对电气化铁路谐波考核应主要针对谐波电压,采用总量控制方法,以电铁总谐波电压畸变率作为谐波限值,不再对各次谐波电流进行评估。
铁路专家认为牵引变电所作为电气化铁路谐波源头,如果控制其110 kV(或220 kV)母线总谐波电压畸变率不超标,那么连接它的公共连接点的总谐波电压畸变率必然不会超标。
英、美、加拿大等国对电气化铁路侧重谐波电压考核。
第16页,本讲稿共43页
传统功率理论
单相正弦电路功率理论
有功功率P
(平均功率)
电路的无功功率
无功分量的平均值为零说明它只进行能量交换而不消耗功率,这种能量交换通常发生在电源和有储能元件的负载之间,Q表明了这种能量交换的幅度 。ip有功电流分量,iq无功电流分量。
第17页,本讲稿共43页
工程上还把设备的电压和电流的有效值的乘积作为