文档介绍：6波形畸变与电力谐波
概述
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，供电电源与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：
定义畸变功率
一般实际情况：电压畸变小，可考虑成正弦信号，有
功率因数
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：
② 电流的基波分量所占比例，即电流畸变程度：
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二、整流装置
AC/DC整流器、DC/AC逆变器以及变频设备等。

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。
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2）直流侧电感量不够大，
则电流将出现断续。
3）当负载为蓄电池、直
流电动机等带有反电动势
负荷时。
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（1）控制角为零时
电流为波宽120o的缺口矩形波，
缺口宽度为 60o。
谐波含有率1/h。
电压、基波电流同相，整流器
无功=0
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（2）控制角不为零时
电流为波宽120o的缺口矩形波，缺口宽度为 60o。
谐波含有率1/h。
基波电流相位落后电压，功率因数<1，吸取无功
（3）考虑到实际情况，存在换相重叠角，电流变化平滑，谐波含量较理论值有所降低
例6-1
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3. 双三相桥式整流
12脉动整流器，只含12k±1次谐波。
特征谐波：
三、电弧炉
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四、电力机车
由于电力机车的负荷是单相整流性质，故对电网影响主要是“负序”和“高次谐波”。其谐波特点：随机波动性、高压渗透性、稳态奇次性。
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五、家用电器
1、桥式整流电容平波电路
电视机的谐波特点是谐波的峰值与基波峰值重合，同相电压供电的多台电视机产生的谐波相位相同，而且同时间的使用频率高，造成供电系统谐波增大。
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2、电力调节电路
移相控制单相交流调压电路(电阻性负载)
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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。
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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
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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
国际电报电话咨询委员会（CCITT）：电话谐波波形系数
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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。
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图：基波及谐波