文档介绍：电能质量分析与控制6
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，因此常被看作谐电能质量分析与控制6
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，因此常被看作谐波恒流源。
一、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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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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