技术、软件文档

1、.1、无线电力传输和谐波无线电力传输介绍s r , 的系统框图如图1 所示。电源（220V 的频率变为电磁发射系统的谐振频率，并提供给电磁发射系统。发射系统利用发射线圈将能量传递至电磁接收系统的接收线圈图 1-1 率与收发线圈的固有频率一致时，能量将通过磁共振方式传递。图 1-1 WPT 系统框图磁共振 WPT 1-2 所示四线圈模型，激励线圈和负载线圈是由单匝线圈组成，发射线圈和接收线圈是由多匝线圈组成。1-2 电磁发射和接收系统示意图WPT 电力系统谐波介绍及危害电力谐波介绍电力系统的谐波问题早在 20 世纪 20 1945 年 J.C.Read 发表的有关变流20 世纪 50 年代和 6

2、0 20 世纪 70 年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置（电）导纳和辐射的形 严重时会影响电网中其他设备的正常运行。电力谐波的危害 1）由参考文献可知，因谐波而损坏的电器设备中，电容器约占 40%，与其串联的电抗器约占30%。谐波对电网的影响谐波电流在电网上流动会产生有功功率损耗（简称线损的一部分。谐波对电力计量的影响 IEEE）曾成立了有关非正弦波形情况下计量仪表1996 谐波抑制标准制定抑制谐波的标准是解决电力系统谐波危害和影响的重要措施1984 1993 年分别制定了抑(IEEE)际电工委员会(IEC)和国际大电网会议 (CIGRE)也纷纷推出了各自建议的谐波标准，其

3、中较IEEE519-1992 IEC555-2（1993 IEC1000-3-2 代替。研究的重要性，另一方面也预示着这一领域的研究将取得重大突破。设备的使用者越来越关注电气谐波对电力系统及设备本身所带来的危害及不良影响IEEE 及 IEC 已经引起了电力电子技术工业界的高度重视。IEC1000-3-2接入交流低压电网设备的电流限EN61000-3-216A 的电力电子产品要在欧洲销售都必须服从这一欧洲标准目前所有的谐波标准分成三大类：1）对用户及系统的限制标准，有 IEEE-519-1992、IEC1000-2-2 和 IEC1000-3-6 等；IEC1000-3-2(16A ) IEC1

4、000-3-4(1675A)IEEE 标准；3）谐波的测量标准 IEC1000-4-7。IEC1000-3-2 IEC1000-3-4 两个标准对个别谐波进行了限制，因而它对IEEE-519 对个别谐波也作了限制，但它的主要目的是限制系统节点 PCC(point of common coupling)的谐波大小。由于在某些工业场合极难实现IEC1000-3-4 IEEE-519 发送，这也反映了工业领域对三相谐波标准的强烈要求。1.3.1 IEC1000-3-2 简介IEC1000 标准系列涉及到所有的电磁设备，其中 IEC1000-3-2 是针对小型电气设备而制定的，它的重点放在公众的“低压

5、”、“家用”的设备方面，对相电流小于或等于 16A 的电气设备所产生的谐波做出了限制。该标准对谐波的限制分 A，B，C，D 四个等级，因为它所涉及的对象是应用最为广泛的，如整流装置一类的功率电子设备，且电流波形较为特殊， 因而它也是这当中最具争议的标准。表 1-1 列出了对D 级设备的谐波限制标准，D 级标准所规范的最大输入电功率为 600W。表中仅列出了对 13 次以下谐波的限制。表 1-1 IEC1000-3-2 对 D 级设备的谐波限制标准1.3.2 IEC1000-3-4 简介IEC1000-3-4 除涉及到单一设备的谐波限制标准之外，还涉及到整个系统的安装设备(short circu

6、it current ， 定义为最大短路电流与额定负载电流之比。表 1-2 列出了输入电流大于 16A 设备的谐波限制标准(只列出了 13 次以下的谐波)。表 1-2 IEEE-3-4 对三相设备的谐波限制标准1-3 IEC1000-3-4 20%，如果三相不平衡，则每相都应服从单相的谐波标准。表 1-3 IEC1000-3-4 对所有谐波的限制标准1.3.3 IEEE-519 简介为了防止设备产生的谐波电流回流到供电系统，并对其它用电设备产生不良影响， IEEE-519 对系统共同连接点的谐波电压和谐波电流加以规范，它把规范的目标放在包括电流和电压谐波在内的大功率商业及工业用户群。1-4 I

7、EEE-519 对电压谐波的限制标准。表 1-4 IEEE-519 对电压谐波的限制标准表 1-5 列出了低于 69kV (表中数值为谐波的安培数)和总谐波畸变系数 (THD)值的限制，而偶次谐波限制在奇次谐波的25%以下。从表 15 )和控制方 式十分重要。表 1-5 IEEE-519 电流限制值2、无线电力传输谐波对计量的影响电过程产生谐波对计量的影响。谐波的定义及性质波形畸变是由电力系统中的非线性设备引起的”。在频域分析中，将畸变的周期性电压和电流分解成傅立叶级数关于工程实际中出现的谐波问题的描述及其性质需明确下列几个问题：h 必须为基波频率的整数倍。如我国电力系统的额定频率为 50Hz

8、，则基波频率为 50Hz，2 次谐波频率为 100Hz等。(inter-harmonics)低于工频的间谐波又称为次谐波harmonic。供电系统典型谐波源：系统中产生谐波的设备即谐波源，是具有非线性特性的用电设备。当前，电力系统的谐波源，就其非线性特性而言主要有三大类：PWM 电弧型：交流电弧炉和交流电焊机等。计量用电能表介绍100 1 千瓦平。电能计量的数学原理如下：（1）p 的瞬时值用数学公式表示为单相电能表是应用最多的一种表，广泛使用在居民、机关、商店等照明用电消费中。即可采用二元件电能表来测量三相三线的电能损耗，但电压线圈承受的电压分别为线电压uab 及 ucb，也可利用三只单相表合

9、为三相电能表。电能和功率的关系为：电能表测量的电能就是按公式（1.5）计算的有功电能。感应式电能表是利用处在交变为使电能计量仪器仪表适应工业现代化和电能管理现代化飞速发展的需求系统也急需能提供数字（或脉冲）20 世纪 70 年代初起就已开始在一些工业化国家逐步大面积采90 年代不断改进脉冲式电能表为了替代由感应式机构测量交变电能，从 70 谐波对感应式电能表的影响：电能表的频率特性是畸变波形对电能表计量影响的重要依据平坦，表明电能表是否能够准确计量谐波功率。感应式电能表的频率特性曲线如图 2-1 所示2-1 感应式电能表频率特性曲线图 21 0.2（超前0.（超前0.（后0.2（滞后。感应式电能表接入系统中，当频率变化时可以得到：计量高频电能时，会出现误差；1000Hz -90%；要有以下几个方面：而影响电能表的测量精度；频率的升高而增大，使得电能表转速变慢，产生负误差；MQ 负荷的补偿力矩与频率成反比，当频率升高时，补偿力矩MT 生负误差，并且这种影响的大小随负荷的大小不同而不同，负荷电流愈小影响愈大。从图 2-1 由于相位补偿线圈对每一频率并非达到最佳补偿所致