电网谐波课件

电网谐波电网谐波谐波源，非线性及线性负载谐波次数及频谱RMS（均方根）值谐波畸变谐波源设备谐波源例子谐波效应谐波对电容器的影响解决方案等效电路任何频率“f”的周期信号，无论它的波形是什么，都可以作为以下的总和被表现：频率f的正弦分量，被称为基波（h1）有频率的正弦分量（即基波的全倍数）被称为谐波（hn）.dc(直流)分量（如果可用）。例：

谐波是由非线性负载产生

-1.5-1-0.500.511.5

=

-1.5-1-0.500.511.5

+-1.5-1-0.500.511.5y(t)h1(t)h3(t)谐波源线性负载：如果一个负载引导的电流与电源电压有相同的波形，则它被称为是“线性的”。这样的电流没有谐波分量。这样的负载的例子：电热器中的电阻器，稳态条件下的电感负载（电动机，变压器等）非线性负载：如果一个负载引导的电流与电源电压没有相同的波形，则它被称为是“非线性的”。这样的电流有高谐波分量。谐波频谱取决于负载的类型。例如开关电源，整流电源，变压器UIUI线性及非线性负载谐波的次数及频谱次数：谐波次数定义为谐波频率等于基波频率的倍数。例：对于50Hz的基波，第5次谐波的频率是5x50=250Hz。

频谱：

信号的频谱是作为不同的谐波各自频率的功能显示它们的振幅的图。

作为基波的％的谐波频谱050100非正弦周期信号的rms值是：H1=基波分量H2，…，Hn＝谐波分量缩写词rms代表均方根。例：

计算由单相负载（例如个人电脑）引导的rms电流：

Ifund.=56.2A;Ih3=27.2A;Ih5=2.7A;Ih7=9.2A;Ih9=7.8A.Rms（均方根）值总谐波畸变（THD）：谐波的rms值与基波的rms值的比率（CIGRE定义）THDHHHnH%...=x+++100231222单个谐波百分比：这是“n”谐波的rms值与基波的rms值的比率HnHHDn%=1x100谐波畸变nn谐波源设备变速传动装置晶闸管控制设备固定式换流器（UPS不间断电源）电弧炉电焊机大建筑物中的照明饱和电抗器（变压器）-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.5图（无电抗器）Ce1e2e3MiIIs3相负载产生5，7，11，13的高谐波电流电流是不稳定的

谐波电流是S=23KVATHDI=124%谐波频谱81%H5,74%H7,42%H11,...H11H13H17H19H21H23050100H1H5H7变速传动装置nnn020406080100H1H5H7H11H13H17H19S=122KVATHDI=30%谐波电流是图L1ZCL2L3e1e2e3iIIs

谐波频谱28%H5,5%H7,6%H11,...3相负载控制Gratz（格拉茨）桥产生5，7，11，13，…的谐波电流整流器/充电器nnn

谐波频谱

56%H3,9%H5,9%H7H11H13H15020406080100H1H3H5H7H9谐波电流是Is=341ATHDI=58%单相负载有高谐波含量的电流持续在20到50周期之间！电焊机nnH11020406080100H1H3H5H7H9谐波电流是

S=22KVATHDI=53%

谐波频谱51%H3,11%H5,8%H9...

图PhNFLIs

单相负载谐波的电容阻抗照明（荧光灯…）谐波效应短期效应长期效应生成器上的干扰负载上的干扰短期效应谐波电压可以影响电子系统中使用的控制器（晶体闸流管，plc（可编程逻辑控制器）等）导致电磁类仪表错误音频控制接收器（例如继电器）可以被电压谐波畸变干扰振动及噪声通信及控制电路上的干扰长期效应（热）电容器发热由如下引起：导电性电介质滞后由于机器及变压器中的额外损耗引起的发热定子及转子损耗由于趋肤效应而引起的额外变压器损耗电缆及设备的发热对电力设备的干扰变压器：有功损耗增加铁损耗增加（滞后）电压THD的增加旋转机器：定子损耗的增加铁损耗的增加（滞后）脉动的机械扭矩造成效率降低，振动及噪声电压THD的增加对电著力设侮备的贝干扰电缆古：电缆影发热由于但趋肤予效应来引起披损耗在绝烫缘中聋的电笑介质傍损耗舌增加感应枪电动挽机：铁损吼耗及掉有功剩损耗明增加脉动瓜的机断械扭盆矩造团成效遮率降殖低，哲振动网及电末动机盼的发组热电容战器：电容颗器的邻阻抗陪随频知率的狱增加呜而减喘少，撤谐波戚电流踪蝶通过晕导致撕击穿由于必电感车而引信起的各共振冒风险发热竞及故狂障f割(H英z)0电容奔器阻葵抗的压频率早特性çz汤ç(您W)谐波狸对电卖容器丑的影得响无电钥容器梨的电嫩网：电网部的频枯率阻族抗为利线性谐波廉电流说传输稻到变售压器仅有滨一小厘部分挥谐波道施加斗在负款载侧有电筒容器要的电吴网：电容邪器不诉产生寒谐波电容瓦器可筹以放掏大电烦网中丘的谐才波谐波咏对电饼容器辰的影抓响（1）无电炼容器尚的电挠网HV~=~=MTr括an贤sf凯or愈me他r（变幼压器告）HV执/适L淡Vha特rm楚on吵ic带s鞠ge狭ne暗ra桐to派rs（谐还波生妻成器允）(G般h)Iha御rm贱on筋ic久s谐波倡对电珠容器及的影更响（2）电网极安装谦有电痛容器HV~=~=Tr掏an沈sf守or敞me第r（变滨压器滑）HV咱/喜L蛇Vha急rm萝on凑ic拐s辟ge倾ne他ra唐to纸rs（谐问波发规生器瞧）(G睁h)ca纤pa拾ci榜to矛r短ba灵nk鸽s（电咸容器缩慧组）Iha纯rm师on联ic终sM解决掩方案使用雕有源驱谐波特滤波降器（AH尚F）使用扇无源匆谐波仔滤波谷器（PH燃F）使用述混合陪谐波龟滤波骄器（AH抄F+削PH撤F）使用路有源玻谐波浊滤波熟器（AH叮F）注入钟的谐露波电驶流根滚据负汤载电针流中葬的谐熔波分激量而谢改变题。AH身F永远独不会蛮过载厌。AH陆F永远扫不会程自己迁引起拌系统银共振萄。在以苦后增北加非余线性参负载难时，贴容易返扩展跨。价格伯较高CT（电饱流互坐感器角）的除位置蛇及注予入点凑应被羊仔细滩选择绪。否够则，厦它可代能会斧影响译到AH替F的性厕能，量或者爷更糟斜，将争增加活整个顺谐波低电流色。缺点优点注意无源应滤波奥器（PH汤F）技术劈燕成熟使用谢可靠价格跳低在谐暗波源早增加处后有宴过载穿的风搂险对于LC类型森，调摩谐的搁频率埋可能打会由哄于组信件的片温度澡及损伟坏而积漂移率（例桑如电陆容器售）在以射后增绸加非蚀线性姑负载澡时很啄难扩央展滤押波器米容量对于LC类型这的PH尼F，具逗有共哀振特雹性。不要竭在同液一个狡母线衔上连遇接几喇个调毁谐到辨相同既频率仗的滤经波器不要谎在同敞一个掠母线追上同孕时连腰接无研源滤楼波器暮和补雪偿电洲容器顶组缺点优点注意混合绪谐波其滤波拼器（AH乳F+覆PH炕F）从经巷济的社角度坡看，团一个毅介于AH像F和PH吵F之间闪的折禾衷的袜解决体方案其。与PH柏F相同与AH阻F和PH条F相同缺点优点注意等效伶电路线性默负载非线敢性负昼载有如屯下的在非线蚀性负免载有源页谐波悄滤波笔器（AH及F）无源叮谐波耀滤波驼器（PH付F）混合雷滤波寄器（AH茧F+宅PH光F）线性狮负载解系统MHVTransformer（变压器）HV/LVLinearload（线性负载）(I1)线性塑负载仍系统V1I1V1Transformer（变压器）HV/LVLinearloads（线性负载）EViVIL非线险性负筝载系澡统HVTransformer（变压器）HV/LVMLinearload（线性负载）(I1)~=~=Non-linearload（非线性负载）(I1+…+I5+I7+…+In)非线航性负偶载系网统V1I1+I5+I7V1+V5+V7Non-linearLoads（非线性负载）INLTransformer（变压器）HV/LVLinearloads（线性负载）EViVILI1+I5+I7有AH径F的非嚼线性括负载每系统HVTransformer（变压器）HV/LVMLinearload（线性负载）(I1)~=~=Non-linearload（非线性负载）(I1+…+I5+I7+…+In)Activeharmonicfilters（有源谐波滤波器）IAHFActiveHarmonicFilter（有源谐波滤波器）有AH缎F的非绒线性澡负载欢系统V1I1I1+I5+I7V1Non-linearLoads（非线性负载）INLTransformer（变压器）HV/LVLinearloads（线性负载）EViVILI5+I7V1有PH仙F的非坝线性泄负载背系统HVTransformer（变压器）HV/LVMLinearload（线性负载）(I1)~=~=Non-linearload（非线性负载）(I1+…+I5+I7+…+In)Passiveharmonicfilters（无源谐波滤波器）57有PH驻F的非姓线性持负载永系统V1I1I1+I5+I7Non-linearLoads（非线性负载）INLTransformer（变压器）HV/LVLinearloads（线性负载）EViVILI5+I7V1IPHFPassiveHarmoni