电能质量分析与控制6章-肖湘宁

1、2020/7/3，1，6波形失真和电力谐波，6.1理想电力系统要求概述：单频率、单波形(正弦)、多个电压级别的电力特性。现代电力电子设备的大量出现、非线性负荷的使用、电源和电气设备之间的非线性接口电路等必然会产生强有力的电流谐波和电磁干扰(EMI)，对电力系统的安全、高质量、经济运行构成潜在威胁，对周边电力环境造成巨大污染。负载(整流、变频器)、系统(HVDC、SVC等)1993年7月，国家技术监督局正式发布了(GB/t 14549-1993) 电能质量公用电网谐波章的主要内容。波形失真的基本概念，危险，典型谐波源，谐波放大，标准。2020/7/3，2，6波形扭曲和电力谐波，6.2波形扭曲的基

2、本概念非线性负载引起的电流波形扭曲，一般扭曲波形是周期性的，属于谐波类别。如果畸变电流通过系统，则系统阻抗将发生压降，从而导致电压失真。2020/7/3，3，6波形失真和电力谐波，一个或多个概念：谐波：基本频率的整数倍。谐波和次谐波：某些电力负荷会引起周期性电流的波动，其值是非日比一的整数倍。这称为分数谐波或中间谐波。频率低于工频的谐波又称为二次谐波。谐波和瞬变：瞬变和谐波是两种完全不同的现象，分析方法也不同。瞬态过程的高频分量与系统的基本频率无关。短时谐波：对于短时冲击电流(变压器空载合闸)，短时谐波电流或急剧变化谐波电流这种短时谐波电流必须与电力系统稳态和准稳态谐波区别开来。槽口：转换器装

3、置在整流时电压波形可能出现槽口或开关槽口，不属于谐波类别。2020/7/3，4，6描述谐波失真和电力谐波，2，平均和总谐波失真率平均平方根值h谐波电流(电压)的总失真率电流(电压)总失真率电流的限制，2020/7/3，5谐波初始角度对波形的影响图6-3.thd的总要求失真率TDD，2020/7/3，6波形失真和电力谐波，3，非正弦电路的功率和功率因数1，正弦电压，电流无功功率实际上是最大能量交换规模，没有功耗2，非正弦电压，非正弦电路不同频率的电压和电流不构成有效功率无功定义无功功率Qf没有正弦波，能量交换的最大数量等具有明确物理意义的一个谐波中可能发生感性无功，另一个谐波中可能发生容量无功功

4、率，其他频率的无功功率没有意义。、2020/7/3，7，6波形失真和电力谐波，定义基准功率：失真功率的定义一般实际情况：电压失真小，可以考虑正弦信号，还可以看到功率因数。功率因数受两个方面的影响。相移功率因数，即基频电压，电流的相位差：电流的基本分量比，即电流畸变程度：2020/7/8，6波形失真和功率谐波，4，三相电路的谐波h=3k1 (k=.)时，三相电压谐波的相位顺序均等于1，4，7，10等次谐波与正序谐波相同。当H=3k 2时，三相电压谐波的相位顺序与负序列谐波相反。如果H=3k 3，则三相电压谐波的相位顺序都具有相同的相位。也就是说，3，6，9，12等次谐波都是零序谐波。2020/7

5、/3，9，6波形失真和电力谐波，6.3电力系统典型谐波源非线性特性的电力使用装置，其产生谐波的主要原因谐波电流含量基本上取决于其自身特性和运行条件以及应用于电力系统的电压，与电力系统参数几乎无关，因此一般认为是谐波静电。首先，磁饱和装置核心的非线性磁化特性引起谐波。各种核心设备，如变压器、核反应堆、马达等。、2020/7/3，10，6波形失真和电源谐波、2、整流交流/直流整流器、DC/AC逆变器和变频装置等。1 .单相全控制桥适配器1)直流侧电感足够大，电流波形是连续交变方波，正负伴奏波形相同，振幅相同。谐波含量1/h .2020/7/3，11，6波形失真和电力谐波，2)如果直流侧电感不够大，

6、电流会间歇性地发生。3)负载在电池、直流电动机等上存在反电动势负载。2020/7/3，12，6波形失真和电力谐波，2.3相全控制桥式整流器(1)控制角度为0时电流为波宽120o的陷波矩形波，陷波宽度60o。谐波含量1/h .电压，与基本电流相同，整流器无功功率=0，2020/7/3，13，6波形失真和电力谐波，(2)控制角度不为零时电流为波宽120o的陷波矩形波，陷波宽度60o。谐波含量1/h .基本电流相位落后电压，功率因数Ih，系统谐波电流放大IchIh，电容器谐波电流放大Ish，IchIh，谐波严重放大，2020/7/3，24，6谐波失真和电力谐波，经常配置恒定反应器以防止谐波谐振的可能性2020/7/3，26，6波形失真和电力谐波，3次谐波问题并联电容器后，对3次谐波的放大作用应起到电阻负荷的衰减作用，常规电路的电阻应有效抑制谐振的发生，2020/7/3，27，6波形失真和电力谐波，6.7电容器和串行反应器的电压和电流1，无功补偿引起的总线第二，电容器和串联电抗器的电压和电流为Xc和Xk、总线、电容器和电抗器的默认电压为U1、Uc1和Uk1电容器的默认电流为I1；例如，2020/7/3，28，6波形失真和电力谐波；6.7谐波电压限制和电流允许值1不同谐波源的谐波叠加计算采用概率统计分析结果。例如，如表中所示，20