谐波治理与无功补偿

《谐波治理与无功补偿》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、谐波治理技术与无功功率专题OwnedbyUESTC-SESE讲解内容谐波问题及研究现状1谐波抑制的方法综述2无功功率相关论述3Whatwecando4谐波研究背景及意义抑制电网谐波必要性近年来,配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、电气化铁路以及各种电力电子设备的应用不断增加。这些负荷的非线性、冲击性和不平衡性的用电特性,对供电质量造成严重的污染。另一方面,现代工业、商业以及居民用户的用电设备对电能质量的要求更加敏感,对供电质量提出更高的要求。随着信息产业、高新技术产业的飞速发展以及传统行业采用计算机管理及先进控制技术的应用,对供电可靠性和

2、电能质量敏感的负荷所占的比重越来越大,现代数字信息对供电可靠性及个性化电能质量需求有了更高的要求。这意味着信息社会不仅依赖于电力供应,而且更需要新的特殊的电力供应。谐波的基本概念谐波定义为：电气量频率为基波整数倍的正弦波分量。对于我国使用的50Hz电源来说基波为50Hz，3次谐波为150Hz，5次谐波为250Hz，以此类推。目前国际普遍定义谐波为：谐波的产生及来源非线性负载是电力系统的主要谐波源，这类负载可划分为如下几类：正弦电压正弦电流非线性负载非正弦电压,电流线性设备的非线性运行变压器，电机，镇流器等铁磁设备的暂态运行，近饱和运行，线性

3、不理想；这种谐波源在电力电子装置大量应用之前，他们是主要的谐波源，现在这类谐波源在电力系统谐波源中所占比例并不大。时变谐波源如电弧炉，电弧焊机等这类负载，其发生谐波特征和大小均会随时间变化，除奇次谐波外，一般还含有偶次谐波，间谐波(非基波整数倍频率)和次谐波(频率小于基波频率)。这类负载一般分析较为复杂，处理技术难度较大，成本也较高。电力电子变换装置(非线性)设备变频调速系统、感应加热、电解电镀、轧机、整流电源、UPS、部分无功补偿设备、计算机(开关)电源、电子镇流器等。电力电子变换装置是目前主要的谐波源。谐波的危害污染公用电网：公用电网的

4、谐波特别严重时，不但影响接入该电网设备(电视机，计算机等)的正常工作，甚至会造成故障，而且还会造成向公用电网的中性线注入更多电流，造成超载、发热，影响电力正常输送。对通信系统产生电磁干扰(EMI)等：如直流输电中，直流换流站换相时会产生3―10kHz高频噪声，会干扰电力载波通信的正常工作。影响计量准确度：绝大部分目前在用的电力计量仪表均在基波无畸变条件下整定，谐波的存在，带来不同程度的计量误差。影响变压器工作：谐波电流，特别是3次(及其倍数)谐波侵入三角形连接的变压器，会在其绕组中形成环流，使绕组发热。增大设备电压电流容量，增加线路损耗。谐

5、波的存在，加大了电压电流波峰系数，长期会降低设备绝缘等级，加速绝缘老化。影响继电保护等装置可靠运行；威胁用电设备，甚至电网安全。谐波危害谐波抑制解决电力电子装置和其它谐波源的谐波污染问题的思路主动方式：即对电力电子装置本身进行改造，使其产生谐波很少或者不产生谐波,且控制功率因数为1(只适用于作为主要谐波源的电力电子装置)；被动方式：即装设谐波补偿装置来补偿谐波。主动型方法针对性较强，而且多种多样，通用性较差。而被动型方法主要研究如何治理电网中己经存在的谐波成分，具有较高的通用性。主动方式简略框图：谐波抑制无源电力滤波器（PF）利用电容器、电

6、抗器和电阻器的适当组合而构成的滤波装置。其具有结构简单、维护方便等优点,但只能抑制固定次谐波、其滤波效果受系统阻抗及频率变化影响、且体积庞大、易与系统发生谐振。有源电力滤波器（APF）其基本原理是产生一个与负载谐波电流具有幅值相同而相位相反的补偿电流，与负载谐波电流相抵消以达到消除谐波的目的。是一种积极的谐波消除方式，滤波器效果较无源滤波器好。被动方式谐波抑制-无源滤波-LC调谐滤波器LC无源滤波无源滤波技术(PF)主要采用电工理论的LC串联谐振原理，即对h次谐波成分，当2πhf1L=1/2πhf1C时，LC串联阻抗为0，这是其物理本质。从

7、结构上，可分为单调谐，双调谐，高通滤波器等。实际应用中常用几组单调谐波滤波器和一组高通滤波器组成滤波装置。LC单调谐滤波器滤波器对n次谐波的阻抗为:下标表示n次单调谐波滤波器。LC滤波器结构及其阻抗频率曲线谐波抑制-无源滤波-LC调谐滤波器在谐振点处，对LC单调谐滤波器有:在谐振点处，，因较小，n次谐波主要由分流,很少流入电网中。而对其它次数的谐波，，滤波器分流很少。因此，只要将滤波器的谐振次数设置为所需要滤除的谐波次数一样，则该次谐波将大部分流入滤波器，从而起到滤除该次谐波的目的。单调谐波滤波器是利用串联L、C谐振原理构成的，谐振次数n为

8、:双调谐滤波器与LC单调谐滤波器相似,双调谐滤波器有两个谐振频率，合理设计时，可以同时吸收两个频率的谐波，等效于两个并联的单调谐滤波器。谐波抑制-无源滤波-高通滤波器高通滤波器也