电能质量提高综合技能培训班-张一工教授.ppt

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1、第二部分电力系统谐波及相关问题电能质量提高综合技能培训班张一工教授华北电力大学电气与电子工程学院7/28/20211谐波基本概念：源于声学电力系统谐波及相关问题“谐”：和谐，Harmonic谐波：频率为基频整倍数的分量（基音与泛音列）谐波：决定音色的因素（音高、音量与音色）谐波的物理学意义：决定音频波形的形状律学的物理学基础7/28/20212电力系统波形畸变并不是新问题电力系统谐波及相关问题1920－1930：德国已提出波形畸变问题20世纪60年代前，谐波问题并不突出HVDC的应用促进了谐波研究的发展大量电力电子装置的应用使得谐波

2、问题日益严重电力电子装置的不利影响不仅限于谐波7/28/20213电力系统谐波的基本概念电力系统谐波及相关问题定义数学工具不同类型谐波的性质与特点.7/28/20214电力系统谐波的基本概念电力系统谐波及相关问题定义数学工具不同类型谐波的性质与特点一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整倍数。也称为高次谐波。7/28/20215电力系统谐波的基本概念电力系统谐波及相关问题定义数学工具不同类型谐波的性质与特点傅立叶级数。畸变周期波形（非正弦波形）可以用有限个不同频率的正弦波的叠加来近似。7/28/20216电力系统谐波的基本概

3、念电力系统谐波及相关问题定义数学工具不同类型谐波的性质与特点谐波次数必为整数谐波和暂态现象谐波与波形缺口短时间谐波和暂态过程中的谐波7/28/20217非正弦周期函数的傅立叶级数展开电力系统谐波及相关问题直流分量周期函数角频率12Tpw=三角形式：直流分量、正弦分量与余弦分量7/28/20218非正弦周期函数的傅立叶级数展开电力系统谐波及相关问题三角形式：直流分量、正弦分量与余弦分量7/28/20219非正弦周期函数的傅立叶级数展开电力系统谐波及相关问题n次分量振幅n次分量初相角三角形式：直流分量、振幅与初相角7/28/202110

4、非正弦周期函数的傅立叶级数展开电力系统谐波及相关问题指数形式：直流分量、振幅与初相角7/28/202111傅立叶级数展开的意义电力系统谐波及相关问题简化复杂波形的分析充分利用针对正弦电路的简化算法进行谐波治理的理论依据.7/28/202112傅立叶级数展开的意义电力系统谐波及相关问题简化复杂波形的分析充分利用针对正弦电路的简化算法进行谐波治理的理论依据将复杂波形的分析问题化为正弦波的分析问题；将千变万化的波形分析化为单一的波形分析问题7/28/202113傅立叶级数展开的意义电力系统谐波及相关问题简化复杂波形的分析充分利用针对正弦电

5、路的简化算法进行谐波治理的理论依据简单的稳态解的计算分析方法复阻抗复阻抗串、并联叠加原理仅对线性电路适用7/28/202114傅立叶级数展开的意义电力系统谐波及相关问题简化复杂波形的分析充分利用针对正弦电路的简化算法进行谐波治理的理论依据频谱的构成治理方案的制定治理效果的评价7/28/202115典型波形傅立叶级数分析：方波电力系统谐波及相关问题7/28/202116典型波形傅立叶级数分析：方波电力系统谐波及相关问题基波与前三个谐波7/28/202117典型波形傅立叶级数分析：方波电力系统谐波及相关问题7/28/202118典型波形

6、傅立叶级数分析：三角波电力系统谐波及相关问题7/28/202119典型波形傅立叶级数分析：三角波电力系统谐波及相关问题基波与前三个谐波7/28/202120典型波形傅立叶级数分析：三角波电力系统谐波及相关问题7/28/202121谐波大小的度量：谐波含有率电力系统谐波及相关问题n次谐波电压含有率HRUn：n次谐波电流含有率HRIn：7/28/202122谐波大小的度量：总谐波畸变率电力系统谐波及相关问题总电压谐波畸变率THDu：总电流谐波畸变率THDi：7/28/202123谐波大小的度量：总谐波含量电力系统谐波及相关问题方波7/2

7、8/202124谐波大小的度量：总谐波含量电力系统谐波及相关问题三角波7/28/202125谐波限值：公用电网电压电力系统谐波及相关问题7/28/202126谐波限值：公共连接点注入电流电力系统谐波及相关问题7/28/202127谐波限值：公共连接点注入电流（续）电力系统谐波及相关问题7/28/202128谐波的危害谐波附加损耗谐波过电压引起继电保护装置误动引起电气测量与计量的误差对通信系统的干扰电压换相缺口EMI电力系统谐波及相关问题.7/28/202129谐波的危害谐波附加损耗谐波过电压引起继电保护装置误动引起电气测量与计量的误

8、差对通信系统的干扰电压换相缺口EMI电力系统谐波及相关问题附加铁损（涡流，磁滞）附加铜损（集肤效应，层叠效应）7/28/202130谐波的危害谐波附加损耗谐波过电压引起继电保护装置误动引起电气测量与计量的误差对通信系统的干扰电压换相缺