谐波对电气设备制造的影响-论文.pdf

《谐波对电气设备制造的影响-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一研筮_((((--谐波对电气设备制造的影响运城职业技术学院范云龙【摘要】根据对供电电力的不同要求，采取不同的措施限定高次谐波，存在于不同的用电设备中。本文主要分析高次谐波产生的原因及为限制高次谐波在相应电气设备设计制造时的改善措施。【关键词】傅立叶级数；高次谐波；绕组接法；非线性设备；高次谐波预防措施引言当主磁通正弦变化时，励磁电流曲线具流分量。而根据傅氏级数可知，谐波次数越电力系统电气设备制造时，考虑的因有尖顶波形。如图1所示。主要含有三次谐波高，幅值衰减越大，若不计幅值不大的五次及素很多

2、，如电气设备的布局、设备的结构、及其他高次谐波电流。当励磁电流正弦变化其他高次谐波，励磁电流就呈正弦波。前面已设备性能、相关创新技术的应用等。其中电时，主磁通具有平顶波形，主要含有三次及分析，由于变压器磁路的非线性特性，正弦波力传输设备如变压器等在结构设计时不能忽其他高次谐波磁通。如图2所示。的励磁电流，必激励出平顶型波形的主磁通。略电能的传输质量。变压器的的高压绕组通主磁通中就含有三次谐波分量，如图2所示。常设计成星形接法，低压绕组是角形接法。将平顶型波形以傅氏级数等效展开也可得出这在大容量变压器设计生产时绕组

3、接法基本如一结论。三次谐波磁通及其影响多大，取决于此，目的是为了抑制高次谐波的干扰。变压器磁路系统的结构。这也是变压器在设计1．谐波定义一制造时必须考虑的问题。谐波是指电流中所含有的频率为基波整虹h三次谐波电流因其幅值、相位、角频率数倍的电量，～般是指对周期性的非正弦电都相同，构成零序对称组。对于三相变压器量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率0mt0-芯式铁芯结构而言，三次谐波磁通也是零序k的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流对称组，三个同相磁通不可能在芯式铁芯内电网有效分量为工频单一频率，因此任何与闭合，和

4、三次谐波电流不能在Y连接的三相电工频频率不同的成分都可以称之为谐波。t路中流通类似。但磁通和电流不同的是，磁2．谐波的产生通可以存在于铁磁物质中，也可以存在于非现代社会，对电能的需求及应用无处图1不考虑铁耗时的励磁电流波形铁磁物质中，只是在非铁磁物质中因磁阻很不在。电力系统在生产及传输电能过程中，大，数量很小。也就是说三次谐波磁通虽不用到很多相关的电气设备。交流电网中，由能存在于三相芯式变压器器铁芯中，但可以于投入电网运行的很多设备是非线性电气设经过油、油箱壁、铁轭形成闭合路径。又因备，使得电压、电流波形不是严格

5、意义上的为磁阻很大，使三次谐波磁通大为减弱，从正弦波，而是不同程度的非正弦波。而相电势中没有明显三次谐波电势，波形接非正弦波通常是周期性电气分量，根近正弦波。三次谐波磁通经过油箱壁，感生据傅立叶级数，可分解成基波分量(频率、，涡流，产生附加损耗，降低变压器效率引起。50Hz)和高次谐波分量。局部过热，因此这种绕组接法只适用于中小2．1非正弦周期函数的分解图2励磁电流无三次谱波时主磁通的渡彤容量变压器。根据电路原理知道，电气线路中会遇2．2．2变流设备对于Dynll接法，原绕组三角形连接，三到非正弦周期波形信号，如

6、常见的矩形波。变流设备，指的是电力电子电路，对三相次谐波电流形成回路，即励磁电流中含有三次由高等数学知道，非正弦周期函数，用傅氏交流电进行整流变换，以满足要求，如整流，谐波分量，由前面分析知，主磁通、原副绕组级数展开后，含有高次谐波，镜对称的周期逆变，变频等。从整流或逆变电路原理及输出感应电势波形很接近正弦波。可以看出这种接函数作傅氏级数变换后是奇谐波函数，满足波形分析易知，为了获可调的直流电压或调速法变压器传输电能时有利于改善输出波形。f(t)一f(t+T／2)规律。其表达式为：要求，根据控制角的大使可控硅或功

7、率管导如果是Ydl1接法，副绕组为三角形接法，∞通，造成输出形非正弦而产生高次谐波。变流原绕组的励磁电流是正弦波，则主磁通和相电，(f)ao∑(口coskcat+b女sinj})设备是高次谐波的主要谐波源之一。势会有三次谐波分量，而副绕组三角形接法使★=l1!2．2．3电弧炉得呈零序对称组的三次谐波电势产生三次谐波ao=言If(t)dt=0电弧炉一般是三相式，通过专用电弧炉变环流，三次谐波环流产生的磁通抵消了原励磁一一2，．r压器供电。电弧炉工作时，因三负荷不对称，电流产生的三次谐波磁通。效果上改善了主磁=J—I

8、}厂(f)c0skcotd~(1【为奇数)产生很多高次谐波。通和相电势的波形，和Dyn11接法相同。这种i电弧炉工作在熔化期时，炉内填料未融化绕组接法在中大容量变压器中常见。'．r而成块状固体，电弧阻抗不稳定电极之间通过3．2对电动机绕组分布的影响=』If(t)sinkcotdgk为奇数)炉内金属块状导体形成极间短路，短路电流的我们知道，脉振磁势是异步电动机各相i大小取决