电力系统谐波的基本概念资料教学提纲.ppt

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1、电力系统谐波的基本概念资料2.现代电力系统的负荷类型逐渐非线性化，非线性负荷已占有很大比例很难保证纯正弦波形非线性设备产生谐波干扰谐波畸变污染电气环境3.现代电力系统强调功率处理与控制的能力现代电力系统对电能形态提出了新的要求：一、以适合于用电负荷需要的最佳电能形态提供电力，满足用户对不同频率、电压、电流、波形及相数的要求，顺应生产与产品多样性、个性化、高效益的发展趋势。二、现代电力系统正试图将其快速、实时与灵活可控应用于电网的电能输送与分配，达到可靠稳定，高效经济运行的目的。三、FACTS技术与传统电力技术。FACTS分类框图大功率器件制造水平迅速提高，大容量电力电子

2、技术应用日益广泛6kV,6kAGTO全控器件（IGBT）已应用于200MWHVDC电压和电流波形严重畸变问题日益突出，电力谐波及其危害已成为现代电力系统的一大重要问题。4.谐波研究现状电力系统波形畸变问题早在1935年就已被一些德国专家(Rissik.H等)所关注，并有相应的论著发表。1945年有了谐波的经典论文(付氏分析做为谐波计算的基础)。70年代初，美国的Kimbark教授从HVDC的研究出，理论性、权威性地分析了电力系统谐波问题。IEEE也从电力系统谐波工作组报告为始，正式将其列为专门学术问题，有组织地加以研究，并且于八十年代（’86）开始每2年召开一次世界性会

3、议并出版论文集。1985年，国际上第一本由新西兰著名教授J.ARRILAGA等合写的“电力系统谐波”专著出版，较详细、系统地阐述了这方面的知识。国际研究现状国内谐波研究现状1988年，我国电力专家和教授吴竞昌等编著“电力系统谐波”。后改写为“供电系统谐波”。1993年我国国家技术监督局正式颁布了“电能质量－公用电网谐波”国家标准。2008年该标准开始重新修订。夏道止等1994年出版的《高压直流输电系统的谐波分析及滤波》是近年出版的代表性著作。2008年欧盟－亚洲电能质量中国合作组成立，开展对国内谐波等电能质量问题的案例分析和国家标准的宣贯工作。2007－2008年我国电

4、力与铁路合作开展了电铁谐波和负序关键问题研究，投资2170万元。近日开始项目验收工作。近几年，西安交通大学王兆安等人也从事电力系统谐波抑制的研究，主要是有源电力滤波器的研究等。5谐波研究的意义治理环境污染、维护绿色环境“绿色电力电子”，无谐波对电力电子技术自身发展谐波危害十分严重6．谐波问题的主要内容谐波功率定义和功率理论谐波分析谐波影响和危害谐波的补偿和抑制；谐波测量限制谐波标准4电力系统谐波的主要内容4.1电力系统谐波的基本概念4.2电力系统非正弦波形的分析方法4.3电力系统谐波的来源4.4电力系统谐波潮流计算4.5电力系统谐波测量技术4.6谐波对电网的影响和危害4

5、.7电力系统谐波的抑制4.8交流滤波装置4.1电力系统谐波的基本概念基波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为工频，50Hz或60Hz谐波（harmonics）是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍一、谐波的定义间谐波：频率不是工频的整数倍的谐波分量，即介于工频谐波之间的傅立叶频谱分量。主要来源于静态变频器、换流器、感应电动机、电焊机和电弧炉等，其允许的总畸变系数应小于整数谐波,其试验方法与谐波的试验方法相同。次谐波：频率低于基波频率的分量。分数谐波：频率非基波频率整数倍的分量。次谐波和分数谐波对基波产生调幅并影响电视。1、谐波次数n必须为正整数工频—

6、—50Hz基波为50Hz2次谐波为100Hz3次谐波为150Hz5次谐波为250Hz二、谐波的性质2、谐波和暂态现象谐波现象就是在每一周内电压或电流波形保持不变。暂态现象是指每周期的波形都随时间变化而变化。二、谐波的性质图4-2波形畸变陷波畸变偏差百分值：不属于谐波范畴。暂态现象和谐波的区别计算电压（或电流）畸变率时，采用谐波电压（或电流）的平均有效值或平均总畸变率，其时间区段取3s，即取3s中的测量或计算的平均有效值或平均值3.短时间谐波和暂态现象中的谐波分量晶闸管控制的轧钢机等设备工作时产生的短时间突发电流脉冲，这种突发的脉冲包含着暂态分量和谐波分量。变压器空载合闸

7、的励磁涌流，按周期函数分解，将包含短时间的谐波和间谐波电流，称为短时间的谐波电流或快速变化谐波电流应与电力系统稳态和准稳态谐波区别开来。二、谐波的性质（1）电力系统本身存在着周期性的非正弦独立电源。如有下面电流源（2）工频电压或电流作用于非线性负载。如有一工频电压三、补充：高次谐波的产生（3）电力系统中存在时变负载，如有一电导，其电气特性为：1、非正弦波形的有效值四、非正弦波形的有效值和畸变率有效值的定义傅立叶级数分解代入由此可见，非正弦周期性电流的方均根值，等于其各次谐波电流方均根值的平方和的平方根值。2、非正弦波形的峰值基波的峰值和有