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1、第二章-谐波的产生非线性负荷用电量的年增长率远高于发电量年增长率，这是电网的谐波迅速恶化的根源，非线性负荷用电量的来势凶猛，这必然带来尚不能被认识的新问题。谐波源是电网谐波问题的根源。当前，重要的谐波源（非线性负荷用电设备）依次是电力整流器、逆变器、变频装置等换流装置占谐波源总数的66％；家用电器占谐波源总数的23％以及电弧炉等。这里可以看出换流装置和家用电器两大部分完全占据了核心位置。因此，在高新技术电力电子应用领域中，分析掌握新生的谐波源的特性及其运行状态，使得节能减排与谐波治理达到完美结合，这也是迫切需要深入研究的新问
2、题。谐波源的分类□传统非线性设备◇变压器◇旋转电机◇电弧炉□现代电力电子非线性设备◇荧光灯◇电子控制装置和开关、电源◇晶闸管控制设备（整流器、逆变器、静止无功补偿装置、变频器、高压直流输电设备等）可控硅整流器的特征三相对称负载6可控硅整流桥产生大量的5次、7次、11次、13次谐波电流…...降低整流器的谐波主要是为了避免谐波电流骚扰在上线并联的其它负载，保证供电系统的电压失真度THDU，满足有关谐波骚扰的标准和规定。可控硅整流器负载UPS、变频调速器等电子设备属于这种电路可控硅整流器负载UPS、变频调速器等电子设备属于这种电
3、路典型的三相负载H1=100%,H3=5%.,H5=40%,H7=20%,H9=1%,H11=7%,H13=5%…THDI=45.8%!!!L1ZCL2L3e1e2e3iIIs-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.5图（无电抗器）Ce1e2e3MiIIs3相负载产生5，7，11，13的高谐波电流电流是不稳定的谐波电流是S=23KVATHDI=124%谐波频谱81%H5,74%H7,42%H11,...H11H13H17H19H21H23050100H1H5H7变速传动装置nnn020406080100H1H5
4、H7H11H13H17H19S=122KVATHDI=30%谐波电流是图L1ZCL2L3e1e2e3iIIs谐波频谱28%H5,5%H7,6%H11,...3相负载控制Gratz（格拉茨）桥产生5，7，11，13，…的谐波电流整流器/充电器nnn谐波频谱56%H3,9%H5,9%H7H11H13H15020406080100H1H3H5H7H9谐波电流是Is=341ATHDI=58%单相负载有高谐波含量的电流持续在20到50周期之间电焊机nnH11020406080100H1H3H5H7H9谐波电流是S=22KVATHDI=
5、53%谐波频谱51%H3,11%H5,8%H9...图PhNFLIs单相负载谐波的电容阻抗照明（荧光灯…）磁饱和型设备（变压器、电抗器等）1、铁芯设备谐波电流特点□i0为尖顶波，含有3、5、7等奇次谐波电流；□谐波大小与电压有关，U高、i0大，谐波大。2、变压器中的谐波电流□配电变谐波问题突出；□中性点接地变压器含有大量3及3倍次谐波电流；□有角形绕组变压器线电流中无三倍次频谐电流。图电压磁通为正弦波时变压器励磁电流波形电弧炉□产生随机性、三相不平衡谐波和基波负序电流；□以2、3、4、5、7次谐波为主，含有偶次谐波；□引起P
6、CC点电压变动，存在闪变影响问题。谐波次数23457谐波含有率熔化期7.75.82.54.23.1精练期2.02.1家用电器电视机和调光、调湿等电力调节家用电器产生谐波。□主要产生奇次谐波，虽然单个电器产生的谐波数值小，但合成的谐波影响较大；□治理难度大，需要通过实测选择滤波器安装位置。谐波的频谱特征通过对电力系统和用电设备的谐波的实际测量，虽然尚待完善，但仍看可出：——谐波畸变率值与负荷率高低有关。负荷率高，谐波畸变率值越小。——谐波畸变率值与用电设备功率有关。同类设备的功率不同，谐波畸变率值也不同。——谐波畸变率值与用电
7、设备型号规格有关。同类用电设备的型号不同，谐波畸变率也不同，即使规格相同的同类设备，谐波畸变率也有差异。——谐波畸变率值与非线性负荷和非线性设备的特性有关。不同类型的谐波源，谐波畸变率值也不相同。其主要谐波频谱特征也有差异。一些设施或设备的主要谐波特征设备名称主要谐波（次）I3I5I7I11、I13电梯、自动扶梯、升降机●●●●●●●变频/软启动器的制冷/热设备、空调设备、通风设备●●●●●●●荧光灯、金卤灯、调光器等非线性照明设备●●●●●●●计算机、数据处理设备和网络通讯设备等●●●●●●不间断电源（UPS）单相●●●●
8、●●三相●●●●●医疗设备小型诊断治疗设备●●●●●●●大型诊断治疗设备●●●●●●注：表中●表示该次谐波成分的比例。可见,电力电子装置已成为最主要的谐波源。最大谐波源种类所占份额电力电子装置整流器整流装置66%办公及家用电器23%交流电力调整装置1%电弧炉4%无谐波源6%最大谐波源分布统
