谐波基本知识
谐波治理的知识

谐波治理的知识1.为什么谐波的问题越来越严重?因为现代的用电方式与传统的用电方式发生了巨大的变化。
传统的电气负荷大部分是线性负荷,线性负荷不会产生谐波电流,只会导致功率因数降低的问题。
而现代负荷大多是非线性负荷,典型的就是整流电路。
整流电路几乎应用在所有的电力电子设备中,常见的包括:变频器、中频炉、直流电机、充电机、直流电源、信息设备、节能灯具等。
这些设备产生了严重的谐波电流。
随着节能降耗技术的普及,电力电子设备的使用更加普遍,谐波的问题将日益突出。
需要注意的是,这些电力电子设备虽然产生较强的谐波,但是相移功率因数都很高。
因此,过去,电力公司关心功率因数的问题,将来,将更加关注谐波的问题。
2.当谐波电流严重时,会出现哪些现象?主要的现象包括:●配电线缆的截面积符合要求,但是仍然过热●变压器的容量符合要求,但是仍然过热●三相平衡配电,但是零线中电流仍然过大,或者零线过热●配电箱的容量符合要求,但是仍然出现跳闸现象,或者继电保护器误动作●同一配电系统上的数控机床精度降低●同一电网上的控制设备误动作,仪表显示不稳定或者读数误差增加●无功补偿电容频繁损坏●无功补偿柜不能投切,或者不能达到预定补偿目标●导致电网上的保护设备的误动作●变压器输出的电压达不到国家的规定(THD > 5%)3.为什么要治理谐波?治理谐波有三个意义:1)满足电力公司对电网质量的要求,电力公司为了维护电网的质量,对电力用户向电网注入的谐波电流提出了限制。
由于很多企业中安装了高精度、高度自动化的设备,这些设备对电能质量的要求很高。
为了满足这些企业的要求,电力公司将对谐波提出更加严格的要求;2)保证企业内部电能质量,企业内部如果有高精度、自动控制设备,对于电能质量的要求较高,通过谐波治理,使企业内部的电能质量满足要求;3)有利于节能降耗:谐波电流在变压器、电缆线路中产生更大的热量,这些热量就是额外的能量损耗,减小谐波电流,就能够节省这些能量。
资料1谐波相关基础知识介绍

谐波相关知识介绍一.关于谐波背景一:2003年8月17日,美国纽约大停电,数万居民在一年中最热的天气下“煎熬”了5天,发生60起重大火灾,一天经济损失200-300亿美元。
背景二:九十年代初,三列电气机车同时在山西石洞口电厂供电区域通过,结果将经过十几次锻打的12.5兆瓦发电机组主轴扭成“麻花”,西北电网因此解网,发生电力系统最高等级恶性事故。
背景三:我省某大型钢铁公司70吨交流电弧炉,由于没有安装电力滤波装置,一台9万千伏安变压器瞬间被烧坏,损失500多万元。
触目惊心的事故,发人深思的教训。
这一切都指向同一个源头:谐波。
用专业术语说,受到谐波污染的电网使得无功电压补偿不足,最终造成巨大损失。
谐波,对电力系统环境的影响和危害不能小觑。
由于谐波污染范围大、距离远、传播快,对电网的污染比之于一个问题化工厂对大气环境的污染更为严重。
据权威测算,仅江苏一个省,每天因谐波而浪费的电就有上亿度。
1.关于谐波的通俗解释:正常情况下交流电的电流电压波形为正弦波,若有谐波的存在,会使标准的正弦波发生畸变,呈不规则的波形;谐波是电网中的“污染”,影响电能质量,危害极大。
2.专业解释:谐波:(harmonic)对周期性交流信号量进行傅立叶级数分解,得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。
我国供电系统频率为50Hz,所以5次谐波的频率为250 Hz。
7次谐波的频率为350 Hz。
11次谐波的频率为550 Hz,13次谐波的频率为650 Hz。
总谐波畸变率:(THD)周期性交流量的谐波含量的方均根值与基波分量的方均根值之比(用百分数表示)。
电压总谐波畸变率以THDU表示,电流总谐波畸变率以THDI表示。
谐波源(harmonic source):向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。
功率因数:有功功率与视在功率的比值称为功率数。
功率因数调整电费:实行两部分电价制度的用电企业,供电部门根据用户平均功率因数而加收或减免的电费,称为功率因数调整电费二.电力部门对企业用电有两个重要的衡量指标:(1).功率因数: 在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S)。
方波的三次谐波

方波的三次谐波一、引言方波是一种特殊的波形,它由一个周期内的高电平和低电平组成,而且切换速度非常快。
这种波形在电子学、通信、数字信号处理等领域中具有广泛的应用。
本文将介绍方波的三次谐波及其相关知识。
二、方波的基本特征方波是一种周期性非正弦信号,它具有以下基本特征:1. 由高电平和低电平交替组成;2. 周期相等;3. 占空比为50%;4. 具有无限多个奇次谐波。
三、谐波概念简介谐波指的是一个周期性信号中频率为基频整数倍的分量。
例如,在一个频率为100Hz的正弦信号中,100Hz是基频,200Hz是第二次谐波,300Hz是第三次谐波。
在方波中,由于其非正弦特性,除了奇次谐波之外还存在偶次谐波。
四、方波的三次谐波1. 三次谐波概念三次谐波指的是一个周期性信号中频率为基频的三倍的分量。
在方波中,三次谐波即为基频的三倍,也就是说,三次谐波的频率为f3=3f1,其中f1为基频。
2. 三次谐波的特点方波的三次谐波具有以下特点:(1)振幅比较小:方波的三次谐波振幅比基频和其他奇次谐波要小得多;(2)相位差较大:方波的三次谐波相位差与基频和其他奇次谐波相位差不同,且相位差随着频率变化而变化;(3)功率分布较广:方波的三次谐波功率分布范围比其他奇次谐波更广。
五、三次谐波在实际应用中的意义1. 滤除三次谐波由于方波中存在大量的高阶谐波,这些高阶谐波会对电路产生干扰和噪声。
因此,在一些电子设备中需要采用滤除器滤除这些高阶谐波。
其中,滤除方波单一的三次谐波单元可以有效减少噪声和干扰。
2. 信号分析通过分析方波单一的三次谐波单元可以得到有关信号特征参数。
例如,可以通过三次谐波的振幅大小和相位差来确定方波信号的频率和相位。
3. 信号调制在通信领域中,方波信号常常被用于数字调制。
通过改变方波单一的三次谐波单元的振幅和相位差,可以实现数字信号的调制。
六、总结本文介绍了方波的基本特征、谐波概念简介以及方波的三次谐波。
通过分析方波单一的三次谐波单元可以得到有关信号特征参数,并且可以应用于滤除高阶谐波、信号分析以及数字调制等领域。
电磁波谱知识:光的谐波与激发跃迁

电磁波谱知识:光的谐波与激发跃迁
光是一种电磁波,在电磁波谱中处于可见光波段,在波长和频率上均有一定的范围。
在光的谱中,除了可见光外,还包括红外线、紫外线、X射线等,它们具有不同的波长和频率。
在物质中发生吸收和发射光时,会涉及到光的谐波和激发跃迁两个概念。
光的谐波是指在介质中传播的光波与介质中的某种振动模式相互作用,引起介质分子振动,产生二次辐射的现象。
激发跃迁是指在原子或分子中某个电子跃迁到另一个能量级别时,吸收或发射光的现象。
光的谐波在分析物质成分中有重要的应用。
在拉曼光谱技术中,通过激光光源入射样品,当光线与样品中的分子相互作用时,分子会发生振动,产生拉曼散射光。
该光谱可用于确定分子结构,确定样品中存在的化学成分。
在化学中,激发跃迁是分析物质性质的重要手段。
通过吸收或发射光的色散特性来研究物质的能级结构及分子结构,可用于确定分子
的吸收光谱和荧光光谱。
利用这些光谱,可以进行化学分析、结构测定,以及材料中各种有机化合物的检测、成分分析、识别等工作。
除了在分析和检测上的应用,光的谐波和激发跃迁在物理和化学领域中有更广泛的应用。
例如,将光激发到半导体中,可形成电子-空穴对,这种方法被广泛应用于太阳能电池和光电二极管等光电器件的制造中。
在材料科学和物理学中,利用光谱技术可以研究材料的电子结构和激发状态,为材料的设计和制备提供基础数据。
总体而言,光的谐波和激发跃迁是电磁波谱中的两个重要概念,它们对于分析物质、研究材料性质以及光电器件的制造等领域都有着重要的意义。
在今后的研究中,这些技术还将继续得到广泛的应用和拓展,为人类生活的不断进步奠定基础。
谐波知识1[1]
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硅整流装置是一个主要的谐波源,下面较详细分析我厂电力系统10kV母!母的谐波情况,见图1"我厂的10kV母!母,由两台110/10kV,容量分别为45000kV A和50000kV A的主变供电,母!母下面接有11组整流机组和第二配电所,如图1所示"整流变压器中一次接线方式交替为v形和Y形"二次接线均为双反星形接线,即接线方式为Y(v)/Y"整流机组的接线为三相桥式整流,具体接线如图2所示"由图2可以看出,该整流装置直流侧的脉波数n=6"下面分析该整流装置的谐波情况"设直流侧的整流平均电流为Id,交流侧以A相为例,设整流变中A相电流为ia,那么,就很容易得到图3所示的ia波形"可见,ia的波形是一个幅值为Id,宽为2P/3的矩形波"这种波形的电流对10kV系统的影响,可利用数学知识进行分析,将此波形展开为傅氏级数时会有如下特点:将正半波和负半波平移P后,正负半波将对称于横轴既有f(Xt)=-f(Xt?P)成立,因此该波形的傅氏级数展开式中不会含有直流分量及偶次分量谐波"从图3的波形看:它是一个关于坐标原点对称的奇函数,因此,在傅氏级数展开式中将只有正弦分量,而没有常数项及余弦项"在三相电流平衡且对称的情况下,硅元件的导通角均为2P/3,因而交流侧的电流中没有3及其倍数次谐波分量"依据上述特点,则可得出ia的傅氏级数展开式为:由式即可得出:在铝电解系统10kV母线上存在有:5次!7次!11次!13次,,高次谐波,这些谐波分量中,幅值最大,影响较严重的是5次和7次谐波"1.2 谐波对并联补偿电容器的影响与危害由前面的图1可见:二配的并联补偿电容器和整流机组都接于10kV!母上"因而,存在于10kV!母中的高次谐波必然对电容器产生影响"我厂第二配电所有两组补偿电容器211和214回路,容量分别为7200kvar和4950kvar,其原先的接线方式如图4所示"在图4所示的运行方式中,运行中的电容器组经常出现过热,胀肚,熔断器熔断和电容器响声异常等现象,严重时使大面积电容器损坏,无法正常运行"电容器为什么会出现上述现象呢?我们以正216和211回路为例,通过简单计算这个L-C电路来分析说明:正216的限流电抗器L与211的补偿电容器C组成了一个L-C串联电路"由上面的计算可以看出:5次谐波时的感抗XL和容抗Xc非常接近,即XLUXc,极易造成两者在5次谐波时发生的串联谐振,这就是211电容器组发生过热,胀肚的原因"下面的图5,图6分别是该回路等效的接线原理图和XL!Xc的曲线,X =f(f)是一条直线;Xc=f(f)是一条双曲线"从图中可以更清楚地看出,两者在5次谐波处的值很接近"通过对正217和214所组成的串联L-C电路进线分析计算也可得出同样的结论,这里就不再重复了"2 高次谐波的抑制和消除措施通过以上的分析计算可以知道,影响二配电容由于电感线圈有多组抽头,通过适当的抽头,就可改变ng的值使得ng正好等于你要消除的某次谐波,若要消除的是5次谐波,使ng=Xc/XL=5即可但该滤波器存在如下缺点:该单调滤波器只能在一个谐波频率下发生谐振,也就是说一个滤波器只能消除一个频率下的谐波"若要消除的谐波较多,则投资较大"由于电感线圈的抽头有限,加之电容器C的电容值会随着温度的介质老化等原因发生变化,因而很难把滤波器的谐振点完全调谐到某次谐波频率上,即不能发生完全谐振,影响滤波效果"2.2 在补偿电容器回路串接电抗器电容器回路中串接限流电抗器这个感性元件作用就在于抑制侵入电容器回路的谐波电源,同时2.2 在补偿电容器回路串接电抗器电容器回路中串接限流电抗器这个感性元件作用就在于抑制侵入电容器回路的谐波电源,同时使电容器避开在某次谐波上与系统感抗发生谐振的可能性"电容器回路中加电抗器后,由于XcWf,使回路中对高次谐波的阻抗成倍增加,谐波频率越高,电抗器的抑制作用也就越大,从而有效地抑制谐波电流对电容器的危害,若电抗器的电感选择得当,使得电容顺回路在电网最低次谐波作用下,回路的总电阻为感抗而不是容抗,那么,也就保证了在电网任何次谐波作用下,回路阻抗总表现为感性而非容性,从而就能从根本上消除补偿电容器与系统感抗在谐波下产生谐振的可能性"此时,电抗器的基波感抗值可按下式确定:当前,高次谐波的干扰已成为电力系统中影响电能质量的一大“公害”。
2、电力及谐波知识

10100 1000A 10.1
并联:
10A
UIR
U 10
IT
I11=30A
XT
1250KVA 10/0.4KV Z=5%
IC
XC
480V 300Kvar
IT11 3490A IC11 3520A
并联:
IL
IC
I11=10A
XL
XTR(11) =0.044
XC
XC(11) =0.0455
500V 500Kvar
XC
U2 Q
XC ?0.?500
串联:
I11=??
U11=10V
2000KVA 10/0.4KV Z=5%
XTR(1) 0.004 XTR(11) 0.044
500V 500Kvar
XC(1) 0.5000
XC(11) 0.0455
串联:
I11=??
U11=10V
XTR(11) =0.044
• 公式: S 3UI
S P2 Q2
S2 P2 Q2 Q2 S2 P2 Q S2 P2
功率因数COSφ或PF
• 单位:0……..1(滞后或超前) • 用途:标示或计算有功与视在功率的比值 • 公式:COSφ=P/S φ:功率因数角
功率
Q
S
φ
P
功率因数角就是负载阻抗角
欧姆定理 直流
基本公式 I U
S
ρ:导体电阻率 l:导体长度 S:导体截面积
电感 L
• 单位:H(亨)、mH、μH • 应用:电动机、发电机、变压器、
电磁铁、电抗器等感性负载
• 感抗公式:XL j2fL
XL 2fL
与电阻类似,越串越大,越并越小
谐波知识

谐波治理的背景知识-谐波的危害
对电子设备的影响 电力电子设备对供电电压的谐波畸变很敏感,这种 设备常常须靠电压波形的过零点或其它电压波形取得同 步运行。电压谐波畸变可导致电压过零点漂移或改变一 个相间电压高于另一个相间电压的位置点。这两点对于 不同类型的电力电子电路控制是至关重要的。控制系统 对这两点(电压过零点与电压位置点)的判断错误可导致控 制系统失控。而含谐波的电力与通讯线路之间的感性或 容性耦合亦可能造成对通讯设备的干扰。计算机和一些 其它电子设备,如可编过程控制器(PLC),通常要求总谐 波电压畸变率(THD)小于5%,且个别谐波电压畸变率低 于3%,较高的畸变量可导致控制设备误动作,进而造成 生产或运行中断,导致较大的经济损失。
对电动机的影响 在工程供电系统中,电动机负荷约占整个负荷的85% 左右。因此,谐波使电动机总的附加损耗影响较为显著 。由于集肤效应、磁滞、涡流等现象将随着谐波次数增 高而使得各类旋转电机的铁芯和绕组中产生的附加损耗 增加。谐波电流和电压对感应及同步电动机所造成的主 要效应为在谐波频率下铁损和铜损的增加所引起之额外 温升。这些额外损失将导致电动机效率降低,并影响转 矩。当设备负荷对电动机转矩的变动较敏感时,其扭动 转矩的输出将影响所生产产品的质量。谐波还使电动机 噪音增大甚至可导致扭矩震动,而扭矩的震动则是由谐 波电流和基波频率磁场所造成的,如果机械谐振频率与 电气励磁重合,会发生共振进而产生很高的机械应力, 导致机械损坏的危险。
谐波治理的背景知识-谐波的危害
对变压器的影响 谐波电流会引起变压器的铜损、铁损和杂散损增 加。谐波会在变压器绕组中形成环流,使绕组过热, 变压器整体温升提高,这些由谐波所引起的额外损失 将与电流和频率的平方成比例上升,进而导致变压器 的基波负载容量下降,而且谐波也会导致变压器噪声 增加。
谐波的相关知识

1.谐波的定义。
从严格的意义来讲,谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量。
2.电网谐波来自以下三个方面,由电流流过非线性元件产生。
1)发电源质量不高产生谐波,由于发电机工艺很难做到绝对的对称,铁芯材料也难做到绝对的均匀,所以,发电源多少也会产生一些谐波,但一般来说很少;2)输配电系统产生谐波,输配电系统中主要是电力变压器产生谐波,由于变压器铁心的饱和,磁化曲线的非线性,加上设计变压器时考虑经济性,其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上,这样就使得磁化电流呈尖顶波形,因而含有奇次谐波;3)用电设备产生的谐波,一般产生谐波的用电设备主要有晶闸管整流设备、变频装置、电弧炉、电石炉、家用电器、气体放电类电光源。
这也是MI机房谐波的主要来源,像机房中的主要设备计算机服务器、大量使用的变频器、UPS等都是谐波源。
3.谐波的危害。
1)对于输电线路来说,由于谐波次数高频率上升,再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显,从而导致导体的交流电阻增大,使得电缆的允许通过电流减小,增加了线路损耗;2)对于变压器来说,谐波使变压器的铜耗和铁耗增大,使得变压器的实际使用容量减少了,或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中的谐波含量,另外,谐波还使得变压器的噪声增大,还影响变压器其绝缘水平和寿命;3)对于异步电动机来说,主要是增加电动机的附加损耗,降低效率,严重时使电动机过热。
尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场,形成与电动机旋转方向相反的转矩,起制动作用,从而减少电动机的出力。
另外电动机中的谐波电流,当频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械振动,发出很大的噪声; 4)对于继电保护装置来说,可能导致其误动作或不动作,使其失去应有的作用;5)对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备,电力系统中的谐波通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中,产生干扰;6)引起无功补偿电容器谐振过载,导致补偿设备烧坏或无法投入运行。
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一、谐波定义
供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。
谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1) 称为谐波次数。
电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。
谐波实际上是一种干扰量,使电网受到“污染”。
电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制,其频率范围一般为2≤n≤40。
二、谐波源
向公用电网注入谐波电流或在公用电网上产生谐波电压的电气设备称为谐波源。
具有非线性特性的电气设备是主要的谐波源,例如带有功率电子器件的变流设备,交流控制器和电弧炉、感应炉、荧光灯、变压器等。
我国工业企业也越来越多的使用产生谐波的电气设备,例如晶闸管电路供电的直流提升机、交-交变频装臵、轧钢机直流传动装臵、晶闸管串级调速的风机水泵和冶炼电弧炉等。
这些设备取用的电流是非正弦波形的,其谐波分量使系统正弦电压产生畸变。
谐波电流的量取决于谐波源设备本身的特性及其工作状况,而与电网参数无关,故可视为恒流源。
各种晶闸管电路产生的谐波次数与其电路形式有关,称为该电路的特征谐波。
对称三相变流电路的网侧特征谐波次数为:…(正整数)
式中p为一个电网周期内脉冲触发次数(或称脉动次数)。
除特征谐波外,在三相电压不平衡,触发脉冲不对称或非稳定工作状态下,上
述电路还会产生非特征谐波。
进行谐波分析和计算最有意义的是特征谐波,如果5,7,11,13次等。
对于p脉动的变流电路,假定直流侧电流为理想平滑,其网侧n次谐波电流与基波电流之比为:
式中为换流重叠角。
,估算时可取。
如直流侧电流波纹较大,则5次谐波幅值将增大,其余各次谐波幅值将减少。
当电网接有多个谐波源时,由于各谐波源的同次谐波电流分量的相位不同,其和将小于各分量的算术和。
变压器激磁电流中含有3,5,7等各次谐波分量。
由于变压器的原副边绕组中总有一组为角形接法,为3次谐波提供了通路,故3次谐波电流不流入电网。
但当各相激磁电流不平衡时,可使3次谐波的残余分量(最多可达20%)进入电网。
三、谐波传输
对于多电压等级的电网,其谐波阻抗的特点是Zn(高压侧)Zn (低压侧)。
谐波电流由低压侧流向高压侧,其大小基本上与高压侧参数无关,可视为恒流源。
谐波电压由高压侧传输到低压侧,可视为恒压源。
在进行谐波分析时,就是根据这个原则构造电网的谐波等效电路。
1.电网元件的频率特性
在谐波频率范围内,由于涡流和漏磁场的作用,电网元件的谐波参数要考虑长线效应,即变压器和导线的等效电阻R随频率的上升而增加,等效电感L随频率的上升而降低。
电缆、导线和电容器的电容C 基本不随频率变化而保持恒定。
负载阻抗与频率的关系依负载的不同而异(见图1:负载有功电导频率关系图)。
电机类负荷在简化分析
时可只考虑其漏感。
电机漏感Lsn的频率特性与变压器相似。
2.电网等效电路
电网可以由电网各元件的谐波参数Rn,Ln和Cn组成等效网络。
三相对称电网的等效电路图通常采用单相表示(见图2:电网及其等效电路和阻抗矢量轨迹图)。
根据等效电路计算各频率下的节点导纳矩阵Yn,求出阻抗Zn=,计算谐波电压Un=ZnIn。
电网在某些谐波频率下会发生并联谐振,导致谐波电流大幅度增加。
电网的并联谐振频率按下式计算:
式中 Sk为节点B的短路功率(MVA);
Sc为电网充电功率(包括并联电容器的功率,MVA)。
谐振回路品质因数Q的大小取决于谐振频率和电网的负荷率,负荷率下降,品质因数升高。
低压电网的品质因数为2~3,高压公用电网为2~5,高压工业电网约为10。
低压电网无并联电容器时,其谐振频率一般不在谐波范围内。
四、谐波限值
为使电网谐波电压保持在允许值以下,必须限制谐波源注入电网的谐波电流量。
大多数工业发达国家相继制定了电网谐波管理的标准或规定。
谐波管理标准的制定是基于电磁相容性的原则,即在一个共同的电磁环境中,电气设备既能正常工作,又不得过量地干扰这个环境(见图3:电磁相容性)。
我国已于1993年颁布了限制电力系统谐波的国家标准《电能质量:公用电网谐波》,规定了公用电网谐波电压限值和用户向公用电
网注入谐波电流的允许值(见表1及表2)。
电压或电流的正弦波形受谐波影响而畸变的程度用谐波电压或电流含有率表示:
HRVn=(Un/U1)100%
HRIn=(In/I1)100%
式中 Un、In为第n次谐波电压、电流有效值;
U1、I1为基波电压、电流有效值。
表1 公用电网谐波电压(相电压)极限值
电网标称电压 kV
电压总谐波畸变率 %
各次谐波电压含有率
奇次偶次
0.38 5.0 4.0 2.0
6(10) 4.0 3.2 1.6
35(66) 3.0 2.4 1.2
110 2.0 1.6 0.8
表2 注入公共连接点的谐波电流允许值
标准电压kV ,基准短路容量MVA ,谐波次数及谐波电流允许值(A)2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
0.38 10 78 62 39 62 26 44 19 21 16 28 13 24 11 12 9.7 18 8.6 16 7.8
6 100 43 34 21 34 14 24 11 11 8.5 16 7.1 13 6.1 6.8 5.3 1. 4.7
9.0 4.3
10 100 26 20 13 20 8.5 15 6.4 6.8 5.1 9.3 4.3 7.9 3.7 4.1 32 6.0 2.8 5.4 2.6
35 250 15 12 7.7 12 5.1 8.8 3.8 4.1 3.1 5.6 2.6 4.7 2.2 2.5 1.9 3.6 1.7 3.2 1.5
66 500 16 13 8.1 13 5.4 9.3 4.1 4.3 3.3 5.9 2.7 5.0 2.3 2.6 2.0 3.8 1.8 3.4 1.6
110 750 12 9.6 6.0 9.6 4.0 6.8 3.0 3.2 2.4 4.3 2.0 3.7 1.7 1.5
1.5
2.8 1.3 2.5 1.2
五、谐波危害
谐波增加电气设备的热损耗,干扰其功能甚至引发故障。
另外谐波可对信息系统产生频率藕合干扰。
1.电动机
谐波电压在电动机短路阻抗上产生的谐波电流和电动机负序基波电流I一起使设备产生附加热损耗,并且在电动机起动时容易发展成干扰力矩。
谐波电流和负序基波电流有效值之和一般不得大于电动机额定电流Ie的5~10%,即
如果电动机不是按额定功率连续运行,可以允许短时超出上述限值。
2.电容器
谐波可使电容器过流发热。
在畸变电压下电容器的电流有效值为:
有关规程规定电容器长期工作电流不得超过 1.3倍额定电流(Ic=CUn)。
位于谐波源附近的电容器或者滤波电容器通常按较高的电流有效值特殊制造。
3.电子装臵
谐波电压可使晶闸管触发装臵发生触发错误,甚至导致设备故障。
谐波也会对电网音频控制系统和计算机产生不良影响。
4.通讯系统
在 2.5kHz以下导线间电感电容藕合作用随频率呈近似线性上升,特别是较高次谐波会对通讯及信息处理设备产生干扰。
六、谐波测量
测量谐波电流使用低感分流器(约L/R)和电子式电钳,测量谐波电压使用电阻分压器或电容式分压器。
谐波测量设备基于快速傅立叶分析原理,由模拟滤波器和模拟(数字)相关器或者计算机组成。
谐波阻抗测量是使用一个可控式电源向电网注入谐波频率电流,然后分别测量谐波电压的幅值和相位(见图4:谐波注入原理图)。
七、谐波抑制
将三相桥式电路的脉动数从6提高到12,可消除5,7次谐波。
将多个谐波源接于同一段母线,利用谐波的相互补偿作用也可降低电网谐波含量。
当谐波量超出规程允许值或者电网在谐波范围内有谐振时,通常设臵单调谐滤波器吸收特征谐波。
对于13次及以上的谐波,可设臵
一个高通滤波器。
滤波回路也会吸收电网原有谐波并可能性导致过负荷。
一般通过调整失谐率,降低品质因数或者通过附加电子装臵控制电流值来避免过负荷。
电容器可通过串联电抗器形成谐波阻塞回路,以防止电容器谐波过负荷。
一般将串联谐振频率定在250Hz以下。