电网谐波分析及其建模课件.ppt

1、谐波的影响谐波的影响无谐波电压30%谐波电压电压电网谐波来源电网谐波来源l家用电器l电子镇流器l调速传动装置l产生谐波的电气设备l开关模式电源l变压器l电弧炉电网谐波来源电网谐波来源谐波的危害谐波的危害l电压畸变： l因为电源系统有内阻抗，所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸变。由非线性负荷引起的畸变负荷电流在电缆的阻抗上产生一个畸变的电压降。合成的畸变电压波形加到与此同一电路上所接的全部其他负荷上，引起谐波电流的流过，即使这些负荷是线性的负荷也是如此。 产生平顶波谐波的危害谐波的危害l电磁干扰： l许多电子控制器要检测电压的过零点，以确定负荷的接通时刻。这样做是为了在电压过零时接通感性

2、负荷不致产生瞬态过电压，从而可减少电磁干扰(EMI)和半导体开关器件上的电压冲击。当在电源上有高次谐波或瞬态过电压时，在过零处电压的变化率就很高且难于判定从而导致误动作。实际上在每个半波里可有多个过零点。 谐波的危害谐波的危害l其他问题：l引起剩余电流断路器的误动作 l中性线过热和输电线损耗增大l变压器温升过高以及能耗损失增加电网谐波规范电网谐波规范公用电网谐波( GB/T 14549-93)谐波电允许值但如果此负荷装设6脉冲调速装置，意味着特征谐振频率为基本频率的6次谐波，电容器上将出现巨大的过电压，甚至烧毁电容器。电网谐波与无功补偿电网谐波与无功补偿1212112000201000.127

3、50.15851000.12750.15850.35cos45(tantan)0.0714.27814.2786.30.35TTITTSCCLSCCMVApuXpuXpuXXXXpuPSMWQPpuXCpuXHnX如左图电网所供给的负荷容量为50MVA，功率因素为0.9，现在需要将功率因素调节至0.95，电容器该如何设计？容量基准值100MVA电压基准值66KV频率基准值50Hz电网谐波与无功补偿电网谐波与无功补偿22(10 3)1100 6pupupuVeZSCCe 00.351.122 3.14 50SpupuSXZXmHpif电容无功补偿器正常阻抗为0.07，但在300Hz处呈现16.0

4、5 阻抗，因此如果负载即使只含有3%的谐波电流，电容器两端电压将升至原先2.3倍！可能烧毁电容器。谐波抑制方法谐波抑制方法基波通路谐波通路谐波滤波器类型谐波滤波器类型单谐滤波器双谐滤波器高通滤波器C型高通滤波器谐波仿真建模谐波仿真建模单谐滤波器6次谐波得到抑制，但是电路在4次基频率和10次基频处存在谐振谐，因为实际电网中负载的谐波电流频率分布广泛，因此单独靠此网络不能有效抑制谐波谐波仿真建模谐波仿真建模单谐滤波器双谐滤波器4次、6次、10次基频率处分别得到较好抑制，但是3次基频处出现谐振，因此还需要配合其它滤波器谐波仿真建模谐波仿真建模单谐滤波器C型高通滤波器双谐滤波器三种谐波滤波器组合使得电网阻抗特性得到改善谐波仿真模型谐波仿真模型谐波仿真模型谐波仿真模型谐波电流约从30%减少到10%研究结论研究结论l电网谐波是一个需要重视的设计问题l影响电气设备运行l增加电网系统的能耗l影响电力保护系统的运作l影响无功补偿的效果l形成严重的电磁干扰l谐波问题分析结论l电网规划需根据区域负载特性进行相应调整l无功补偿与谐波滤波器需要相结合进行设计l电力保护系统的设计需要依据负载特性而定