《电路分析》课件6.3.ppt

1、 内容简介内容简介 本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分“重计重计算算”及及“重概念重概念”两类区别对待，编排讲究逐步引深的两类区别对待，编排讲究逐步引深的递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时数。适用于数。适用于

2、应用型本科应用型本科及及高职高专高职高专电力类、自动化类、电力类、自动化类、机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专业。业。6.3 对称三相电路中的高次谐波对称三相电路中的高次谐波6.3.1 非正弦三相电源中三组不同性质的谐波组非正弦三相电源中三组不同性质的谐波组 三个对称的非正弦相电压在时间上依次相差基波的三分之三个对称的非正弦相电压在时间上依次相差基波的三分之一周期。一周期。设设则则m11m33m55m11m33m55m11m33m5 sin()sin(3)sin(5)TTTsin()sin3()sin5()333 sin120sin

3、(3)sin(5ABuUtUtUtuUtUtUtUtUtUt 5m11m33m55m11m33m55120)2T2T2Tsin()sin3()sin5()333 sin120sin(3)sin(5120)CuUtUtUtUtUtUt ()Auu t2(),()33BCTTuu tuu t展开为傅里叶级数，有展开为傅里叶级数，有 基波、基波、7、13次谐波：滞后次谐波：滞后120o，超前，超前120o 称为正序对称组；称为正序对称组；3、9、15次谐波：同相，三相间无相位差次谐波：同相，三相间无相位差 称为零序对称组；称为零序对称组；5、11、17次谐波：超前次谐波：超前120o，滞后，滞后 1

4、20o 称为负序对称组。称为负序对称组。观察三者间的相位差，有以下规律：观察三者间的相位差，有以下规律：这三组不同性质的谐波组，使三相电路各电流、电压间的这三组不同性质的谐波组，使三相电路各电流、电压间的关系变得复杂化。关系变得复杂化。6.3.26.3.2 不同性质的谐波对称组对星形连接电源的影响不同性质的谐波对称组对星形连接电源的影响 含谐波的三相电源中，正序和负序对称组（基波、含谐波的三相电源中，正序和负序对称组（基波、5 5、7 7、1111次等）每次谐波的线电压有效值为同次谐波相电压有效值的次等）每次谐波的线电压有效值为同次谐波相电压有效值的 倍，即倍，即311557711113 3

5、3 ,3lplplplpUUUUUUUU，对以下星形连接的三相电路进行分析对以下星形连接的三相电路进行分析，可得：，可得：零序对称组（零序对称组（3 3次，次，9 9次等）由于它们的大小相等且同相，次等）由于它们的大小相等且同相，使使AB3A3B30UUU线电压中不含这些零序谐波分量。线电压中不含这些零序谐波分量。综合起来看，综合起来看，星形电源的星形电源的线电压有效值小于相电压有效值的线电压有效值小于相电压有效值的 倍。倍。32222222215711157113lllllppppUUUUUUUUU2222213579ppppppUUUUUU 3lpUU6.3.3 6.3.3 不同性质的谐波

6、对称组对星形连接负载的影响不同性质的谐波对称组对星形连接负载的影响1、三相三线制三相三线制Y-Y连接连接 对基波、对基波、5次谐波等正序组和负序组来说，仍可以用相量次谐波等正序组和负序组来说，仍可以用相量法按对称三相电路的一相计算电路来分别处理。这时电源中性点法按对称三相电路的一相计算电路来分别处理。这时电源中性点和负载中性点间的电压为零，负载线电流中有基波、和负载中性点间的电压为零，负载线电流中有基波、5次等正序次等正序组和负序组谐波分量。组和负序组谐波分量。对于对于3次、次、9次等零序对称组，因为没有回流的中线，次等零序对称组，因为没有回流的中线，负负载线电流中将不包含这些零序谐波分量的电

7、流。载线电流中将不包含这些零序谐波分量的电流。Y-Y形连接两个形连接两个中性点之间的电压等于零序对称组的相电压中性点之间的电压等于零序对称组的相电压，即，即2239ppN NUUU负载中不含负载中不含3次、次、9次等零序对称组谐波电流，所以负载相电压次等零序对称组谐波电流，所以负载相电压中也不可能包含这些谐波分量，中也不可能包含这些谐波分量，Y-Y形连接负载端的线电压有效形连接负载端的线电压有效值仍是相电压的值仍是相电压的 倍。倍。3 2、三相四线制、三相四线制Y-Y0连接连接 对于对于3次、次、9次等零序对称组，中线为次等零序对称组，中线为3次、次、9次等零序对次等零序对称组谐波电流提供了流

8、通路径，负载线电流中将包含有这些谐称组谐波电流提供了流通路径，负载线电流中将包含有这些谐波分量。有：波分量。有：对基波、对基波、5次谐波等正序组和负序组的处理同上。次谐波等正序组和负序组的处理同上。P3(3)A3N(3)A3Z+Z3UIIP3A3B3C3(3)N(3)Z+3ZUIII中线上三次谐波电流是每相的三倍。中线上三次谐波电流是每相的三倍。N3A3B3C3333IIII两个中性点之间的三次谐波、九次谐波电压分别为两个中性点之间的三次谐波、九次谐波电压分别为 A3N(3)(3)3ZN NUIA9N(9)(9)3ZN NUI负载端也会出现负载端也会出现 3lpUU 6.3.46.3.4不同性

9、质的谐波对称组对三角形连接电源的影响不同性质的谐波对称组对三角形连接电源的影响 设电源未接负载（负载开路），非正弦对称三相电源首尾相设电源未接负载（负载开路），非正弦对称三相电源首尾相连接成三角形。连接成三角形。环路中正序、负序对称组电压之和为零。环路中正序、负序对称组电压之和为零。零序对称组谐波（零序对称组谐波（3次、次、9次）电压沿环路互相加强，其次）电压沿环路互相加强，其和等于每相该谐波分量的和等于每相该谐波分量的3倍，环路中将产生这些谐波的环行电倍，环路中将产生这些谐波的环行电流。流。333(3)(3)3 3ppUUIZZ9(9)(9)pUIZ 这些环形电流将在绕组内阻抗上产这些环形电

10、流将在绕组内阻抗上产生压降，与零序对称组谐波电压自动互生压降，与零序对称组谐波电压自动互相抵消。相抵消。从而三角形对称电源相电压中只含正、负序对称组谐波分从而三角形对称电源相电压中只含正、负序对称组谐波分量，而没有零序对称组谐波分量。即有：量，而没有零序对称组谐波分量。即有：222215711 lppppUUUUU 可见，这种连接可见，这种连接自动避免了零序对称组谐波电压带来的麻自动避免了零序对称组谐波电压带来的麻烦，这是电源三角形连接的一大优点。烦，这是电源三角形连接的一大优点。因此需要遏制零序对称因此需要遏制零序对称组谐波电压的地方，应将电源连接成三角形。组谐波电压的地方，应将电源连接成三

11、角形。P188 例例65解：（解：（1）k闭合时，三次谐波电流闭合时，三次谐波电流经中线形成通路。经中线形成通路。(1)(3)Z=(6+8)=10 53.13 Z3=(6+24)=24.7 75.96Rj LjRjLj2222(1)(3)10040()()76.2V22pPPUUU(1)10033122.5V2lPUU122.5V 76.2132VlpUU 33(1)(3)2222p(1)(3)100/240/2()()()()7.16A1024.7PPUUIZZN(3)p(3)40/2333.44A24.7II 负载相电压负载相电压 负载线电压负载线电压 两者比较两者比较负载相电流负载相电流 中线的中线的三次谐波电流三次谐波电流是每相的三倍是每相的三倍 （2）k打开时，三次谐波电流为零，无流通路径。打开时，三次谐波电流为零，无流通路径。(1)100/270.7VpPUU(1)(1)100/2 7.07A10PpUIZ(1)3122.5V lPUU负载相电压负载相电压 负载线电压负载线电压 负载相电流负载相电流 电源中的三次谐波分量就是两中性点间的电压：电源中的三次谐波分量就是两中性点间的电压：(3)4028.3V2pN NUU