高次諧波 演示文稿

1、專題一高 次 諧 波定義：科技名詞定義科技名詞定義中文名稱：中文名稱：高次諧波高次諧波 英文名稱：英文名稱：high order harmonic component 定義：定義：將非正弦周期信號(hào)按傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，頻率為將非正弦周期信號(hào)按傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，頻率為原信號(hào)頻率兩倍及以上的正弦分量。原信號(hào)頻率兩倍及以上的正弦分量。 所屬學(xué)科：所屬學(xué)科：電力電力（一級(jí)學(xué)科）；（一級(jí)學(xué)科）；通論通論（二級(jí)學(xué)科）（二級(jí)學(xué)科） 對(duì)于任意一復(fù)合周期振動(dòng)函數(shù)對(duì)于任意一復(fù)合周期振動(dòng)函數(shù)Y（T）按傅氏級(jí)數(shù)分解表示為：第）按傅氏級(jí)數(shù)分解表示為：第一項(xiàng)稱均值或直流分量，第二項(xiàng)為基波或基本振動(dòng)，第三項(xiàng)稱二一項(xiàng)稱均值或直流分

2、量，第二項(xiàng)為基波或基本振動(dòng)，第三項(xiàng)稱二次諧波，依次類推或把二次諧波以后的統(tǒng)稱為高次諧波次諧波，依次類推或把二次諧波以后的統(tǒng)稱為高次諧波 。高次諧波產(chǎn)生的原因高次諧波產(chǎn)生的原因 高次諧波產(chǎn)生的原因主要是由于電力系統(tǒng)中存在非性線元件及負(fù)載產(chǎn)生的。如：電容性負(fù)載、感性負(fù)載及開(kāi)關(guān)變流設(shè)備，諸如計(jì)算機(jī)及外設(shè)、電動(dòng)機(jī)、整流裝置等。由于其為儲(chǔ)能元件或變流裝置，故使電壓、電流波形發(fā)生畸變，見(jiàn)圖。 高次諧波的危害具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：高次諧波的危害具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 由于高次諧波的產(chǎn)生，使得諸如電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備的有效電阻會(huì)因趨膚效應(yīng)而增大，致使附加損耗增大，溫升超過(guò)正常值，加速絕緣老化，嚴(yán)重影響

3、電氣設(shè)備的使用壽命.電力電容器對(duì)高次諧波電壓的反應(yīng)比較靈敏，在某些頻率下會(huì)產(chǎn)生諧振，無(wú)論發(fā)生串聯(lián)諧振還是并聯(lián)諧振，電容器都將流過(guò)較大的諧波電流。同時(shí)，電容器的容抗XC1/2fc，與頻率成反比。諧波次數(shù)越高，容抗越小，因此，高次諧波將使電容器成倍地過(guò)負(fù)荷、過(guò)電流，聲音異常，甚至鼓脹或爆炸，嚴(yán)重地?fù)p壞電容器。由于諧波的存在，將大大削弱差動(dòng)繼電器的快速動(dòng)作，嚴(yán)重地影響供電設(shè)備、儀表裝置安全、可靠地運(yùn)行和正常地工作。使斷路器不能良好地運(yùn)行使斷路器不能良好地運(yùn)行諧波電流嚴(yán)重地影響斷路器的斷流能力，導(dǎo)致電流過(guò)零時(shí)di/dt值提高，使中斷更加困難。消弧線圈有助于電弧進(jìn)入電弧隔板，而高次諧波的存在使消弧線圈不

4、能很好地運(yùn)行，其無(wú)效的動(dòng)作延長(zhǎng)了燃弧時(shí)間，最易導(dǎo)致斷路器故障。嚴(yán)重干擾通訊系統(tǒng)嚴(yán)重干擾通訊系統(tǒng)電力網(wǎng)傳送的功率與通訊傳輸?shù)墓β氏嗖顟沂?，前者?duì)后者產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。由于電力系統(tǒng)存在的諧波電流的零序分量與電力線路不平衡產(chǎn)生的基波電流的零序分量在空間產(chǎn)生零序磁通，使電力系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)之間產(chǎn)生電磁耦合，在通訊線路上產(chǎn)生干擾信號(hào)，嚴(yán)重地破壞了通訊系統(tǒng)的正常工作。 產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子不相對(duì)應(yīng)的諧波電流相互作用產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生一系列跳動(dòng)和步進(jìn)現(xiàn)象。抑制高次諧波的有效措施抑制高次諧波的有效措施（1）三相整流變壓器采用Y或Y，這樣聯(lián)接可以消除3的整數(shù)倍的高次諧波，

5、電網(wǎng)、11、13等奇次諧波。中的諧波電流只有5、7（3）裝設(shè)分流濾波器，分流濾波器是由R、C、L等元件組成的。串聯(lián)諧振電路一般采取三相星形聯(lián)接，它往往接在大型整流設(shè)備與網(wǎng)的電聯(lián)接處，見(jiàn)圖。 （2）增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)。整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)越多，整流波形的脈波數(shù)越多，奇數(shù)低的諧波被消去的也越多。 分流濾波器接線圖（4）裝靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置）裝靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置 上述四種抑制方式盡管對(duì)電網(wǎng)的凈化起了上述四種抑制方式盡管對(duì)電網(wǎng)的凈化起了一定的作用，但它都有很大的局限性，不能一定的作用，但它都有很大的局限性，不能對(duì)諧波全面管理或僅僅局限在很小的范圍之對(duì)諧波全面管理或僅僅局限在很小的范圍之內(nèi)。這些方

6、式都是被動(dòng)的，不能隨諧波變化內(nèi)。這些方式都是被動(dòng)的，不能隨諧波變化而變化。而變化。 一種新的諧波抑制方案 隨著科技的發(fā)展對(duì)諧波的抑制提出了新的設(shè)隨著科技的發(fā)展對(duì)諧波的抑制提出了新的設(shè)想想,它克服了以往濾波器僅固定在某些諧波頻段它克服了以往濾波器僅固定在某些諧波頻段,它它采用如圖的拓?fù)漕愋汀Ｋ鼘?duì)非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧采用如圖的拓?fù)漕愋?。它?duì)非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波進(jìn)行采樣、分析、建立頻譜圖，以此頻譜圖為波進(jìn)行采樣、分析、建立頻譜圖，以此頻譜圖為依據(jù)向電網(wǎng)側(cè)送一個(gè)與非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波相依據(jù)向電網(wǎng)側(cè)送一個(gè)與非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波相反的諧波，從而達(dá)到諧波抑制的效果。反的諧波，從而達(dá)到諧波抑制的效果。有源諧波調(diào)

7、節(jié)器的基本工作原理有源諧波調(diào)節(jié)器的基本工作原理?yè)?jù)此原理推出了有源諧波調(diào)節(jié)器（ACTIVEHARMONICCONDITIONER）它能將225次諧波有效地抑制?？筛鶕?jù)電網(wǎng)的情況調(diào)整電壓與電流波形的相位角，修正電流波形，提高功率因數(shù)，有效地抑制諧波干擾。它的工作原理見(jiàn)圖。 有源諧波調(diào)節(jié)器工作原理框圖有源諧波調(diào)節(jié)器工作原理框圖有源諧波調(diào)節(jié)器具有友好的用戶界面，通過(guò)對(duì)話窗進(jìn)行現(xiàn)有源諧波調(diào)節(jié)器具有友好的用戶界面，通過(guò)對(duì)話窗進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置，真實(shí)地將用戶現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)反饋至有源諧波調(diào)節(jié)場(chǎng)設(shè)置，真實(shí)地將用戶現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)反饋至有源諧波調(diào)節(jié)器中，讓其通過(guò)采樣拾取器實(shí)時(shí)捕捉諧波，全面有效地抑器中，讓其通過(guò)采樣拾取器實(shí)時(shí)捕捉諧波，全面有效地抑制電網(wǎng)中的諧波。該調(diào)節(jié)器還具有標(biāo)準(zhǔn)的制電網(wǎng)中的諧波。該調(diào)節(jié)器還具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232RS232接口，可接口，可方便地將諧波信息與實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)通訊。方便地將諧波信息與實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)通訊。 （a）無(wú)有源諧波調(diào)節(jié)器）無(wú)有源諧波調(diào)節(jié)器（b）有有源諧波調(diào)節(jié)器）有有源諧波調(diào)節(jié)器 圖為非線性負(fù)載經(jīng)有源諧波調(diào)節(jié)器調(diào)圖為非線性負(fù)載經(jīng)有源諧波調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)前節(jié)前(a)(a)與調(diào)節(jié)后與調(diào)節(jié)后(b)(b)的輸入電流波形比較。的輸入電流波形比較?？梢钥闯?，這種有源諧波調(diào)節(jié)器將大大可以看出，這種有源諧波調(diào)節(jié)器將大大抑制諧波，提高了功率因數(shù)，同時(shí)大大抑制諧波，提高了功率因數(shù)，同時(shí)大大地減小損耗，大大地節(jié)約了能源