谐波的产生_电力谐波分析_谐波分析法(10)

2 相序性在一个平衡的电力系统中，单频率谐波分量只能是完全正序的，或完全负序的，或完全零序的，这一点可以从相电压的傅立叶级数展开式中看出。屹 Kcos coot +以eos 2coot +Keos 3coot +… 2-4vb Kcos c00t一120。 +K2K 2-5Vc Kcos COot+120。 +匕eos 2COot+240。 +Kcos 3coot+360。 +…2K 2·6从上述算式可以看出：①基波以及4次、7次等次数的谐波是正序的。②2次、5次、8次等次数的谐波是负序的。③3倍数次谐波是零序的。由于平衡的3倍数次谐波是零序的，因此不能流入三角形连接电路中或中性点不接地的星形连接电路中。④如果存在谐波，即使系统是平衡的，也存在零序和负序电流。3 独立性平衡电力系统中的线性网络对不同谐波的响应是相互独立的，因此可以将各次谐波分别进行处理。也就是说，对各次谐波分别建立等效电路 在频域中 求解电流和电压。总的响应可以通过时域中将所有谐波分量相加来得到。2．3谐波产生原因及危害2．3．1谐波产生的原因在理想的情况下，优质的电力供应是提供具有正弦波形的电压。但是在实际中供电电压的波形会由于某些原因偏离正弦波形，即产生谐波。

我们平时所说的谐波是指频率为基波频率 在我国用电频率50Hz为基波频率 整数倍的正弦波分量，即所说的高次谐波。在电力系统中，产生谐波的根本原因是由于电力负荷中北京交通大学硕+学位论文有非线性阻抗的电气设备。这些非线性负荷在工作时向电源反馈高次谐波，导致电力系统的电压、电流波形畸变，使电力系统电能质量变坏。因此，谐波的含量是电能质量的重要指标之一。在电力系统中的发电、输电、转换和使用的各个环节中都会有谐波产生。1 发电电源质量不高产生谐波电力系统本身存在周期性的非正弦独立电源，发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对的对称，铁心也很难做好绝对的均匀一致，故发电源多少会产生一些谐波，但一般来说不多。2 输配电系统产生谐波输配电系统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到经济性，其工作磁密选择在磁化的近似饱和段上，这就使得磁化电流呈尖顶波形，因而会含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构、形状、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流就越大，其中3次谐波电流可以达到额定电流的0．5％。3 用电设备产生谐波由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等多方面得到了越来越广泛的应用，给电力系统造成大量谐波。

晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，所以给电网带来的是另一部分的缺角正弦波，显然留下部分中含有大量的谐波。据有关部门统计表明：由整流装置产生的谐波占有所有谐波的近40％，它是最大的谐波源。变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了移相控制，谐波成分很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电力系统造成的谐波就越来越多。由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波，经变压器的三角连接线圈而注入电网。其中主要是2、7次的谐波，平均可达到基波的8％、20％，最大可达到45％。荧光灯高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。分析这类电光源的伏安特性，可以知其非线性十分严重，有的还含有负的伏安特性，它们都会给电网造成奇次谐波电流。电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等，因为有调压整流装置，会产生较大的奇次谐波。洗衣机、电风扇、空调等有绕组的设备中，因为不平衡电流的变化也能使波形改变。这些家用电器虽然功率不大，但是数量巨大，也是谐波的主要源头之一【34】。

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