论文部分内容阅读
摘 要：通过对市场的常用用电器的谐波状况的测试，我们了解到，目前国内工业企业的谐波污染十分严重，尤其是早些年为了节能，引入的变频电源和直流用电器的投入，其5次、7次、11次谐波电流的含量分别占基波的20%、11%、6%，这对于小功率的用户而言，还不怎样，但对于大功率的用户来说，危害就很大了，对于中频炉用户，它用常规的无功补偿就无法进行，有的用户用常规的电容器无功补偿，无法投入电容器，有的即便投入了，也对5次谐波电流放大了1.8～3.8倍以上，使得电动机、变压器等用电器的铜损、铁损大大地增加，缩短了设备的使用寿命，多交了电费。
关键词：电力 谐波 失真
一、积分周期控制
相反的谐波切换选择角度基于背晶闸管和整个电压半周期。它通常被称为“爆烧”，爆烧通常被发现于一些应用很长一段时间的恒负载上（例如在电烤炉温度控制）。基波供电频率不能被用作于傅立叶分析的基础，在这种情况下，由于重复，因此产生最低频率的周期，现在是一个可变的次谐波频率。如果接通的周期数是N，周期数超过该重复周期，其中f是电源的频率。参照该最低频率，电流被分析可以表示为在正常操作范围内的变压器励磁的谐波含量电流不显著。它是唯一通电时和运行时高于其正常电压互感器可以大大降低其谐波的失真率。谐波失真指原有频率的各种倍频的有害干扰。放大1kHZ的频率信号时会产生2kHZ的2次谐波和3kHZ及许多更高次的谐波，理论上此数值越小，失真度越低。 由于放大器不够理想，输出的信号除了包含放大了的输入成分之外，还新添了一些原信号的2倍、3倍、4倍，甚至更高倍的频率成分（谐波），致使输出波形走样。这种因谐波引起的失真叫做谐波失真。同样，内部电动势的谐波含量精心设计的同步机器也小。在传输系统中不平衡的存在转子凸极或负载注入的谐波电流很可能是发电机的主要来源电动势失真。但是，对电力系统的影响是小的，部分原因是由于操作的多样性和部分原因是这些机器的小等级，当与同步相比发电机。电力电子器件构成谐波电流失真的主要来源。在大多数应用中，这是可以接受的。然而输入端的条件（通常是电压波形）与该系统的其余部分可以作为改变该非线性功率电子元件之间存在的相互作用的結果。
二、谐波失真的影响
一旦谐波源有明确的规定，他们必须在以下方面对系统的其余部分进行解释，电力系统中的每个元素必须检查其谐波灵敏度。电压的主要作用和电力系统内的电流谐波为：从串联和并联产生的谐波水平放大引起可能性共振；在发电，输电和利用的效率降低电能；电器厂与零部件随之缩短绝缘老化它们的使用寿命；系统失灵或植物成分。谐波的可能的外部影响是连通系统的性能的退化，过多的可听噪声和引起谐波的电压和电流变化。
共振：电容的存在，如那些用于功率因数校正，可能会导致在本地系统发生共振，进而由于电流过大，还可能导致随后的电容器损坏。并联谐振：并联谐振的结果是在谐波源有一个高阻抗的谐振频率。因为大多数的谐波源可以被认为是电流源，这导致增加的谐波电压和高次谐波电流在并联阻抗的每个原件中被放大。并联谐振可以以各种不同的方式产生，最简单的可能是其中一个电容器连接于同一母线的谐波源。在共振能的系统阻抗和电容器之间发生。
从电路来说，总是存在驱动的源和被驱动的负载.如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是耦合。
三、串联谐振
串联谐振是指所研究的串联电路部分的电压和电流达到同相位，即电路中电感的感抗和电容的容抗在数值上时相等的，从而使所研究电路呈现纯电阻特性，在给定端电压的情况下，所研究的电路中将出现最大电流，电路中消耗的有功功率也最大。高频率的负荷可以被忽略，因为电容阻抗降低，在这些条件下的串联谐振条件是存在的。其中fs为串联谐振频率（Hz ），ST是变压器额定值，每单位阻抗变压器，SC是电容额定值，SL是额定载荷（阻性）。串联谐振值得关注的是高电容电流可以流动相对小的谐波电压。流动的实际电流取决于该电路的品质因数Q。在500赫兹的量级对系统几乎没有影响。
用功率因数校正电容器谐波共振的影响，用设计功率因数来校正电容器。这些电容器的过载电流能力问题可以说明通过六脉波整流器和一个长千伏线便能放大电容器的过载电流能力。通过功率因数校正电容器，在工厂终端通过并联连接将输入电压增至10兆瓦。连接点处的最小故障水平大幅降低，一个10兆瓦的电力基地相当于一个最大单位的系统阻抗，在进行了工厂测量后发现，三分之一的水平谐波电流含量是微不足道的，仅占含量的4 % ，无法消除五次谐波与串联的电感与电容共振的可能性。
其中共振效应可能会导致部件的失效，另一个是相关的电力线信号（脉冲控制）在负载管理中的应用。在这样的系统中调整止动器（过滤器）通常被用于防止信号频率从被吸收的低阻抗元件，例如功率因数校正电容器。其中局部共振的存在，使得过度的谐波电流可以流动，从而导致损坏调谐电容器。谐波电流这样一个装置，以及这种故障类型的发生可以在另一台安装调整限位器（在530赫兹）上进行拟合，用功率因数校正电容。这个问题最终会得到解决。如果当地的电力系统谐波在350赫兹，接近使人发生共鸣的频率值，可以通过功率因数校正电容器。在低次谐波的放大倍率下，简化谐波放大现象。
参考文献
[1] 吴竞昌.供电系统谐波[M].北京：中国电力出版社，2008
[2] 林雪海，孙树勤电力网中的谐波[M].北京：中国电力出版社，2008
[3] 刘贵忠，邸双亮.小波分析及其应用[M].西安：西安电子科技大学出版，2002
[4] 李弼程，罗建书.小波分析及其应用[M].北京：电子工业出版社，2013
[5] 吴天明，赵新力，刘建存，MATLAB电力系统设计与分析[M].北京：国防工业出版
关键词：电力 谐波 失真
一、积分周期控制
相反的谐波切换选择角度基于背晶闸管和整个电压半周期。它通常被称为“爆烧”，爆烧通常被发现于一些应用很长一段时间的恒负载上（例如在电烤炉温度控制）。基波供电频率不能被用作于傅立叶分析的基础，在这种情况下，由于重复，因此产生最低频率的周期，现在是一个可变的次谐波频率。如果接通的周期数是N，周期数超过该重复周期，其中f是电源的频率。参照该最低频率，电流被分析可以表示为在正常操作范围内的变压器励磁的谐波含量电流不显著。它是唯一通电时和运行时高于其正常电压互感器可以大大降低其谐波的失真率。谐波失真指原有频率的各种倍频的有害干扰。放大1kHZ的频率信号时会产生2kHZ的2次谐波和3kHZ及许多更高次的谐波，理论上此数值越小，失真度越低。 由于放大器不够理想，输出的信号除了包含放大了的输入成分之外，还新添了一些原信号的2倍、3倍、4倍，甚至更高倍的频率成分（谐波），致使输出波形走样。这种因谐波引起的失真叫做谐波失真。同样，内部电动势的谐波含量精心设计的同步机器也小。在传输系统中不平衡的存在转子凸极或负载注入的谐波电流很可能是发电机的主要来源电动势失真。但是，对电力系统的影响是小的，部分原因是由于操作的多样性和部分原因是这些机器的小等级，当与同步相比发电机。电力电子器件构成谐波电流失真的主要来源。在大多数应用中，这是可以接受的。然而输入端的条件（通常是电压波形）与该系统的其余部分可以作为改变该非线性功率电子元件之间存在的相互作用的結果。
二、谐波失真的影响
一旦谐波源有明确的规定，他们必须在以下方面对系统的其余部分进行解释，电力系统中的每个元素必须检查其谐波灵敏度。电压的主要作用和电力系统内的电流谐波为：从串联和并联产生的谐波水平放大引起可能性共振；在发电，输电和利用的效率降低电能；电器厂与零部件随之缩短绝缘老化它们的使用寿命；系统失灵或植物成分。谐波的可能的外部影响是连通系统的性能的退化，过多的可听噪声和引起谐波的电压和电流变化。
共振：电容的存在，如那些用于功率因数校正，可能会导致在本地系统发生共振，进而由于电流过大，还可能导致随后的电容器损坏。并联谐振：并联谐振的结果是在谐波源有一个高阻抗的谐振频率。因为大多数的谐波源可以被认为是电流源，这导致增加的谐波电压和高次谐波电流在并联阻抗的每个原件中被放大。并联谐振可以以各种不同的方式产生，最简单的可能是其中一个电容器连接于同一母线的谐波源。在共振能的系统阻抗和电容器之间发生。
从电路来说，总是存在驱动的源和被驱动的负载.如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是耦合。
三、串联谐振
串联谐振是指所研究的串联电路部分的电压和电流达到同相位，即电路中电感的感抗和电容的容抗在数值上时相等的，从而使所研究电路呈现纯电阻特性，在给定端电压的情况下，所研究的电路中将出现最大电流，电路中消耗的有功功率也最大。高频率的负荷可以被忽略，因为电容阻抗降低，在这些条件下的串联谐振条件是存在的。其中fs为串联谐振频率（Hz ），ST是变压器额定值，每单位阻抗变压器，SC是电容额定值，SL是额定载荷（阻性）。串联谐振值得关注的是高电容电流可以流动相对小的谐波电压。流动的实际电流取决于该电路的品质因数Q。在500赫兹的量级对系统几乎没有影响。
用功率因数校正电容器谐波共振的影响，用设计功率因数来校正电容器。这些电容器的过载电流能力问题可以说明通过六脉波整流器和一个长千伏线便能放大电容器的过载电流能力。通过功率因数校正电容器，在工厂终端通过并联连接将输入电压增至10兆瓦。连接点处的最小故障水平大幅降低，一个10兆瓦的电力基地相当于一个最大单位的系统阻抗，在进行了工厂测量后发现，三分之一的水平谐波电流含量是微不足道的，仅占含量的4 % ，无法消除五次谐波与串联的电感与电容共振的可能性。
其中共振效应可能会导致部件的失效，另一个是相关的电力线信号（脉冲控制）在负载管理中的应用。在这样的系统中调整止动器（过滤器）通常被用于防止信号频率从被吸收的低阻抗元件，例如功率因数校正电容器。其中局部共振的存在，使得过度的谐波电流可以流动，从而导致损坏调谐电容器。谐波电流这样一个装置，以及这种故障类型的发生可以在另一台安装调整限位器（在530赫兹）上进行拟合，用功率因数校正电容。这个问题最终会得到解决。如果当地的电力系统谐波在350赫兹，接近使人发生共鸣的频率值，可以通过功率因数校正电容器。在低次谐波的放大倍率下，简化谐波放大现象。
参考文献
[1] 吴竞昌.供电系统谐波[M].北京：中国电力出版社，2008
[2] 林雪海，孙树勤电力网中的谐波[M].北京：中国电力出版社，2008
[3] 刘贵忠，邸双亮.小波分析及其应用[M].西安：西安电子科技大学出版，2002
[4] 李弼程，罗建书.小波分析及其应用[M].北京：电子工业出版社，2013
[5] 吴天明，赵新力，刘建存，MATLAB电力系统设计与分析[M].北京：国防工业出版