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1、1 晶闸管整流装置的谐波分析 谐波电流注入电网，使供电系统各处电压产生谐波分量，有可能和供电系统形成并联谐振 或串联谐振，所在供电系统接入大功率的整流装置之前，应进行谐波分析，预测谐波量的 大小及产生的危害，并提出相应的抑制措施。 整流装置所产生的谐波，有特征谐波和非特征谐波之分。特征谐波是指整流装置运行在正 常条件下所产生的谐波，所谓正常条件是指：（1）网侧电压各相对称且为正弦波；（2） 变压器、整流臂（阀）的参数和整流延迟角也对称；（3）直流侧电流为理想恒定值。特征 谐波具有离散性的幅值频谱，可利用数学方法进行比较准确的计算。下面以中国铝业河南 分公司水电厂（以下简称：河电）整流直降工程中
2、的整流装置为例来分析晶闸管整流产生 的高次谐波的特征。 1.1 晶闸管整流设备的概况 河电整流所现装备 4 组整流直降机组，4 台整流变压器参数如下：AIkVASVkVUZHSFPNNN)142802/(74.249:49588:1005/115:型号：接线方式：NdnIIUddY%23. 0%;84.10;/115移相角分别为：oooo5 .22,5 . 7,5 . 7,5 .224 台整流柜参数如下：输入电压： ACV10003接线方式：同相逆并联 额定输出：40.25MW输出电压：1120V DC输出电流：35000A DC 其接线方式如图 1 所示每台整流变阀侧共有两组（共 6 相）交
3、流绕组，以变为例，即分别输出和#1111111cba、121212cba、两组三相对称交流电压，同相之间互差电角度，与网侧绕组分别组成o180和的接线组别，考虑到 4 台整流变相邻之间有的移相角（即从11/dYn5/dYno15）则整流变阀侧电压相序如图 2 所示。oooo5 .225 . 75 . 75 .22整流柜采用同相逆并联的接线方式，组成两组三相桥式全控整流电路，其整流柜接线如图 3（以整流柜接线为例，每个桥臂上有四个晶闸管并联使用，图中只画出一个）所示。 从图 1图 3 的分析可知：河电直降整流系统，在 4 台整流机组同时运行时，对于 110kV 的 网侧来说，等效于一个整流相数为
4、 24 相，整流脉波数 P=48 的整流线路。则该整流系统在 网侧所产生的高次谐波的谐波次数 n 由下式决定：1 kpn式中：整流脉波数；、自然数，取谐波次数；pkn.321可见，当 k 取自然数时，该系统所产生的谐波次数 n=47、49、95.。以上的结论，是基 于这样的一个条件，即 4 台机组同时运行并且接在一条母线上组成一个等效 24 相、对称的 整流系统。但在实际应用中，如若 4 台机组中有一台退出运行，或者是 4 台机组不在同一 条母线上运行时，情况就不同了，此时，整流机组所产生的谐波量将大大增加，且所产生 的特征谐波也只能由三相桥式整流方式来决定了。 1.2 晶闸管整流装置的谐波分析如图 3 中，设整流柜输出直流电流为，以整流变阀侧 A 相为例，设 A 相电流为，若dIai设晶闸管触发延迟角，则的波形如图 4 所示：o0ai的表达式为：aiwtwtIwtwtIwtwtfidda6/506/56/6/6/06/6/56/50)(从的函数表达式及的图形中可清晰地看出：该函数的周期是，每只晶aiai)(wtfia2闸管在一个整流周期内导通，并且符合狄利克雷收敛定理的条件，那么，该函数3/2一定能用傅里叶级数来表达。根据该函数的特点，的傅里叶级数展开式为：aiaiai
