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1、第二部分第二部分电力系统谐波及相关问题电能质量提高综合技能培训班电能质量提高综合技能培训班电能质量提高综合技能培训班电能质量提高综合技能培训班谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日2谐波基本概念：源于声学谐波基本概念：源于声学电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题“谐谐”：和谐，：和谐，Harmonic谐波：频率为基频整倍数的分量谐波：频率为基频整倍数的分量（基音与泛音列基音与泛音列）谐波：决定音色的因素谐波：决定音色的因素（音高、音量与音色）（音高、音量与音色）谐波的物理学意义：决定音频波形的形状谐波的物理学意义：决定音频波形的形状律学的物理学基础律学的
2、物理学基础谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日3电力系统波形畸变并不是新问题电力系统波形畸变并不是新问题电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题19201930：德国已提出波形畸变问题：德国已提出波形畸变问题20世纪世纪60年代前，谐波问题并不突出年代前，谐波问题并不突出HVDC的应用促进了谐波研究的发展的应用促进了谐波研究的发展大量电力电子装置的应用使得谐波问题日益严重大量电力电子装置的应用使得谐波问题日益严重电力电子装置的不利影响不仅限于谐波电力电子装置的不利影响不仅限于谐波谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日4电力系
3、统谐波的基本概念电力系统谐波的基本概念电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题定义定义数学工具数学工具不同类型谐波的性质与特点不同类型谐波的性质与特点.谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日5电力系统谐波的基本概念电力系统谐波的基本概念电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题定义定义数学工具数学工具不同类型谐波的性质与特点不同类型谐波的性质与特点一个周期电气量的正弦波分量，其一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整倍数。也称为频率为基波频率的整倍数。也称为高次谐波。高次谐波。谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日6
4、电力系统谐波的基本概念电力系统谐波的基本概念电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题定义定义数学工具数学工具不同类型谐波的性质与特点不同类型谐波的性质与特点傅立叶级数。畸变周期波形（非正傅立叶级数。畸变周期波形（非正弦波形）可以用有限个不同频率的弦波形）可以用有限个不同频率的正弦波的叠加来近似。正弦波的叠加来近似。谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日7电力系统谐波的基本概念电力系统谐波的基本概念电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题定义定义数学工具数学工具不同类型谐波的性质与特点不同类型谐波的性质与特点 谐波次数必为整数谐波次数必为整数 谐波和暂态现
5、象谐波和暂态现象 谐波与波形缺口谐波与波形缺口 短时间谐波和暂态过程中的谐波短时间谐波和暂态过程中的谐波谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日8非正弦周期函数的傅立叶级数展开非正弦周期函数的傅立叶级数展开电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题直流分量直流分量直流分量直流分量周期函数角频率周期函数角频率周期函数角频率周期函数角频率12Tpw=三角形式：直流分量、正弦分量与余弦分量三角形式：直流分量、正弦分量与余弦分量谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日9非正弦周期函数的傅立叶级数展开非正弦周期函数的傅立叶级数展开电力系统谐波
6、及相关问题电力系统谐波及相关问题三角形式：直流分量、正弦分量与余弦分量三角形式：直流分量、正弦分量与余弦分量谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日10非正弦周期函数的傅立叶级数展开非正弦周期函数的傅立叶级数展开电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题n n次分量振幅次分量振幅次分量振幅次分量振幅n n次分量初相角次分量初相角次分量初相角次分量初相角三角形式：直流分量、振幅与初相角三角形式：直流分量、振幅与初相角谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日11非正弦周期函数的傅立叶级数展开非正弦周期函数的傅立叶级数展开电力系统谐波及相
7、关问题电力系统谐波及相关问题指数形式：直流分量、振幅与初相角指数形式：直流分量、振幅与初相角谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日12傅立叶级数展开的意义傅立叶级数展开的意义电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题简化复杂波形的分析简化复杂波形的分析充分利用针对正弦电路的简化算法充分利用针对正弦电路的简化算法进行谐波治理的理论依据进行谐波治理的理论依据.谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日13傅立叶级数展开的意义傅立叶级数展开的意义电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题简化复杂波形的分析简化复杂波形的分析充分利用针对正
8、弦电路的简化算法充分利用针对正弦电路的简化算法进行谐波治理的理论依据进行谐波治理的理论依据将复杂波形的分析问题化为正弦波将复杂波形的分析问题化为正弦波的分析问题；将千变万化的波形分的分析问题；将千变万化的波形分析化为单一的波形分析问题析化为单一的波形分析问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日14傅立叶级数展开的意义傅立叶级数展开的意义电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题简化复杂波形的分析简化复杂波形的分析充分利用针对正弦电路的简化算法充分利用针对正弦电路的简化算法进行谐波治理的理论依据进行谐波治理的理论依据 简单的稳态解的计算分析方法简单的稳态解的计
9、算分析方法 复阻抗复阻抗 复阻抗串、并联复阻抗串、并联 叠加原理仅对线性电路适用叠加原理仅对线性电路适用谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日15傅立叶级数展开的意义傅立叶级数展开的意义电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题简化复杂波形的分析简化复杂波形的分析充分利用针对正弦电路的简化算法充分利用针对正弦电路的简化算法进行谐波治理的理论依据进行谐波治理的理论依据 频谱的构成频谱的构成 治理方案的制定治理方案的制定 治理效果的评价治理效果的评价谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日16典型波形傅立叶级数分析：方波典型波形傅立叶
10、级数分析：方波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日17典型波形傅立叶级数分析：方波典型波形傅立叶级数分析：方波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题基波与前三个谐波基波与前三个谐波基波与前三个谐波基波与前三个谐波谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日18典型波形傅立叶级数分析：方波典型波形傅立叶级数分析：方波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日19典型波形傅立叶级数分析：三角波典型波形傅立叶级数分析：三
11、角波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日20典型波形傅立叶级数分析：三角波典型波形傅立叶级数分析：三角波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题基波与前三个谐波基波与前三个谐波基波与前三个谐波基波与前三个谐波谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日21典型波形傅立叶级数分析：三角波典型波形傅立叶级数分析：三角波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日22谐波大小的度量：谐波含有率谐波大小的度量：谐波含有率电力系
12、统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题n次谐波电压含有率次谐波电压含有率HRUn ：n次谐波电流含有率次谐波电流含有率HRIn ：谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日23谐波大小的度量：总谐波畸变率谐波大小的度量：总谐波畸变率电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题总电压谐波畸变率总电压谐波畸变率THDu ：总电流谐波畸变率总电流谐波畸变率THDi ：谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日24谐波大小的度量：总谐波含量谐波大小的度量：总谐波含量电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题方波方波谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制
13、与无功功率补偿2024年年7月月21日日25谐波大小的度量：总谐波含量谐波大小的度量：总谐波含量电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题三角波三角波谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日26谐波限值：公用电网电压谐波限值：公用电网电压电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日27谐波限值：公共连接点注入电流谐波限值：公共连接点注入电流电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日28谐波限值：公共连接点注入电流（续）谐波
14、限值：公共连接点注入电流（续）电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日29谐波的危害谐波的危害 谐波谐波 附加损耗附加损耗 谐波过电压谐波过电压 引起继电保护装置误动引起继电保护装置误动 引起电气测量与计量的误差引起电气测量与计量的误差 对通信系统的干扰对通信系统的干扰 电压换相缺口电压换相缺口 EMI电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题.谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日30谐波的危害谐波的危害 谐波谐波 附加损耗附加损耗 谐波过电压谐波过电压 引起继电保护装置误动引起继电保
15、护装置误动 引起电气测量与计量的误差引起电气测量与计量的误差 对通信系统的干扰对通信系统的干扰 电压换相缺口电压换相缺口 EMI电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题 附加铁损（涡流，磁滞）附加铁损（涡流，磁滞） 附加铜损（集肤效应，层叠效应）附加铜损（集肤效应，层叠效应）谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日31谐波的危害谐波的危害 谐波谐波 附加损耗附加损耗 谐波过电压谐波过电压 引起继电保护装置误动引起继电保护装置误动 引起电气测量与计量的误差引起电气测量与计量的误差 对通信系统的干扰对通信系统的干扰 电压换相缺口电压换相缺口 EMI电力系统谐波及相
16、关问题电力系统谐波及相关问题 容性元件与系统阻抗（感性）发生并联谐振容性元件与系统阻抗（感性）发生并联谐振 谐波放大谐波放大 过电压过电压谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日32谐波的危害谐波的危害 谐波谐波 附加损耗附加损耗 谐波过电压谐波过电压 引起继电保护装置误动引起继电保护装置误动 引起电气测量与计量的误差引起电气测量与计量的误差 对通信系统的干扰对通信系统的干扰 电压换相缺口电压换相缺口 EMI电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题继电保护启动条件的误判继电保护启动条件的误判谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日
17、33谐波的危害谐波的危害 谐波谐波 附加损耗附加损耗 谐波过电压谐波过电压 引起继电保护装置误动引起继电保护装置误动 引起电气测量与计量的误差引起电气测量与计量的误差 对通信系统的干扰对通信系统的干扰 电压换相缺口电压换相缺口 EMI电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题 非正弦量的有效值测量非正弦量的有效值测量 有功功率的计量有功功率的计量 计量与收费政策计量与收费政策谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日34谐波的危害谐波的危害 谐波谐波 附加损耗附加损耗 谐波过电压谐波过电压 引起继电保护装置误动引起继电保护装置误动 引起电气测量与计量的误差引起电气
18、测量与计量的误差 对通信系统的干扰对通信系统的干扰 电压换相缺口电压换相缺口 EMI电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题 对平行通信线路的干扰对平行通信线路的干扰 随着信息的数字化，危害已弱化随着信息的数字化，危害已弱化谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日35谐波的危害谐波的危害 谐波谐波 附加损耗附加损耗 谐波过电压谐波过电压 引起继电保护装置误动引起继电保护装置误动 引起电气测量与计量的误差引起电气测量与计量的误差 对通信系统的干扰对通信系统的干扰 电压换相缺口电压换相缺口 EMI电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题 本质上也是谐波本质上也
19、是谐波 具有较显著的高频分量具有较显著的高频分量 分压比的影响分压比的影响谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日36谐波的危害谐波的危害 谐波谐波 附加损耗附加损耗 谐波过电压谐波过电压 引起继电保护装置误动引起继电保护装置误动 引起电气测量与计量的误差引起电气测量与计量的误差 对通信系统的干扰对通信系统的干扰 电压换相缺口电压换相缺口 EMI电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题 场的影响场的影响 无线发射无线发射谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日37电力系统中的主要谐波源电力系统中的主要谐波源电力系统谐波及相关问题电
20、力系统谐波及相关问题发电机和电动机发电机和电动机变压器和电抗器变压器和电抗器电弧设备电弧设备电力电子装置电力电子装置.谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日38电力系统中的谐波源电力系统中的谐波源电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题发电机和电动机发电机和电动机变压器和电抗器变压器和电抗器电弧设备电弧设备电力电子装置电力电子装置 发电机结构不完全理想发电机结构不完全理想 发电机不对称运行发电机不对称运行 发电机为谐波电压源发电机为谐波电压源 电动机的结构不完全理想电动机的结构不完全理想 电机本身不是主要的谐波源电机本身不是主要的谐波源谐波抑制与无功功率补偿
21、谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日39电力系统中的谐波源电力系统中的谐波源电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题发电机和电动机发电机和电动机变压器和电抗器变压器和电抗器电弧设备电弧设备电力电子装置电力电子装置 铁心的非线性（饱和）是产生谐波的原因铁心的非线性（饱和）是产生谐波的原因 电压偏高且轻载时谐波问题较为突出电压偏高且轻载时谐波问题较为突出 直流偏磁的影响应该重视直流偏磁的影响应该重视谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日40电力系统中的谐波源电力系统中的谐波源电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题发电机和电动机发电机和电动机变压
22、器和电抗器变压器和电抗器电弧设备电弧设备电力电子装置电力电子装置 电石炉电石炉 电弧炉电弧炉 电弧焊设备电弧焊设备 气体放电灯气体放电灯 不容忽视的谐波源不容忽视的谐波源谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日41电力系统中的谐波源电力系统中的谐波源电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题发电机和电动机发电机和电动机变压器和电抗器变压器和电抗器电弧设备电弧设备电力电子装置电力电子装置 高压直流输电高压直流输电 电气化铁路电气化铁路 大容量整流设备大容量整流设备 静止无功补偿设备静止无功补偿设备 大容量调速设备大容量调速设备 大量的家用电器大量的家用电器 最主要
23、的谐波源最主要的谐波源谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日42电力系统中的谐波源：电弧炉电力系统中的谐波源：电弧炉电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日43电力系统中的谐波源分布情况电力系统中的谐波源分布情况电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日44电力电子装置与谐波电力电子装置与谐波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题电力系统中最主要的谐波源电力系统中最主要的谐波源接入电力系统的电力电子装置逐年增多接
24、入电力系统的电力电子装置逐年增多随着电力电子技术的发展谐波构成发生变化随着电力电子技术的发展谐波构成发生变化对于电力系统的危害主要取决于交流侧谐波对于电力系统的危害主要取决于交流侧谐波.谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日45电力电子装置与谐波电力电子装置与谐波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题电力系统中最主要的谐波源电力系统中最主要的谐波源接入电力系统的电力电子装置逐年增多接入电力系统的电力电子装置逐年增多随着电力电子技术的发展谐波构成发生变化随着电力电子技术的发展谐波构成发生变化对于电力系统的危害主要取决于交流侧谐波对于电力系统的危害主要取决于交
25、流侧谐波 间谐波间谐波 高频谐波高频谐波谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日46电力电子装置与谐波电力电子装置与谐波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题电力系统中最主要的谐波源电力系统中最主要的谐波源接入电力系统的电力电子装置逐年增多接入电力系统的电力电子装置逐年增多随着电力电子技术的发展谐波构成发生变化随着电力电子技术的发展谐波构成发生变化对于电力系统的危害主要取决于系统侧谐波对于电力系统的危害主要取决于系统侧谐波直流侧或负载侧的状况对系统直流侧或负载侧的状况对系统侧谐波也会产生影响侧谐波也会产生影响影响往往是非本质的且较复杂影响往往是非本质的且较复
26、杂谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日47电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波源实例：三相晶闸管换流器谐波源实例：三相晶闸管换流器（大电感负载）（大电感负载）谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日48谐波源实例：三相晶闸管换流器谐波源实例：三相晶闸管换流器（大电感负载）（大电感负载）电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日49电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题基波电流有效值：基波电流有效值：n次谐波电流有效值：次谐波电流有效值：谐波源
27、实例：三相晶闸管换流器谐波源实例：三相晶闸管换流器（大电感负载）（大电感负载）谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日50特征谐波和非特征谐波特征谐波和非特征谐波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题特征谐波特征谐波特征谐波特征谐波由换流器结构和工作方式决定由换流器结构和工作方式决定某种结构的换流器所特有某种结构的换流器所特有通常为主要的谐波成分通常为主要的谐波成分非特征谐波非特征谐波非特征谐波非特征谐波由于某些理想条件不满足而产生由于某些理想条件不满足而产生通常为次要的谐波成分通常为次要的谐波成分谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月
28、月21日日51特征谐波和非特征谐波特征谐波和非特征谐波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题单相全波整流器的特征谐波单相全波整流器的特征谐波单相全波整流器的特征谐波单相全波整流器的特征谐波 3，5，7，9， 2k + 1三相桥式整流器（三相桥式整流器（三相桥式整流器（三相桥式整流器（6 6脉动）的特征谐波脉动）的特征谐波脉动）的特征谐波脉动）的特征谐波 5，7，11，13， 6k 1谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日52多相整流电路的谐波多相整流电路的谐波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年
29、年7月月21日日53多相整流电路的谐波多相整流电路的谐波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题双桥双桥12脉动换流器特征谐波：脉动换流器特征谐波：m桥换流器特征谐波：桥换流器特征谐波：谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日54计及换相过程时整流电路的谐波计及换相过程时整流电路的谐波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题换相电感换相电感换相电感换相电感g g谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日55计及换相过程时整流电路的谐波计及换相过程时整流电路的谐波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波含量与触发滞后角谐波
30、含量与触发滞后角 a a 有关有关谐波含量与换相重叠角谐波含量与换相重叠角 g g 有关有关谐波含量比无换相过程情况下有所减小谐波含量比无换相过程情况下有所减小谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日56计及换相过程时整流电路的谐波计及换相过程时整流电路的谐波电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日57电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波源实例：单相整流电路带大滤波电容负载谐波源实例：单相整流电路带大滤波电容负载大滤波电容大滤波电容大滤波电容大滤波电容谐波抑制与无功功率补偿谐波抑
31、制与无功功率补偿2024年年7月月21日日58电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题交流侧谐波状况交流侧谐波状况谐波源实例：单相整流电路带大滤波电容负载谐波源实例：单相整流电路带大滤波电容负载谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日59电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波源实例：三相整流电路带大滤波电容负载谐波源实例：三相整流电路带大滤波电容负载谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日60电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题交流侧谐波状况交流侧谐波状况谐波源实例：三相整流电路带大滤波电容负载谐波源实例：三相整
32、流电路带大滤波电容负载谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日61电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波源实例：感容滤波的整流电路谐波源实例：感容滤波的整流电路各种工况的交流侧电流波形各种工况的交流侧电流波形各种工况的交流侧电流波形各种工况的交流侧电流波形谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日62电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波源实例：交流调压电路（单相电阻负载）谐波源实例：交流调压电路（单相电阻负载）谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日63电力系统谐波及相关问题电力系统谐
33、波及相关问题谐波源实例：交流调压电路（单相电阻负载）谐波源实例：交流调压电路（单相电阻负载）交流侧谐波交流侧谐波交流侧谐波交流侧谐波谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日64电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波源实例：交流调压电路（单相阻感负载）谐波源实例：交流调压电路（单相阻感负载）谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日65电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波源实例：交流调压电路（单相电感负载）谐波源实例：交流调压电路（单相电感负载）交流侧谐波交流侧谐波交流侧谐波交流侧谐波谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与
34、无功功率补偿2024年年7月月21日日66电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波源实例：三相交流调压电路谐波源实例：三相交流调压电路谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日67解决谐波问题的方法解决谐波问题的方法 无源谐波滤波器无源谐波滤波器 单调谐滤波器单调谐滤波器 双调谐滤波器双调谐滤波器 高通滤波器高通滤波器 有源电力滤波器有源电力滤波器 功率因数校正器功率因数校正器 改进电力电子装置设计（改进电力电子装置设计（绿色变频装置绿色变频装置）电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日
35、日68单调谐滤波器的基本工作原理单调谐滤波器的基本工作原理R-L-C串联谐振电路串联谐振电路适用于电流源型谐波源适用于电流源型谐波源在基波下呈容性，兼作无功补偿在基波下呈容性，兼作无功补偿存在谐波放大甚至谐振问题存在谐波放大甚至谐振问题低成本的解决方案低成本的解决方案电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日69单调谐滤波器的基本工作原理单调谐滤波器的基本工作原理电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题n n次谐波滤波器次谐波滤波器次谐波滤波器次谐波滤波器谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月2
36、1日日70单调谐滤波器的基本工作原理单调谐滤波器的基本工作原理电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题等效频率偏差与滤波效果等效频率偏差与滤波效果等效频率偏差与滤波效果等效频率偏差与滤波效果电感、电容参数的变化可等效为频率变化电感、电容参数的变化可等效为频率变化电感、电容值变化电感、电容值变化2与频率变化与频率变化1的影响相当的影响相当考虑到频率偏差的影响，考虑到频率偏差的影响，Q 值并非越高越好值并非越高越好谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日71单调谐滤波器的基本工作原理单调谐滤波器的基本工作原理电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题系统简图系统
37、简图系统简图系统简图等值电路等值电路等值电路等值电路谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日72单调谐滤波器的基本工作原理单调谐滤波器的基本工作原理电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日73高通滤波器的基本工作原理高通滤波器的基本工作原理电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日74无源滤波器的配置原则无源滤波器的配置原则电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题对于主要的特征谐波配置单调谐滤波器对于主要的特征谐波配
38、置单调谐滤波器对于其它高次谐波配置高通滤波器对于其它高次谐波配置高通滤波器出于造价等因素的考虑，可采用双调谐滤波器出于造价等因素的考虑，可采用双调谐滤波器代替单调谐滤波器代替单调谐滤波器在配置单调谐滤波器时，要考虑谐波放大问题在配置单调谐滤波器时，要考虑谐波放大问题谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日75图101简化等值电路简化等值电路220kV110kV10kV无源滤波器的问题：谐振点的变化无源滤波器的问题：谐振点的变化电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题三卷变压器三卷变压器三卷变压器三卷变压器等值电路等值电路等值电路等值电路10 kV侧等值侧等值电
39、抗（漏抗）电抗（漏抗）无源滤波器组无源滤波器组无源滤波器组无源滤波器组谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日76图101简化等值电路简化等值电路220kV110kV10kV无源滤波器的问题：谐振点的变化无源滤波器的问题：谐振点的变化电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题110 kV母线母线的谐振点的谐振点滤波器组滤波器组的谐振点的谐振点谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日77重要问题：单相谐波源引起的中线电流过大重要问题：单相谐波源引起的中线电流过大零序分量零序分量电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题谐波抑制与无功
40、功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日78重要问题：单调谐滤波器的谐振频率重要问题：单调谐滤波器的谐振频率电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题滤波器运行过程中的等效频偏滤波器运行过程中的等效频偏 电路系统的谐波阻抗特性电路系统的谐波阻抗特性滤波器可能引起的谐波放大滤波器可能引起的谐波放大确保不出现谐波放大的设计方法：滤波器确保不出现谐波放大的设计方法：滤波器在谐波频率下呈感性在谐波频率下呈感性谐波抑制与无功功率补偿谐波抑制与无功功率补偿2024年年7月月21日日79重要问题：无源滤波器组的投切顺序重要问题：无源滤波器组的投切顺序电力系统谐波及相关问题电力系统谐波及相关问题高次滤波器必然放大低次谐波高次滤波器必然放大低次谐波必须先投低次滤波器必须先投低次滤波器若先投入高次滤波器可能将低次谐波放大到危若先投入高次滤波器可能将低次谐波放大到危险水平险水平为满足不同情况下的无功补偿需求，可考虑滤为满足不同情况下的无功补偿需求，可考虑滤波器分组细化波器分组细化
