谐波滤波的技术讲座

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1、谐波滤波技术谐波滤波技术 主讲人：徐明新主讲人：徐明新 北京赤那思电气技术有限公司北京赤那思电气技术有限公司目 录1. 谐波的概念谐波的概念1.1 谐波的定义1.2 电力系统谐波的起因1.3 谐波的表示1.4 谐波的标准1.5 谐波的危害2. 谐波的抑制谐波的抑制2.1 有源滤波装置2.2 无源滤波装置2.3 系统阻抗对谐波的分流作用2.4 单调谐滤波器2.5 二阶高通滤波器2.6 C型高通滤波器2.7 与其他用户共用母线的滤波器3. 无源滤波器设计注意的问无源滤波器设计注意的问题题3.1 滤波电容器额定电压校核条件3.2 滤波电容器额定电流校核条件3.3 调谐滤波器的分组投切4. 工程实例工

2、程实例4.1 工程概况4.2 设计方案4.3 装置运行情况4.4 结论1.谐波的概念1.1谐波的定义谐波的定义 供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值称为谐波次数。 下面是几个简单的波形叠加的图片：Sin(wt)+1/3sin(3wt):Sin(wt)+1/5sin(5wt):Sin(wt)+1/3sin(3wt)+ 1/5sin(5wt) :Sin(wt)+1/5sin(5wt)+ 1/7sin(7wt) :Sin(wt)+1/3sin(3wt)+ 1/5sin(

3、5wt)+ 1/7sin(7wt) :1.2电力系统中谐波的起因电力系统中谐波的起因 a)电源质量不高产生谐波 b)输配电系统产生谐波 c)用电设备产生谐波(晶闸管整流设备、变频装置、电弧炉、电石炉、气体放电类光源等） 1.3谐波的表示谐波的表示)(100001UUHRUnn)(10000122IITHDnnia) n次谐波电压含有率：b) n次谐波电流含有率：)(100001IIHRInnc) 电压谐波总畸变率：d) 电流谐波总畸变率：)(10000122UUTHDnnU1.4谐波的标准电网标称电压kV电网总谐波畸变率0/0各次谐波电压含有率，0/0奇次偶次0.385.04.02.06 4.

4、0 3.21.61035 3.0 2.41.2661102.01.60.8a)公用电网谐波电压（相电压）限值：b)谐波电流允许值注：220kV基准短路容量取2000MVAC)当电网公共连接点的最小短路容量不同于上表的基准容量时，按下式修正表 中的谐 波电流允许值：hpkkhISSI212KShpI式中：hI1KS公共连接点的最小短路容量，MVA基准短路容量，MVA上表中的第h次谐波电流允许值，A短路容量为SK1时的第h次谐波电流允许值。d)在共同连接点处第i个用户的第h次谐波电流允许值（Ihi)按下式计算：/1)/(tihhiSSII式中：Si 第i个用户的用电协议量，MVA St 公共连接点

5、的供电设备容量，MVA 相位叠加系数，按下表取值，21.91.81.41.21.19,|13|偶次1311753h1.5谐波的危害谐波的危害1. 对供配电线路的危害 （1） 影响线路的稳定运行 （2） 影响电网的质量 2. 对电力设备的危害 （1）对电力电容器的危害 （2） 对电力变压器的危害 （3）对电力电缆的危害 （4） 对弱电系统设备的干扰 （5）影响电力测量的准确性2.滤波的抑制2.1 有源滤波装置有源滤波装置 a)基本原理： 有源电力滤波器的基本原理是利用检测单元对负荷产生的畸变量进行检测，然后由控制单元产生控制信号，对大功率电力电子器件进行控制，由电力电子器件逆变出一个与畸变量幅值

6、相等，相位相反的补偿量。畸变量和补偿量互相抵消，在系统侧的电压电流波形得到良好改善。 b)特点： 滤波效果好，不会产生谐波放大。 成本高，结构复杂。 维护难度大，能耗大。2.2 无源滤波装置无源滤波装置所谓无源滤波装置是由滤波电容器，电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置，与谐波源并联，除起到滤波作用之外，还兼顾无功补偿的需要。一般来说有单调谐滤波器，高通滤波器和双调谐滤波器等几种。特点：成本低，结构简单。 参数适当，滤波效果都能达到要求。 兼具备无功补偿功能，有节能效果。 数据不合理时，容易造成谐波的放大。 用在自然功率因数较高的场所，容易造成过补。 2.3系统阻抗对谐波分流的作用系统阻抗对谐