谐波滤波的技术讲座.ppt

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1、谐波滤波技术主讲人：张宗有西安森宝电力电子设备有限公司目录1.谐波的概念1.1谐波的定义1.2谐波的表示1.3谐波的标准1.4谐波的危害1.5产生谐波的常用设备及谐波量估算2.谐波的原理2.1叠加原理计算谐波2.2系统阻抗对谐波分流的影响2.3现代整流机组的抑制谐波2.4单调谐滤波器2.5二阶高通滤波器2.6C型高通滤波器2.7第三绕组滤波2.8与其他用户公用母线的滤波器3.无功补偿与滤波的关系3.1无源滤波兼具无功补偿3.2失谐滤波器3.3调谐滤波器3.4调谐滤波器的分组投切4.有源滤波器4.1低压有源滤波器4.2高压有源滤波器5.滤波器的典型接线与布置5.1低压

2、滤波器5.210kV高压滤波器5.335kV高压滤波器5.4110kV高压滤波器6.滤波器设计所需资料1.谐波的概念1.1谐波的定义对于周期变化的非正弦波，可用傅立叶级数进行分解为：或：式中：n=1为基波频率为大于1的整数倍基波频率的分量称为谐波1.2谐波的表示a)n次谐波电压含有率：b)n次谐波电流含有率：c)电压谐波总畸变率：d)电流谐波总畸变率：1.3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0.385.04.02.064.03.21.610353.02.41.2661102.01.60.8a)公用电网谐波电压（相电压）

3、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：式中：—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：式中：Si—第i个用户的用电协议量，MVASt—公共连接点的供电设备容量，MVAα—相位叠加系数，按下表取值，21.91.81.41.21.1α9,

4、>13

5、偶次1311753h1.4谐波的危害1.对供配

6、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1.5产生谐波的常用设备及谐波量估算类型特征谐波6脉整流：5，7，11…=6k±112脉整流：11，13，23…=12k±148脉整流：47，49，95…=48k±12，3，4，5，6，7次谐波发生量估算I5=1/5I1I7=1/7I1I11=1/11I1I13=1/13I1Ih=1/hI1I2=1.5～3.2%I1I3=3.5～6%I1I4=0.7～1.1%I1I5=2

7、.8～5%I1I6=0.5～0.6%I1I7=0.5～1.5%I12.滤波的原理2.1叠加原理计算谐波（a)工频电源的作用（b)谐波电流的作用2.2系统阻抗对谐波分流的作用Is(h)=Ih×Zf(h)/（Zs(h)+Zf(h)）Is(h)—流入系统的h次谐波Ih—谐波负载产生的h次谐波电流Zf(h)—h次频率下的滤波器等效阻抗ZS(h)—h次频率下系统阻抗2.3现代整流机组的抑制谐波a)2台变压器星三角变换移相30度组成12脉整流。I1(6)=ImSin(6ωt+0)I1(6)=ImSin6(ωt+30)=ImSin(6ωt+180)I1+I2=000300公式列表

8、接线原理图b)4台12脉机组移相7.5度组成48脉整流I1(12)=ImSin(12ωt+0)I2(12)=ImSin12(ωt+7.5)=ImSin(12ωt+90)I3(12)=ImSin12(ωt+15)=ImSin(12ωt+180)I4(12)=ImSin12(ωt+22.5)=ImSin(12ωt+270)I1+I2+I3+I4=0007.5015022.50公式列表接线原理图2.4单调谐滤波器全调谐时：发生并联谐振的条件：并联谐振举例：一个100MVA的10kV系统，电容补偿量为3000Kvar时，基波容抗为：KX为电抗率对5次滤波器，KX=4%，则：

9、假如负荷产生2A的4次谐波，则在4次谐波频率下滤波器的阻抗为：负数为容性200HZ下系统阻抗为：此时流入系统的4次谐波电流为：如果系统短路容量正好为128MVA，则：IS（4）∞放大3.57倍2.5二阶高通滤波器电感并联的等效阻抗：式中：a)不并电阻的频率曲线b)并电阻后的频率曲线2.6C型高通滤波器2.7第三绕组滤波器2.8与其他用户共用母线的滤波器当某个用户的电源进线侧安装滤波器时，如果同一个母线上还有其它滤波用户（见下图），则由于滤波器的调谐频率下的阻抗远低于系统阻抗造成母线上的所有谐波流入滤波器，此时在PCC点测得的谐波电流就有可能是其它谐波源流过来的，