【文档说明】2、电力及谐波知识.pptx，共(89)页，1.950 MB，由精品优选上传

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意大利督凯提公司北京代表处认识电能电力及谐波基础知识意大利督凯提公司北京代表处电压U•单位：V（伏特）、kV•应用：标示系统或负荷的电压值意大利督凯提公司北京代表处电流I•单位：A（安培）、kA•应用：标示系统或

负荷的电流值意大利督凯提公司北京代表处交流电时域图UI超前于UI滞后于Ut意大利督凯提公司北京代表处交流电相位图I超前于U相位角小于0I滞后于U相位角大于0U为零相位意大利督凯提公司北京代表处三相交流电时域

图UAUCUBt意大利督凯提公司北京代表处交流电相位图UC为-120°UB为120°UCAUBCUBCUA为零相位UA、UB、UC称为相电压(U相)即为线与地之间的电压UAB、UBC、UCA称为线电压(U线

)即为线与线之间的电压33线相相线UUUU==一般来说，系统电压为U线意大利督凯提公司北京代表处阻抗•单位：Ω（欧姆）mΩ、kΩ、MΩ•应用：各类负载阻抗(Z)电阻(R)电抗(X)感抗(XL)容抗(XC)意大利督凯提公司北京代表处

阻抗RXZφ1ZRZZjXRZXRZ==+=+=cos22φ为阻抗角j1−=j意大利督凯提公司北京代表处电阻R•单位：Ω（欧姆）mΩ、kΩ、MΩ•应用：白炽灯、电热丝等发光发热的负载越串越大，越

并越小相关知识：SlR=ρ：导体电阻率l：导体长度S：导体截面积意大利督凯提公司北京代表处电感L•单位：H（亨）、mH、μH•应用：电动机、发电机、变压器、电磁铁、电抗器等感性负载•感抗公式：与电阻类似，越串越大，越并越小fLjXL2=fLXL2=意大利督凯提公司北京

代表处电容C•单位：F（法）、mF、μF•应用：无功补偿为主的容性负载•容抗公式：fCjfCjXC2121−==fCXC21=意大利督凯提公司北京代表处电容C与电阻相反，越串越小，越并越大CCC/2C2CC相关知识

：dSC=ε：介质介电常数S：极板面积D：极板间距意大利督凯提公司北京代表处电阻、感抗、容抗RXL1j1−=jXC意大利督凯提公司北京代表处有功功率P•单位：W（瓦特）、kW、MW•作用：电能-热能、机械能、化学能，发光、发热、拖动机械。•应用：标示或计算负荷的有功功率•公式：COSIU

=3P外做功）（产生热量、损耗、对RI=2P意大利督凯提公司北京代表处无功功率Q•单位：var（乏）、kvar、Mvar•作用：电能-电场能、电能-磁场能转换，建立电磁场等•应用：标示或计算负荷的无功功率•公式：SINIUQ=3）（电场能、磁场能转换XUQ2=意大利督凯提公司北京

代表处视在功率S•单位：VA（伏安）、KVA、MVA•应用：标示或计算负荷的视在功率•公式：22QPS+=IU=3S22222222PSQPSQQPS−=−=+=意大利督凯提公司北京代表处功率因数COSφ或PF•单位：0

……..1（滞后或超前）•用途：标示或计算有功与视在功率的比值•公式：φ：功率因数角COSφ=P/S意大利督凯提公司北京代表处功率PQSφ功率因数角就是负载阻抗角意大利督凯提公司北京代表处欧姆定理直流基本公式推导公式{RUI=RIUIUR==意大利督凯提公司北京代表

处欧姆定理交流基本公式推导公式{ZUI=ZIUIUZ==意大利督凯提公司北京代表处阻抗的串联串联:R1R221RRRT+=201010=+=TR1010串联的元件电流相等，分压意大利督凯提公司北京

代表处串联:R220100VI=??ARUI520100===意大利督凯提公司北京代表处串联:R1R2VRIU1002051===2030I=5AU1意大利督凯提公司北京代表处串联:XL(1)XL(2))2()1()(LLTLXXX+=201010)(=+=TLX1010意大利督

凯提公司北京代表处串联:XC(1)XC(2))2()1()(CCTCXXX+=201010)(=+=TCX1010意大利督凯提公司北京代表处串联:XLXC)(CLLCXXX−+=2.0)2.10(10−=−+=LCX1010.2100V5002.0100−=−==RUI5

00010500−=−=LU51002.10500=−−=CU意大利督凯提公司北京代表处串联:XCXTRZSUXnTR=2QUXC2=VKVAR500500==5.0005.0CTXX==04545.0055.0CT

XX意大利督凯提公司北京代表处串联:500V500Kvar2000KVA10/0.4KVZ=5%QUXC2=ZSUXnTR=2??=TRX??=CX0.0040.500意大利督凯提公司北京代表处串联:500V500Kvar

2000KVA10/0.4KVZ=5%004.0)1(=TRX5000.0)1(=CXU11=10V044.0)11(=TRX0455.0)11(=CXI11=??意大利督凯提公司北京代表处串联:XC(11)=0.0455X

TR(11)=0.044U11=10VI11=??AXUILC66670015.010)11(1111===0015.00455.0044.0)()11()11()11(=−=−+=CLLCXXX意大利督凯提公司北京代表处阻抗的并联并联:R120R2302121RRRRRT+==

+=1230203020TR10A21111RRRT+=并联的元件电压相等，分流意大利督凯提公司北京代表处并联:RT12TRIU=10AV=VU1201210==意大利督凯提公司北京代表处并联:

R120R230ARRRIIARRRII4621122121=+==+=10AI1I2U=120VARUI62012011===ARUI43012022===21221211111RRRIRRRRRIRIRRUIT+=+===意大利督凯

提公司北京代表处并联:R1R2I1I2413211372A意大利督凯提公司北京代表处并联:10AXLXC1010.1CLCLCLCLLCXXXXXXXXX−−=−+−=)()(=−−=10101.1010)1.10(10LCX

VXIULC10100101010===AXUIAXUICCLL10001.101010010101010100======意大利督凯提公司北京代表处并联:10ARIU===10U意大利督凯提公司北京代表处I11=30AXTXCITIC480V300Kv

ar1250KVA10/0.4KVZ=5%AIAICT352034901111==意大利督凯提公司北京代表处并联:I11=10A)(CLCLXXXII−+=XLXCILIC)(CLLCXXXII−+=XC(11)=0.0455XTR(11)=0.044AXXX

IICLCL303)()()11()11()11(11)11(=−+−=AXXXIICLLC293)()11()11()11(11)11(−=−+=500V500Kvar2000KVA10/0.4KVZ=5%意

大利督凯提公司北京代表处认识电力系统GMR电感性负荷电阻性负荷电容性负荷C意大利督凯提公司北京代表处认识电力系统GMR电感性负荷电阻性负荷电容性负荷PQCOSφ>0(滞后)CCOSφ=？意大利督凯提公司北京代表处认识

电力系统GMRPCOSφ=1.0(同相位)C电感性负荷电阻性负荷电容性负荷意大利督凯提公司北京代表处认识电力系统GMRCOSφ<0(超前)C电感性负荷电阻性负荷电容性负荷Q意大利督凯提公司北京代表处认识电力系统GMC电感性负荷电容器PQCOSφ=？Q意大利督

凯提公司北京代表处2.提高电网功率因数1.降低电网运行电流3.降低导线及变压器损耗P损=I2×R线路4.增加变压器使用裕度可以让更多的电流通过变压器5.提高电网电压U末端=U始端-ΔUΔU=I×Z线路装设电容器优点增加设备寿命、提高效率、合格率

、改善电网质量……22QPcos+=P意大利督凯提公司北京代表处谐波是什么?--谐波的定义?--什么负荷会产生谐波?-谐波的阶次?-谐波的量?-谐波的方向?意大利督凯提公司北京代表处什么是谐波(HARMONIC)?电力系统中除基本波(50/60H

z)外，任一周期性的讯号，皆称为谐波。整数谐波:2nd,3rd,4th奇次谐波:3rd,5th,7th偶次谐波:2nd,4th,6th非整数谐波:2.3th,5.6th（冶金行业）次级谐波:<1次谐波谐波种类?谐波的定义意大利督凯提

公司北京代表处电力系统中谐波的分类正序谐波:(3n+1)4th,7th,10th……负序谐波:(3n-1)2nd,5th,8th……零序谐波:(3n)3rd,6th,9th……意大利督凯提公司北京代表

处谐波的分类：正序谐波：(3n+1)4th,7th,10th……造成正序谐波转矩不均匀！ABC意大利督凯提公司北京代表处谐波的分类：负序谐波：(3n-1)2nd,5th,8th……造成负序谐波转矩不均匀！ABC意大利督凯提公司北京代表处谐波的分类：零序谐波：(3n)3rd,6th,9th…..没有

相角差谐波电流将会累积到N相ABC意大利督凯提公司北京代表处总谐波电压畸变率总谐波电流畸变率%100...(%)12212322++++=−UUUUUUnnTHD%100...(%)12212322++++=−IIIIIInnTHD畸变率意大利督凯提

公司北京代表处谐波产生源线性负荷：非线性负荷：VIVI电阻性元件频率比例性元件铁磁性设备电弧性设备电力电子转换阻抗基本不变，不产生谐波阻抗变化，谐波产生源意大利督凯提公司北京代表处–铁磁性设备发电机、电动机、变压器等谐波产生源–电

弧性设备电弧炉、点焊机等–电力电子转换等整流器、变频器、UPS等意大利督凯提公司北京代表处DC+-6-PULSE整流器POWERACABC其它整流设备：直流电机，UPS电源，电镀，电解，电信，电池充电机…….产生谐波的负荷意大利督凯提公司北京代表处+POWERA

BC-PWMMOTORACDC6-PULSEINVERTER变频器AC产生谐波的负荷变频器应用:造纸机械，纺织机械，空调设备，动力泵，智能电梯，印刷设备…意大利督凯提公司北京代表处ABCN单相设备计算机电

视机UPS照明装置电焊机单相负荷意大利督凯提公司北京代表处1=pknn:谐波次数k:常数1,2,3,…p:pulse数例:n=1*6±1n=2*6±1::571113谐波的阶次p=2、p=6、p=12…例:n=1*2±1n=2*2±1n=3*2±1

:133557意大利督凯提公司北京代表处In:谐波电流值I1:基本波电流n:谐波次数nIIn1=谐波的量11131111117115%7.713%1.911%3.147%205IIIIIIIIIIII========例:p=61

1131111%7.713%1.911IIIIII====例:p=12意大利督凯提公司北京代表处谐波电流LOAD谐波电压UPSPC电脑M电机电容TV显示屏etc.电气设备阻抗谐波的方向意大利督凯提公司北京代表处→变压器铜损、漏磁损谐波→铁损电力谐波→机械噪音、温

升谐波影响…变压器意大利督凯提公司北京代表处谐波影响…电力电缆→过载导致过热谐波→绝缘破坏→集肤效应加重意大利督凯提公司北京代表处谐波影响…转动电机正序谐波:(3n+1)4th,7th,10th……负序谐波:(3n-1)2nd,5th,8th……→铜损→铁损电力谐波→机械效率、转矩谐

波意大利督凯提公司北京代表处谐波影响…控制系统电压过零点→漂移导致控制器→判断错误改变线电压的→位置点最终控制系统→失控意大利督凯提公司北京代表处因电力线中的谐波电流或谐波电压会产生感应电磁场,将影响邻近

电话线的通讯品质。如何减少谐波对通讯网路的干扰率,在IEEE/Std519-1992有下列几项建议:(1)适当的摆设与遮蔽(2)避开地线回路与不平衡三相电路(3)减少闸流体换相时间(4)加装串联或并联滤波器,以达隔离或滤除谐波的功效谐波影响…通讯意

大利督凯提公司北京代表处-造成电容器过电流-与系统产生并联谐振-与系统产生串联谐振后果：-造成电容器故障-增大谐波对电网的影响谐波影响…电容器意大利督凯提公司北京代表处调查发现：无功补偿系统长期困扰工业用户电容器——易耗品？危险品？意大利督凯

提公司北京代表处LOADI5(250Hz)I7(350Hz)………电容器变压器LfXnnTR=)()(2CfXnnC=)()(21变大变小造成电容器过电流意大利督凯提公司北京代表处I5(250

Hz)I7(350Hz)………电容器变压器与系统产生并联谐振LOAD意大利督凯提公司北京代表处谐波I5I7…CAPACITORXCXTRTRLoadZLC(n))()()()()(nCnTRnCnTRnLCXXXXZ−=当XTR(n)=XC(n)时ZLC(n)的阻

抗为无限大与系统产生并联谐振意大利督凯提公司北京代表处谐波In与系统产生并联谐振ZLC(n)的阻抗为无限大谐波电流流经阻抗无限大的回路时无限大的谐波电压将产生无限大的谐波电压意大利督凯提公司北京代表处与系统产生并联谐振无限大的谐波电压将于电网与

电容器间,产生大电流将迅速造成电容器故障无限大的谐波电压XC(n)谐波电流XTR(n)意大利督凯提公司北京代表处与系统产生并联谐振-造成电容器故障-增大谐波对电网的影响谐波电流I5,I7,I11…电容器LOAD意大利督凯提公司北京代表处设备不产生谐波就没有谐振

危险吗？错意大利督凯提公司北京代表处LOADU5,U7,U11……电容器变压器与系统产生串联谐振意大利督凯提公司北京代表处ZLC(n)谐波U5,U7,U11….CAPACITORTRXTRXC)()()(nCnTRnLCXXZ−=当XTR(n)=XC(n)时ZLC(n)的阻抗为0意大利

督凯提公司北京代表处谐波UnZLC(n)的阻抗为0谐波电压流经阻抗为0的回路时无限大的谐波电流将产生无限大的谐波电流意大利督凯提公司北京代表处-造成电容器故障-增大谐波对电网的影响LOADU5,U7,U11…..电容器变压器意大利督凯提公司北京代表处-如何避免电容器过电流-如何避

免与系统产生并联谐振-如何避免与系统产生串联谐振如何避免谐波对电容器的影响?意大利督凯提公司北京代表处电容器变压器谐波电流I5,I7,I11…调谐滤波电抗器LOAD意大利督凯提公司北京代表处电容器调谐滤波电抗器XLf(Hz)Z(Ω)-XCLfXnnL=2)(CfXnnC=21)

(意大利督凯提公司北京代表处)()()(nCnLnLCXXZ−=电容器调谐滤波电抗器f(Hz)Z(Ω)f0：XL(n)=XC(n)f0左侧：XC>XLXC起主导作用f0右侧：XC<XLXL起主导作用XL-XC意大利督凯提公司北京代表处f(Hz)Z(Ω)f0)()()(nCnLn

LCXXZ−=频率低于f0呈电容性频率大于f0呈电感性电容性电感性xLC意大利督凯提公司北京代表处电容器变压器调谐滤波电抗器谐波电流I5,I7,I11…LOAD7%f0=189Hz意大利督凯提公司北京代表处f(Hz)Z(Ω

)f0=189XTR(n)变压器阻抗LfXnnTR=2)(2505次谐波频率下:调谐滤波器组阻抗变压器阻抗都呈现感性xLC(n)调谐滤波器组阻抗大于变压器阻抗意大利督凯提公司北京代表处电网同时存在感抗及容抗并且在一定的谐波频率

下感抗等于容抗谐振条件意大利督凯提公司北京代表处变压器电感性I5,I7,I11…U5,U7,U11…不会发生并联谐振不会发生串联谐振LOAD意大利督凯提公司北京代表处电容器变压器7%调谐滤波电抗器谐波电流I5,I7,I11…部分谐波电流

被调谐滤波器吸收阻抗大阻抗小LOAD意大利督凯提公司北京代表处串联电抗器绝不能与电容器组任意组合，必须考虑电容器组接入母线处的谐波背景。一定要根据系统背景谐波含量来综合考虑从而确定合适的电抗率。◆电容器与调谐滤

波器的谐振频率