谈如何降低三相交流电机的谐波磁势

电力系统的谐波

《电力系统的谐波》 电气工程与自动化 1.什么是谐波？特性？分类？ 2.含有谐波的电量的电气参数如何计算？ 3.衡量谐波含量的参数有哪些？定义？ 4.电力系统常见的谐波源有哪些？ 5.谐波的危害是什么？治理方法有哪些？ 理想的交流电压和交流电流波形应是单一频率的正弦波，而实际电力系统中由于负荷 的非线性常会使电压和电流波形产生畸变而偏离正弦，出现各种谐波分量。谐波的含量是 衡量电能质量的重要指标之一。 那么什么是谐波呢？谐波 (harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。 奇次谐波:额定频率为基波频率奇数倍的谐波，被称为“奇次谐波”，如3、5、7次谐波； 偶次谐波:额定频率为基波频率偶数倍的谐波，被称为“偶次谐波”，如2、4、6、8次谐波。 一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n ±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等。 变频器主要产生5、7次谐波； 分量谐波:频率为基波非整数倍的分量称为间谐波，有时候也将低于基波的间谐波称为次谐波,次谐波可看成直流与工频之间的间谐波。 电气参数计算 有效值： U= 1T u 2T 0(t)dt I= 1T i 2T 0(t)dt u(t)= 2∞n =1U n sin ?(nw 1t +αn ) i(t)= 2∞ n =1I n sin ?(nw 1t +βn ) w 1=2πT =2πf 1 I= A A= 1T [ 2I 1T sin w 1t +β1 + 2I 2sin 2w 1t +β2 +?+ 2I n sin nw 1t +βn ]∧2dt

交流电机绕组的电动势和磁动势

第四章 交流电机绕组电动势及磁动势 4.1 交流电机的绕组 一、交流绕组的基本知识 （一）构成原则 1. 合成电动势和合成磁动势的波形要接近正弦形（基波、谐波） 2. 三相绕组对称（节距、匝数、线径相同、空间互差 120电角度） （即保证各相电动势磁动势对称，电阻电抗相同） 3. 铜耗ou p 减小，用铜量减少。 4. 绝缘可靠、机械强度高、散热条件好、制造方便 （二）交流绕组的分类 1. 按相数分为：单相、三相、多相 2. 按槽内层数分为：单层（同心式、链式、交叉式）、双层（叠绕组、波绕 组）、单双 层 3.按每极每相槽数q 分为：整数槽、分数槽 （三）基本概念 1.极距τ：22D Q p p πττ= = 或 2.线圈节距y ： 整距y=τ； 短距y<τ。 3.槽距角α（电角度）： 0 360p Q α?= 4.每极每相槽数q: 2Q q pm = 5. 电角度=p ?360°=p ?机械角度 计量电磁关系的角度称为电角度（电气角度）。电机圆周在几何上占有角度为360，称为机械角度。而从电磁方面看，一对磁极占有空间电角度为 360。一般而言，对于p 对极电机，电角度=p ?机械角度。

6.并联支路数a 7.相带：60度相带——将一个磁极分成m 份，每份所占电角度 120度相带——将一对磁极分成m 份，每份所占电角度 8.极相组——将一个磁极下属于同一相（即一个相带）的q 个线圈，按照一定方式串联成一组，称为极相组（又称为线圈组）。 9.线圈组数 = 线圈个数/ q 例：下图是一台三相同步发电机的定子槽内导体沿电枢内圆周的分布情况，已知2p=4,电枢槽数Z=24,转子磁极逆时针方向旋转，试绘出槽电动势星形图。解：先计算槽距角： 设同步电机的转子磁极磁场的磁通密度沿电机气隙按正弦规律分布，则当电机转子逆时针旋转时，均匀分布在定子圆周上的导体切割磁力线，感应出电动势。由于各槽导体在空间电角度上彼此相差一个槽距角α，因此导体切割磁场有先有后，各槽导体感应电动势彼此之间存在着相位差，其大小等于槽距角α。 从槽 电动势星形图上我们可以看出： 槽电动势星形图的一个圆周的距离使用电角度3600，即一对磁极的距离。所以，1—12号相量和13—24重合。 一般来说,当用相量表示各槽的导体的感应电动势时,由于一对磁极下有Z/P 个槽,因此一对磁极下的Z/P 个槽电动势相量均匀分布在3600的范围内,构成一个电动势星形图. 03024 3602360=?=?=Z p α

交流电机绕组的基本理论

第四章 交流电机绕组的基本理论 4．1交流绕组的基本要求 1． 电势和磁势波形接近正弦，各谐波分量要小。 2． 三相绕组基波电势、基波磁势对称。 3． 在导体数一定时，获得较大的基波电势和基波磁势。 4． 节省有效材料，绝缘性能好，机械强度高，散热条件好。 5． 制造工艺简单，检修方便。 a. 要获得正弦波电动势或磁动势，则根据e=blv, 只要磁场B 在空间按正弦规律分布，则它在交流绕组中感应的电动势就是随着时间按正弦规律变化。 b. 用槽电势星形图保证三相绕组基波电势、基波磁势对称 槽电势星形图： 把电枢上各槽内导体感应电势用矢量表示，构成的图。 概念：槽距角----相邻两个槽之间的自然（机械）角度，Z 360=α 槽距电角----用电角度来表示的相邻两个槽之间的角度，Z p 0 1360=α 电角度---是磁场所经历的角度。 c. 用600相带的绕组获得较大的基波电动势 相带：（1）360度的星形图圆周分成三等分，每等分占1200，成为120度相 带；这种分法简单，但电势相量分散，其相量和较小，获得的电动势较小。 （2）若分成六等分，则称600相带；这种分法同样可以保证电势对称， 且合成感应电动势较大，是常用的方法。 4．2三相单层绕组 特点：线圈数等于二分之一槽数；通常是整距绕组；嵌线方便；无层间绝缘；槽利用率高。 缺点：电势、磁势波形比双层绕组差。一般用于小型（10kW 以下）的异步电动机。 例题：一台交流电机定子槽数z=36, 极数2p=4,并联支路数a=1，绘制三相单层绕组展开图。 解： 步骤 1 绘制槽电势星形图 槽距电角Z p 0 1360=α=200, 槽电势星形图如上图 （注意：不是槽星形图，而是槽电势星形图） 步骤2 分相、构成线圈 每极每相槽数pm Z q 2= =36/4/3=3；每相在每个极下所占有的槽数。

交-交变频交流励磁电机谐波的解析分析

交-交变频交流励磁电机谐波的解析分析 吴志敢贺益康 摘要研究交-交变频器供电励磁的发电、电动系统的谐波问题，给出多种结构和工作模式交-交变频器输出谐波的解析表达；根据交流励磁电机谐波正序、负序电路模型，导出交流励磁电机空载及并网运行时电网谐波和电机谐波转矩的分析方法。通过计算实例分析和比较了几种系统的谐波特性。 关键词：交-交变频器交流励磁谐波 An Analytical Study of the Harmonics in the AC Excited Machines fed by the Cycloconverter Wu Zhigan He Yikang (Zhejiang University 310027 China) Abstract The harmonic issue in the AC excited machines (ACEM)fed by the cycloconverter was studied.Based on the firstly presented analytical expressions of outputs generated by the various type cycloconverters operated in different modes and the positive,negative sequence harmonic equivalent circuits of ACEM,the analysis method of harmonic voltage,current as well as torque in the no load or networked ACEM was derived.The harmonic nature of various schemes were also analyzed and compared. Keywords:Cycloconverter AC excitation Harmonics 1 引言 交流励磁电机结构上是一台绕线式异步电机，转子绕组采用三相低频交流电励磁［1，2］。改变励磁电压的幅值、频率和相位即可实现对电机运行的有效调节，用作发电机可实现变速恒频发电，独立调节有功和无功功率；用作电动机可实现变频起动和功率因数控制。此项技术对于抽水蓄能发电和变落差、多泥沙水系变速发电及大中型异步电机进相运行等场合意义重大，应用前景十分广阔。但由于中大型交流励磁电机转子一般外接交-交变频器，其输出电压富含谐波，将在发电机定子侧产生大量空载谐波电压，导致并网困难，并网后大量的谐波电流污染电网；也增加电机损耗，产生各类脉振转矩，导致电机产生噪声与振动。因此研究交流励磁电机的电力谐波问题是此项新型发电技术实用化的关键。 交流励磁电机输出电力谐波问题已引起国内研究的注意，文献［3］对此作了很好的分析，但是仅讨论6脉波交-交变频器供电励磁情况，对谐波转矩的计

电力系统中谐波论文

浅谈电力系统中的谐波 摘要：经济的飞速发展带来供电紧张，为解决供电紧张，一方面要建设许多新的电厂和输电线路，另一方面要高效利用现有的电力资源，减少电力损耗。谐波是导致电力损耗增加，供电质量下降的重要因素。过去，谐波电流是由电气化铁路和工业的直流调速传动装置所用的，由交流变换为直流电的水银整流器所产生的。近年来，产生谐波的设备类型及数量均已剧增，并将继续增长。电力系统中谐波对供配电线路、对电力设备的危害都是相当严重的。所以，我们必须很慎重地考虑谐波和它的不良影响，以及如何将不良影响减少到最小。本文分析谐波基本性质和测量方法，对配网中谐波的来源和危害进行了详细说明，总结和提出了治理谐波的若干方法。 关键字：电力系统电能质量谐波电流谐波危害谐波治理 abstract: the rapid development of economy brings power supply nervous, to solve the power supply nervous, on the one hand, to build many new power plants and transmission lines, on the other hand to efficient use of the existing power resources, and reduce power consumption. harmonic is caused power loss increases, the quality of power supply of the decline of the important factors. in the past, the harmonic current is electrified railway and industry by dc speed control of transmission device used by the exchange transformation for the dc produced by mercury rectifier. in

浅谈电力系统中谐波污染的危害与治理

浅谈电力系统中谐波污染的危害与治理摘要：目前，谐波污染已成为影响电力系统安全稳定运行的主要因素之一。谐波会影响电力系统中的电能质量，产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，对谐波污染进行有效的治理，对于保证电力系统正常的经济运行具有重要的意义。本文介绍了电力系统中常见的谐波污染源种类,分析了谐波污染的危害，并对谐波治理方法进行了总结。 关键词：电力系统;谐波治理 abstract: at present, the harmonic pollution has become one of the main factors that affect the safe and stable operation of power system. harmonics will affect the quality of the electrical energy in the power system, generate additional harmonic losses, reducing the efficiency of power generation, transmission and distribution of electrical equipment, of harmonic pollution effective governance, is of great significance to ensure normal economic operation of power systems . this article describes a common kind of harmonic pollution sources in the power system, harmonic pollution hazards, and harmonic treatment methods are summarized.keywords: power systems; harmonic control 中图分类号：tm712 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）

电力系统的谐波产生的原因

电力系统的谐波产生的原因电网谐波来自于3个方面： 一是发电源质量不高产生谐波： 发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。文档来自于网络搜索 二是输配电系统产生谐波： 输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。文档来自于网络搜索 三是用电设备产生的谐波： 晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。变频装置。变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。文档来自于网络搜索 电弧炉、电石炉。由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。其中主要是2 7次的谐波，平均可达基波的8% 20%，最大可达45%。文档来自于网络搜 索 气体放电类电光源。荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。分析与测量这类电光源的伏安特性，可知其非线性十分严重，有的还含有负的伏安特性，它们会给电网造成奇次谐波电流。文档来自于网络搜索 家用电器。电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等，因具有调压整流装置，会产生较深的奇次谐波。在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中，因不平衡电流的变化也能使波形改变。这些家用电器虽然功率较小，但数量巨大，也是谐波的主要来源之一。 供电系统的无功补偿及谐波治理

交流电机的谐波问题[重点]

交流电机的谐波问题

参考书籍 l[1] 肖湘宇主编，电能质量分析与控制，中国电力出版社，2004 l[2]George J. Wakileh著，徐政译，电力系统谐波－基本原理、分析方法和滤波器设计，机械工业出版社，2003 l[3] 许实章著，新型电机绕组－理论与设计，机械工业出版社，2001 l[4] 李发海，朱东起编著，电机学（第三版），科学出版社，2002 l[5] 汤蕴璆，史乃编著，电机学，机械工业出版社，2001 l[6] 汤蕴璆，张亦黄，范瑜编著，交流电动机动态分析，机械工业出版社，2004 l[7] 朱耀忠等，电机与电力拖动，北京航空航天大学出版社，2005 l[8] 李永东主编，交流电机数字控制系统，机械工业出版社，2002

阅读参考书籍后的作业 l 1 谐波的基本概念（[1]: p164-201, [2]: p4~35） A。基波与谐波的定义，谐波计算方法，谐波评价指标 l 2 变压器中的谐波 B。铁心饱和时单相变压器的励磁电流（[4]: p15-16）三相变压器空载运行的电动势（[4]: p54-56） l 3 电机中的谐波 由于电机自身磁势、磁路以及与电机相连的电源和负载的非线性特性，实际电机中总会存在各种各样的谐波。这些谐波会影响电机的正常运行，有必要对它们产生的机理、特点及其对电机影响的情况进行介绍。

阅读参考书籍后的作业 3.1 电机中的空间谐波 电机的空间谐波是由于电机内部磁势和磁阻在空间上分布不均匀而引起的谐波磁场，例如：凸极同步电机的主极磁场、齿谐波磁场等都含有丰富的空间谐波。电机的空间谐波磁场具有相同的机械角频率但极距却各不相同。 C。凸极同步电机的主极磁场（[5]: p124-125）电机中的齿谐波磁场（[5]: p125-126） 3.2 电机中的时间谐波 l电机的时间谐波是由连接于电机绕组的电压或负载中的非线性特性在电机内部产生的谐波电压和电流，例如：变频器供电的感应电动机或通过HVDC输送电力的同步发电机中就含有丰富的时间谐波。由时间谐波电压或电流产生的电机磁场具有相同的极距与极对数但频率却各不相同。 D。时间谐波源（[2]: p37-65）变频器供电的感应电动机（[6]: p229-249）

浅析电力系统谐波及其研究现状

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/5a12604224.html, 浅析电力系统谐波及其研究现状 作者：高瑜郭天飞郭天超路静韩一帆 来源：《科学与财富》2016年第28期 摘要：近些年来，随着人们对电力需求量的不断增长以及电力系统的迅速发展，人们越 来越关注所用电能的质量。由于电力电子技术具有能使设备响应速度快、控制性能好、效率高、体积小、重量轻等特点，其在各种设备上得以广泛应用。然而，变压器、电力电子装置等非线性负荷，作为谐波源，其广泛的使用给电力系统及电气设备的正常运行造成了严重的危害，电力系统也因此面临着严重的谐波污染。因此，谐波的分析及抑制已成为国内外电气领域广泛关注的课题。 关键词：谐波；起因；危害；研究现状 1谐波的起因 目前，国际上公认的谐波含意是：“谐波是一个周期电气量的正弦波的分量，或者说谐波分量为周期量的傅里叶级数中大于1的h次分量其频率为基波频率的整数倍”[1]。 在电力系统中，谐波主要是由变压器、旋转电机和各种电力电子设备等非线性负载产生的。在一般情况下，电气设备的非线性电特性使其组成了谐波源。通常，可将谐波源分为两类，一类是以电力电子装置为代表的现代非线性设备；另一类为传统非线性设备包括变压器、旋转电机等。 （1）现代的非线性设备，主要包括各种电力电子变流装置。这类设备广泛使用于家用电器和大量工矿企业中，它们在开关投切或换向时产生的阶跃电流中含有大量谐波成分。比如荧光灯，它的电流之所以是畸变的，主要是由于在点亮状态下有感性的非线性镇流器限制了电流的变化[2]。 （2）传统的非线性设备，主要包括旋转电机、变压器等。这类设备产生的电流中之所以含有谐波成份是因为它们的铁芯在产生磁饱和时具有非线性特性。例如，旋转电机，旋转电机的线圈通电，通过电磁感应原理，产生磁动势。由于线圈是嵌入线槽内的，而线槽不会完全按照正弦分布，所以其产生的磁动势的波形不会完全是正弦波，含有大量谐波。 这两种谐波源都会向电网注入大量的谐波电流，而谐波电压的产生则是电流流经电网阻抗的结果。电力电子装置等大量现代非线性装置的广泛应用，致使其所产生的电力系统谐波比重超过了传统非线性设备，因而已成为主要的谐波源。 2谐波产生的危害

第8章 交流电机的绕组的磁动势

第8章交流电机的绕组的磁动势 习题解答 郑乃清王洪涛

8-1 一台三相同步发电机，6000kW N P =, 6.3kV N U =, Y 接，cos N ?= 0.8 （滞后），22p =，36Z =，双层短距绕组，115y =，6c N =，1a =，试求额定电流时：（1）线圈磁动势基波幅值；（2）一相磁动势基波幅值；（3）三相合成磁动势基波的幅值、转速和转向。 解: 36 1822 Z p τ= ==（槽） 00 036013601036P Z α??=== 366223 Z q pm = ==?（槽） 3 687.3(A)N I === （1）线圈磁动势基波幅值 01 115 sin 90sin 900.96618 y y k τ==?= 110.90.9687.360.9663585.2(A)c c c y F I N k ==???= （2）一相磁动势基波幅值 每相串联的匝数22 66721 c p N qN a ==??=（匝） 0 106 sin sin 10220.95610sin 6sin 22q q k q αα?=== 1110.9560.9660.924N q y k k k ==?= 11687.3720.9 0.90.92441138.6(A)1 N IN F k p φ?==??= （3）三相合成磁动势基波的幅值、转速和转向 113 61708(A)2 F F φ==

转速1605060 30001 f n p ?= ==（转/分） 三相合成磁动势总是从电流超前相绕组的轴线转向电流滞后相绕组的轴线。 8-2 1Y315M -4三相感应电动机，132kW N P =, 380V N U =，N I = 235A ，定子绕组采用?接，双层短距，124, 72, 15p Z y ===，每槽导体数 为72，4a =，试求：（1）脉振磁动势基波和3、5、7次谐波的幅值，写出B 相电流为最大值时各相各相基波磁动势的表达式；（2）计算三相合成磁动势基波及5、7次谐波的幅值，写出它们的表达式，说明各次谐波的极对数、转速和转向。 解：? 接135.7Np I = == 721824 Z p τ= ==（槽） 00 036023601072P Z α??=== 726243 Z q pm = ==?（槽） （1）每相串联的匝数24 6362164 c p N qN a = =??=（匝） 0.9 v Nv IN F k vp φ= 01sin 902sin sin 2 Nv qv vy k v q ατα=? 00 10 6sin 1015902sin 0.9241018 6sin 2 N k ??=?=

浅谈电力系统谐波治理

浅谈电力系统谐波治理 发表时间：2019-09-12T09:45:09.953Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：李俊正[导读] 摘要：谐波在电网中就像是一种垃圾，严重危害着电力设备的“健康”，不但降低了电气设备的使用寿命，而且对用电设备的供电质量造成了极大的影响。 青海宝盈电力设计咨询有限公司 摘要：谐波在电网中就像是一种垃圾，严重危害着电力设备的“健康”，不但降低了电气设备的使用寿命，而且对用电设备的供电质量造成了极大的影响。为此我们应积极采取有效的措施抑制和消除电网谐波污染，维护绿色电力环境、确保电网运行安全，为用电终端设备提供清洁的电能。 关键词：谐波治理；绿色电能 随着工业的不断发展，社会经济得到了迅速的提高，电力电子技术也有了突飞猛进的发展；然而，电力电子技术带来方便、高效巨大利益的同时，它的非线性、冲击性和不平衡用电特性，也给电力系统的供电质量造成严重污染，给电网注入了大量的谐波，危及电力系统的安全经济运行，同时也为其他用电终端设备造成了极大的危害。随着以计算机为代表的大量敏感设备的普及应用，电网谐波的危害越来严重。就像现代人喜欢绿色食品一样，人们对电力系统的供电质量要求越来越高，对电网中的谐波含量提出了更严格的要求。我们必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波，为电网创造绿色空间。 1.谐波的产生及影响 与电网连接并输入2倍于50Hz及以上频率电流的设备，统称为谐波源。谐波的产生可以分两类，一类为系统本身的电气设备（如发电机、变压器等）三相绕组不对称或铁芯饱和产生；另一类为用户非线性用电设备产生。电网中谐波污染主要由用户非线性用电设备造成。对于发电机及变压器，我们用提高制作工艺的方法可以降低高次谐波的产生；而对于用电设备，随着工业迅速发展的今天已经很难控制，工业领域大量使用的非线性变流装置、家用电器、通讯设备、冶炼行业的电弧炉、新能源光伏发电采用的逆变装置、电气化铁道的牵引设备等，它们给电网带来了日益严重的谐波污染，极易引起电网波形畸变。 非线性用电设备主要为晶闸管整流设备。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；在接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。而整流设备在工业中应用广泛，并对社会经济具有直接影响，可见谐波污染和工业同时出现，而且在成倍增长。 如果不及时治理电网中谐波，谐波含量一旦超标，会对电力系统及用户产生如下危害： 1）持续的谐波含量过高，将加速变压器、断路器、电力电缆等电气设备的绝缘老化，并其减少使用寿命； 2）谐波产生的序电流分解后主要为正序和负序电流，对继电保护和自动化装置产生影响，使其误动，甚至造成电网解列，大面积停电； 3）针对普通感应式电能表，计量波形严重畸变的非线性负荷，电能计量值会小于客户实际消耗的电量，达不到准确计量的目的； 4）谐波功率除对供热用的普通电炉外，不会做任何有用功，却在各种发、送、变、配和用电设备中以发热的方式消耗掉，增大供电线路损耗，减少了电能的利用效率； 5）谐波电压和谐波电流通过线路间的感应耦合，会对信息系统产生频率藕合干扰，影响通信网络的正常工作。 根据发达国家的经验和预测表明，非线性负荷用电设备的种类、数量和用电量将迅速增加，这些非线性负荷即谐波源是电网中谐波问题的根源。要想得到“绿色”清洁的电能，就必须抑制和消除电网中的谐波。 2.谐波消除的措施 在电力系统设计中加大系统短路容量、提供供电电压等级、提高系统三相负荷平衡、提高电气设备的三相绕组对称性和磁饱和等措施都能减少系统中谐波的产生，但这样就会增加系统的建设投资，而且像三相负荷绝对平衡和三相绕组绝对对称工程中很难做到。所以采用交流滤波装置是抑制和消除谐波的有效措施。 当电网中有谐波源时，谐波源流向电网的谐波电流公式为： （1） IS—注入电网的谐波电流 In—谐波源谐波电流 ZL—电网的负载阻抗 ZS—电网阻抗 可见，电网阻抗ZS可看为定值，In大小由谐波源决定，所以由谐波源注入电网的谐波电流IS大小可由ZL决定，只有我们设置一个让IS 顺利通过的ZL就能消除谐波，也就是在谐波产生后没进入到电网之前就消除它，就地消化掉，为此我们可以采用LC滤波装置。 LC滤波装置我们在变电工程设计中比较常用，在并联无功补偿电容回路中接入一组电抗器，根据要消除的谐波次数选择电抗参数，这样在提电网供功率因数的同时又消除了谐波。LC滤波器结构简单，吸收谐波效果明显，但由于结构原理上的原因，在应用中存在着难以克服的缺陷： 1）谐波的消除受电网系统阻抗ZS的影响，随着电网增大注入电网的谐波电流IS有增大的趋势； 2）当电网阻抗和LC滤波器参数匹配的情况下系统有可能发生谐振，此时对某些谐波有谐波放大的可能； 3）LC滤波器仅对固有频率的谐波有较好的消除作用，当谐波成分变化时效果较差，而电力系统中的谐波是随时出现频率不定的。 所以，如果滤波装置具有可调节性，根据谐波的频率和大小及出现的时间进行实时监控，能够积极的消除高次谐波就能解决这一问题。这个我们从负载电流IL的傅立叶展开式着手： IL=ΣInsin(nωt+θn) =I1cosθ1 sinωt+ I1sinθ1 cosωt+ΣInsin(nωt+θn) = I1P+ I1Q+ In （2）

电力系统中谐波分析与治理

电力系统中谐波分析及治理 摘要：谐波问题电力系统中普遍存在，首先概述了谐波的概念、产生来源，分析谐波危害，最后从改造谐波源的角度提出了几种谐波抑制方法。 关键词：谐波;危害;治理 电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年j.c.read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。目前，谐波与电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害，因而了解谐波产生的机理，研究和清除供配电系统中的高次谐波，对改于供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。 1、谐波概念及其产生来源 1.1谐波概念 谐波是指频率为基波频率整数倍的一种正弦波。由于电网有非线性元件和非线性负载的存在，使得电网的电压或电流的波形不仅仅是频率为50hz的正弦波（又称基波），还含有与基波频率(50hz)成整数倍和分数倍频率的其他正弦波。这些正弦波就称为电网的谐波。其中频率高于基波频率的谐波叫高次谐波。对谐波频率为基波频率的分数倍时，称为分数谐波或间谐波，电力系统中的谐波主要是高次谐波。

1.2产生来源 电力系统的谐波源主要有三大类。 （1)铁磁饱和型:各种铁芯设备,如变压器、电抗器等,其铁磁饱和特性呈现非线性。 （2）电子开关型:主要为各种交直流换流装置(整流器、逆变器)以及双向晶闸管可控开关设备等,在化工、冶金、矿山、电气铁道等大量工矿企业以及家用电器中广泛使用,并正在蓬勃发展;在系统内部,如直流输电中的整流阀和逆变阀等。 （3）电弧型:各种冶炼电弧炉在熔化期间以及交流电弧焊机在焊接期间,其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性,使电流不规则的波动。其非线性呈现电弧电压与电弧电流之间不规则的、随机变化的伏安特性。 2、电力系统中谐波的危害 2.1对供配电线路的危害 2.1.1 影响线路的稳定运行 供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。晶体管继电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。这

三相异步电动机的型号及选用

三相异步电动机的型号及选用 三相异步电动机的分类 三相异步电动一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，因而分类也较繁多。 1、按电动机尺寸大小分类 大型电动机：定子铁心外径D＞1000mm或机座中心高H＞630mm。 中型电动机：D=500~1000mm或H=355~630mm。 大型电动机：D=120~500mm或H=80~315mm。 2、按电动机外壳防护结构分类 3、按电动机冷方式分类 电动机按冷却方式可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式等。可参见国家标准GB/T1993-93《旋转电机冷却方式》。 4、按电动机的安装形式分类 IMB3：卧式，机座带底脚，端盖上无凸缘。 IMB5：卧式，机座不带底脚，端盖上有凸缘。 IMB35：卧式，机座带底脚，端盖上有凸缘。 5、按电动机运行工作制分类 S1；连续工作制 S2：短时工作制 S3~S8：周期性工作制 6、按转子结构形式分类 三相笼型异步电动机 三相绕线型异步电动机 三相异步电动机的型号及选用

我国电机产品型号的编制方法是按国家标准GB4831-84《电机产品型号编制方法》实施的，即有汉语拼音字母及国际通用符号和阿拉伯数字组成，按下列顺序排列。 1 产品（类型）代号 CHANPINGUI 异步电动机同步电动机同步发电机直流电动机直流发电机汽轮发电机水轮发电机测功机潜水电泵纺织用电机交流换向器电动机 产品代号 Y T TF Z ZF QF SF C Q F H 2 特殊环境代号 使用场合热带用湿热带用干燥带用高原用船用户外用化工防腐用 汉语拼音字母 T TH TA G H W F 产品规格代号：L－－－－-长机座；M－－－－-中机座；S－－－－-短机座。 下面为两个产品举例： （1）三相异步电动机 Y2－－-132M－－-4 规格代号，中心高132mm，M中机座，4极 产品代号，异步电动机，第二次改型设计 （2）户外防腐型三相异步电动机 Y－－-100L2－－-4－－-WF1 特殊环境代号，W户外用，F化工防腐用，1中等防腐 规格代号，中心高100，长机座第二铁心长度，4极 产品代号，异步电动机 3 常用三相异步电动机产品型号、结构特点及应用场合 序号名称型号机座号与功率范围结构特点应用场合 新老 1 小型三相异步电动机（封闭式） Y2 (IP55) Y(IP44) JO2 JO H80~355

有关电力系统职称论文

有关电力系统职称论文 浅谈电力系统谐波 【摘要】本文主要就电力系统谐波产生的原因、危害和抑制谐波的措施进行了阐述。结合晋煤集团煤矿供电系统的实践应用情况。 【关键词】电力谐波;谐波危害;谐波治理 随着电力电子技术的发展，电力系统中增加了大量的非线性负荷，由其产生的高次谐波的危害对电力系统安全带来的极大影响。因此，有效地治理谐波就成为输配电技术中迫切需要解决的一个问题。 一、谐波产生的原因 所谓谐波，即理想的电力系统向用户提供的应该是一个恒定工频的正弦波形电压，但是由于各种原因，使这种理想状态在实际中无法存在。因此通过对周期性电压或电流的傅立叶分解，所得到的频率为基波整数倍分量的含有量，称为谐波。谐波是一个非正弦周期量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。其周期为T=2∏/W的非正弦电压UWt。 电网的谐波源可分为谐波电压源和谐波电流源两种，发、变电设备一般为谐波电压源;而变流装置、电弧炉和电抗器等为谐波电流源。电力电网中的谐波产生主要源于各种非线性用电负荷，谐波主要由谐波电流源产生，当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，且与所加的电压不呈线性关系，电流因而发生畸变，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。非线性设备是主要的谐波源。当前,电力系统的 谐波源主要有三大类。 1.铁磁饱和型:各种铁芯设备,如变压器、电抗器等,其铁磁饱和特性呈现非线性。由 于铁芯的饱和，使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁芯的饱和程度越高，谐波电流也就越大。主要谐波为3、5、7次。 2.电子开关型:主要为各种交直流换流装置整流器、逆变器以及双向晶闸管可控开关 设备等,在化工、冶金、矿山、电气铁道等大量工矿企业以及家用电器中广泛使用。晶闸 管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。 3.电弧型:各种冶炼电弧炉在熔化期间以及交流电弧焊机在焊接期间,其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性,使电流不规则的波动。其非线性呈现电弧电压与电弧电流之 间不规则的、随机变化的伏安特性。对于电力系统三相供电来说,有三相平衡和三相不平 衡的非线性特性。后者,如电气铁道、电弧炉以及由低压供电的单相家用电器等,而电气铁道是当前中压供电系统中典型的三相不平衡谐波源。主要谐波为2、3、4、5、7次。

第二讲 三相感应交流电机的数学模型

第二讲三相交流感应发电机的数学模型 三相交流异步发电机是一种通过定、转子绕组间的电磁耦合来实现机械能-电能的能量转换装置。研究三相交流异步发电机的电磁关系是了解三相交流发电机运行问题的理论基础，为风电机组联网运行分析奠定理论基础，对解决风电机组联网运行问题具有重要的意义。 2.1 abc坐标下的有名值方程 2.1.1理想电机 为了便于定量分析三相交流电机的能量转换过程，本节基于理想电机假设，建立了三相交流异步电机的数学模型，即假设： 1)电机铁心的导磁系数为常数，即忽略铁心磁饱和、磁滞的影响，也不 计涡流及集肤作用等的影响； 2)对纵轴及横轴而言，电机转子在结构上是完全对称的，即电机磁路在 空间上完全对称； 3)定（转）子三个绕组的位置在空间上互相相差120°电角度，三个绕 组在结构上完全相同； 4)定子绕组和转子绕组均在气隙空间中产生正弦分布的磁动势； 5)只考虑气隙基波磁场的作用； 6)电机定、转子表面光滑。 在此基础上，对定、转子绕组回路电压电流正方向、定、转子电流与磁链正方向等做如下规定： 1）定子绕组电压、电流正方向遵循发电机惯例； 2）转子绕组电压、电流正方向遵循电动机惯例； 3）定子负值电流产生正值磁链；转子正值电流产生正值磁链。 三相绕组在空间对称分布，沿逆时针方向各绕组轴线互差120度电角度，转子按逆时针方向旋转，在以上规定下，三相交流电机定、转子绕组的空间分布纵向剖面图如图2-1所示：

sQ sC sB ＇ sA sB sA ＇ sC ＇ sD ra ＇rb ＇ rc ＇ ra rb rc β r α r θr · · · · ·· r ω1 ω 图2-1 三相交流电机定、转子绕组空间分布纵向剖面示意图 图中：sA 和sA ’、sB 和sB ’、sC 和sC ’分别表示A 、B 、C 三相定子绕组；ra 和ra ’、rb 和rb ’、rc 和rc ’分别表示a 、b 、c 三相转子绕组；定子A 相绕组轴线正方向为空间位置参考方向即sD 轴，转子绕组a 相轴线即r α轴超前sD 轴θr 电角度。 2.1.2电压方程 根据上述正方向规定，可以得到如图2-2所示的三相交流感应发电机绕组电路模型，据此可以得到如式（2-1）-（2-2）所示的定、转子电压方程。 ε sa I s R sa U ε ra I r R ra U （a ）定子绕组等值电路 （b ）转子绕组等值电路 图2-2三相交流发电机定转子绕组电路模型（单相）

电力系统中谐波的危害与产生

电力系统中谐波的危害 与产生 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

电力系统中谐波的危害与产生电网谐波造成电网污染，正弦电压波形畸变，使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障，情况日趋严重。本文全面论述了电力系统中谐波的危害及产生情况，希望能引起我们的高度重视。 谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的，概括起来有以下几个方面： 1.对供配电线路的危害 （1）影响线路的稳定运行 供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。晶体管继电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。这样，谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。 （2）影响电网的质量

电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。如民用配电系统中的中性线，由于荧光灯、调光灯、计算机等负载，会产生大量的奇次谐波，其中3次谐波的含量较多，可达40%；三相配电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线的电流值可能超过相线上的电流。另外，相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网的容量。 2.对电力设备的危害 对电力电容器的危害 当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍;对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍，但如果谐波含量较高，超出电容器允许条件，就会使电容器过电流和过负荷，损耗功率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时，还可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。另外，谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化的作用，从而缩短电容器

三相交流电机的分类及特点

三相交流电机的分类及特点 1、三相异步电动机（鼠笼）（无刷） （1）结构： 转子：鼠笼 定子：3绕组 （2）原理： 三相异步电机（Triple-phase asynchronous motor）是感应电动机的一种，同时接入380V三相交流电流（相位差120度）形成旋转磁场，鼠笼产生感应电流，进而运动。靠感应来实现运动，定子旋转磁场切割鼠笼，使鼠笼产生感应电流，感应电流受力使转子旋转。转子转速与定子旋转磁场转速必须有转速差才能形成磁场切割鼠笼，产生感应电流。 （3）启动： 星三角启动、降压启动。 （4）换向： 交换定子三相中任意两个接头的接线。 （5）调速：

调速困难。 （6）特点： 由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转，存在转差率，所以叫三相异步电动机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。 与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。 2、绕线式三相异步电动机（有滑环） （1）结构： 转子：3绕组+3个滑环 定子：3绕组 （2）原理： 与三相异步电机相同。 （3）启动： 1）转子串电阻调速启动；2）转子串频敏变阻器调速启动；3）转子串极调速启动；4）转子串水电阻调速启动；5）转子串变频调速启动； （4）换向：

交换定子三相中任意两个接头的接线。 （5）调速： 同启动。 （6）特点： 绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能（启动电流小）和调节电动机的转速，适合启动时间较长、频繁启动的场所。绕线式异步电动机的使用，一般是在一些需要较大启动转矩的场合，比如吊车（起重机）磨球机、破碎机等。 控制：在实际应用中，笼形异步电机通常可以通过降压来进行启动，例如自耦变压器降压、星-三角降压、延边三角形和串电阻。绕线式异步电机的能效略低于笼形异步电机，还有三相异步电机可以采用改变磁极对数的方式来改变电机的转速。 3、三相同步电动机 （1）结构： 转子：1）永磁+鼠笼（无滑环）；2）1直流励磁绕组+鼠笼（有滑环） 定子：3绕组 （2）原理： 靠“磁场总是沿着磁路最短的方向上走”实现转子磁极与定子旋转磁场磁极逐一对应，转子磁极转速与旋转磁场转速相同。 （3）启动： 同步电机无法直接启动，需要有鼠笼部分才能启动，且启动后鼠笼内无感应电流：刚通电一瞬间，通入直流电的转子励磁绕组是静止的，转子磁极静止；定子磁场立即具有高速。假设此瞬间正好定子磁极与转子磁极一一对应吸引，在定子磁极在极短的时间内旋转半周的时间之内，会对转子产生吸引力，半周之后将会产生排斥力。由于转子有转动惯量，转子不会转动起来，而是在接近于0的速度下左右震动。因此同步电机需要鼠笼绕组启动。转速差使其产生感应电流，而感应电流具有减小转速差的特性（四根金属棒搭成井形，内部磁场变密会减小面积，变疏会增加面积，阻止其变化趋势），因而会使转子转动起来，直到感应电流与转速差平衡（没有电流就不会有力，因而不会消除转速差，猜测与旋转阻力有关）。