两种整流变压器的电流谐波分析与测量
发电机组整流电压、电流中的谐波有哪些规律？
触发角为零时整流电压、电流中的谐波有哪些规律
触发角为零时整流电压、电流中的谐波规律为：
(l) m脉波整流电压Ud0的谐波次数为mk (m的倍数次)；整流电流的谐波由整流电压的谐波决定，也为mk次(m=l，2，3--)。
(2 )当m-定时，随谐波次数增大，谐波幅值迅速减小，表明最低次(m次)谐波是最主要的，其他次数的谐波相对较少。
当负载中有电感时，负载电流谐波幅值的减小更为迅速。
(3) m增加时，最低次谐波次数增大，且幅值迅速减小，电压纹波因数迅速下降。
一般在电路中采用哪些措施来防止晶闸管产生误触发，为了防止晶闸管误导通采取的措施有：(1)晶闸管门极回路的导线应采用金属屏蔽线，而且金属屏蔽层应接“地”。
(2)控制电路的走线应远离主电路，同时尽可能避开会产生干扰的器件。
(3)触发电路的电源应采用静电屏蔽变压器。
同步变压器也应采用有静电屏蔽的，必要时在同步电压输入端加阻容滤波移相环节，以消除电网高频干扰。
(4)应选用触发电流稍大的晶闸管。
(5)在晶闸管的门极与阴极之间并接0.01～0.luF的小电容，可以有效地吸收高频干扰。
三相桥式全控整流电路有何特点，其触发脉冲有何要求？
答：三相桥式全控整流电路，6个桥臂元件全都采用晶闸管。
它既可工作于整流状态，将交流变成直流；也可工作于逆变状态，将直流变成交流。
其触发脉冲的宽度均大于60°，即所谓“宽脉冲触发”，或者采用“双脉冲触发”。
(08)谐波电流测量的要点及其对策
15
3.2 测量方法 除非另有规定，谐波电流发射试验应在正常工作状态 下、预期能产生最大总谐波电流的模式下进行。 对相同的受试设备、一致的试验条件、相同的测试系 统、一致的环境条件（如果有关的话），测量的重复性 应高于±5%。
2009-9-14
QIANZHENYU
16
4 标准点评 对标准作如下点评： ① 标准之所以要求用高品质的试验电源来代替市电电源， 是为了排除市电电源本身可能存在的谐波电压和电流的影 响。 ② 标准之所以选择谐波电流，而不是选择人们相对熟悉的 电源端子的谐波电压测试，是考虑了各地各处的电网阻抗 都不相同，即使是同样的谐波电流，在不同阻抗上产生的 电压降也各不相同，很难用它来评价电气设备对电网供电 质量的影响。反之，设备的阻抗通常都比电网阻抗大得 多，因此在不同的电网中由设备引起的基波电流和谐波电 流却差不多。这就是说用谐波电流比用电源端子上的谐波 电压更能客观和准确地评价设备对电网供电质量的影响。
2009-9-14
QIANZHENYU
13
在图中，试验电源的电压为试品的额定电压。试验电压的 变化范围应保持在额定电压的±2%以内；频率变化要保持 在额定频率的±0.5%以内。对三相试验电源，还有一个相 位精度问题，要求相间的相位精度在120°±1.5°以内。 试验电源的电压谐波含量不应超过以下各值：3次谐波为 0.9%；5次谐波为0.4%；7次谐波为0.3%；9次谐波为 0.2%；2～10次中的偶次谐波为0.2%；11～40次谐波为 0.1%。 试验电源在过零后的87°至93°内达到峰值，峰值电压应 为有效值的1.4～1.42倍。 应避免试验电源内的电感与受试设备中的电容间发生谐 振。 此外，还要注意试验电源的内阻抗和测量设备的输入阻抗 要足够小，不能由于它们的存在而明显影响试品的谐波电 流。 2009-9-14 QIANZHENYU 14
24脉波整流变压器电流的谐波计算分析
%! 3
!
&! 3
B! 3
%!
""
（ 阻性负载 0) !#42 8）
$ ! !( 3
可以看出， & 脉波直流侧电源中除直流分量外，
4 ! 3
% ! !( 3
%! 3!Fra bibliotek&! 3
B! 3
%!
""
$%%阀侧绕组电流谐波分析
图 3 是 7 结绕组在理想状态下， 一个时间周期
（ 感性负载 0) !#:2 9）
9:.; )<"&=! 0<2&=> 9: ?’"! @<"&> A: B+%! C’&> D.;B 8’"&! E’&=> ).F G’&
（ %&’()*+ ,-’*./0-1)- 203456734 589’*+ !"##$$4 2:8*’）
.H0,#"(,： ,:) :’-10*8; ;&--)*6. 8* <’=<) >8*78*+4 =8*) >8*78*+4 78-);6 ;&--)*6 ’-) ;’=;&=’6)7 ’*7 ’*’=9?)73 I2/ J%#-0： @);68/8)- 6-’*./0-1)-；%’-10*8; ;&--)*6 ；A*’=9.8.
"##直流侧电流谐波分析
图 & 是三种常用的带纹波的直流电流波形， 输 出负载设定为阻性（ 。图 &- 对应图 ’ 中 .’/.( ! )*+） 四组整流器中任意一组整流器输出的电流波形， 图 或 .1/.(） 两组整流器并列输 &0 对应图 ’ 中 .’/.&（ 出的电流波形， 图 &2 对应图 ’ 中 .’/.( 四组整流器 并列输出的电流波形。
电解铝整流系统的谐波电流与无功功率问题分析
2023年 6月上 世界有色金属13冶金冶炼M etallurgical smelting电解铝整流系统的谐波电流与无功功率问题分析邹珊珊（广西华磊新材料有限公司，广西 百色 ５３１４００）摘 要：为了能够研究电解铝整流系统对于供电系统的电能质量的影响，本文主要对于流系统的谐波电流和无功补偿装置容量之间存在着的联系进行了探讨。
电解铝在运行的过程当中，在某些特定的条件下甚至会造成非特征谐波，如果不对于超标的谐波进行抑制以及优化，那些比较大的无功功率就会直接影响整个供电系统的电能质量，包括电解铝整流系统能否安全稳定的运行。
关键词：电解铝；谐波电流；无功补偿中图分类号：ＴＭ７１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１１－００１３－３Analysis of harmonic current and reactive power in electrolytic aluminum rectifier systemZOU Shan-shan（Ｇｕａｎｇｘｉ Ｈｕａｌｅｉ Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏ．， ＬＴＤ．， Ｂａｉｓｅ ５３１４００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ． Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｗｉｌｌ ｅｖｅｎ ｃａｕｓｅ ｎｏｎ－ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｕｎｄｅｒ ｃｅｒｔａｉｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｉｆ ｔｈｅ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｒｅ ｎｏｔ ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌａｒｇｅ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｗｉｌｌ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｏｐｅｒａｔｅ ｓａｆｅｌｙ ａｎｄ ｓｔａｂｌｙ．Keywords: Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ； Ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ； Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０３作者简介：邹珊珊，女，生于１９８３年，汉族，广西玉林人，本科，机电工程师，研究方向：电气安装与维护。
双分裂移相整流变压器短路阻抗的仿真研究
双分裂移相整流变压器短路阻抗的仿真研究作者：吴文辉来源：《城市建设理论研究》2013年第24期摘要：整流变压器是交流变频调速中的关键设备，而整流变压器具有很复杂的结构，为了促进交流变频调速技术的发展，本文将简要介绍整流变压器的类型和组成部分，并在此基础上，通过对短路抗阻的计算分析，进一步探析双分裂移相整流变压器在短路抗阻方面的仿真研究和仿真结果。
关键词：双分裂移相；整流变压器；短路阻抗；计算；仿真研究中图分类号： TM4 文献标识码： A 文章编号：就现今来看，传统高耗能企业普遍都采用了交流变频调速这一项技术，并在这项技术的隔离电源方面大力推广了整流变压器。
1整流变压器的种类和构成1.1整流变压器的类型整流变压器有很多种，可分为二十四脉波、十八脉波、十二脉波以及六脉波等类型的整流变压器。
而二十四脉波、十八脉波以及十二脉波等整流变压器能够有效控制网侧的谐波含量，使其控制在相关标准要求的最高限值以内。
1.2整流变压器的组成部分关于整流变压器，不同脉波的变压器之间又产生相互的联系，如二十四脉波的整流变压器的设备里面就包含了一个十二脉波的整流变压器，而十二脉波型的整流变压器主要靠两台网侧移相的轴向分裂变压器所组成的。
而每台十二脉波变压器中除了包括一个Y接阀侧绕组之外，还包含了一个D接阀侧绕组，其中网侧绕组的移相分别为负的7.5度以及正的7.5度，而二十四脉波类型的整流变压器主要是通过把两台十二脉波类型的整流变压器进行并联组合而成。
关于整流变压器，其十二脉波双分裂移相这一类型变压器的接线方式至关重要，它接线方式会在很大程度上影响到短路阻抗。
因此针对双分裂移相的变压器而言，通过有关的电磁场分析软件，即可对其在不同界限条件下所出现的短路阻抗实现了仿真计算，而该计算的结果会和实际测试的结果进行相关方面的比较。
2相关的阻抗计算在具有双分裂移相的变压器当中，其阀侧绕组的排列方式主要是沿着轴向排列的，而这两个阀侧绕组，一个作为Y接头，另一个作为D接头，在电气方面，这两个阀侧绕组是相互独立进行的。
12脉波整流变压器两种联接办法对谐波电流的影响
12脉波整流变压器两种联接办法对谐波
电流的影响
两种联接办法对谐波电流的影响
抱负状况下，12脉波整流电路作业进程中，不会在网侧发作5次和7次谐波电流。
但单机组12脉波整流电路，因为变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗不简略做到很一同，使得作业时存在着严峻的负荷分配不均的疑问。
需求经过晶闸管相控或丰满电抗器的励磁调度来纠正这种过错，然后致使二个三相桥晶闸管导通的相位差不能严峻地坚持为30deg;，使得网侧依然存在5次和7次谐波电流。
关于等值12脉波整流电路，因为变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗简略做到一同，而不会损坏12脉波的对称性。
1。
12脉串联整流装置的谐波量化分析
波含量
１ 整流电路产生的谐波含量特点 整流电路中的晶闸管元件， 会在电路产
生一定的谐波电流，谐波大小又与交流侧 是否存在电感相关。因此在忽略和计及交 流侧电感情况下，其产生的谐波明显不同。 １．１ 交流侧无电感
由式（２）写出交流侧电流，以 ｂ 相正半 轴为例，其表达式。
已知整流变压器二次侧 ib 电流，通过一 系列运算，可求出一次侧电流的傅里叶分解， 从而得到基波各次谐波的有效值表达式。
从上式可看出，在交流侧没有电感情 况下，由双桥串联而成的 １２ 脉动的整流电 路产生的注入系统的谐波只有 １２ｎ ± １ 次，
ia＝Id－iK 逐 渐 减 小 ，当 iK 增 大 到 Id，ia＝0， Ｖ Ｔ １ 关断，换相结束。
下面对重叠角的计算进行推导，以自 然换相点 a 作为坐标原点，相邻两相电压 表达式为
因此 将式代入上式，可计算出
当时
ωt＝０，由
i
＝
K
０
解得
ｋ，代入上式得
（２）
换相结束
，
i
＝
K
I
，
d
对
iK
进行计算
突变，ａ 相电流从负载电流 Id 逐渐减小到 ０， ｂ 相电流从 ０ 逐渐增加到 Id，这段时间 ＶＴ１、 ＶＴ２ 同时导通，相当于 ａ 和 ｂ 相短路，两相
间
电压为
u
－
b
u
，
a
它
在
两相
组成
的电
路中
产
生
环
流
ik，由
于回
路中存在两个来自电感L，T
变频器电网侧的谐波电流
变频器电网侧的谐波电流此谐波电流与逆变电路无关，只打算于变频器前面输入整流部分的电路与中间直流是用电容还是电感平波，下面不争论pwm整流，pwm整流有很好的性能，可四象限运行，高cosφ，低谐波，但有高频骚扰输到电网（与调制频率有关），主要问题是价格较高。
这里只争论常用三相或多相整流装置向电网输出的谐波。
1、电压源变频器的谐波中间直流环节用大电容平波，只能稳定直流电压，此大电容对变动的输入却是低阻抗，因而输入电流有很大的谐波成分，iec标准对此谐波重量已有数据列成表格如附表所示。
从附表中可以看出下面几个特点：（1）谐波是特征谐波，只和整流脉动数有关，例如三相对称桥整流，则为6脉动，最低谐波次数为5次，假如为18脉动，则最低谐波次数为17次（理论上没有5、7、11、13等低次谐波），所以大功率整流多采纳多相整流，即变压器有多个付绕组，彼此的相角有移位，而且谐波次数愈高，谐波相对值愈小。
（2）各次谐波量的大小与变频器输入端的系统短路容量大小成正相关关系，短路容量愈小，谐波量愈小，所以在变频器输入端之前要求串入一台相对电抗值x%为4%的输入电抗器，对低压变频器而言，制造厂一般都成套供应。
对高压变频器而言，这个道理是一样的，附表的数值也是适用的。
x%不能太大也不能太小。
（3）和下面的电流型变频器相比，电压源变频器在同等条件下的谐波电流要大许多，对这一点，下面第4.3节再作对比分析。
2、电流源变频器的谐波中间直流环节用大电感，对变动的电流而言，是一个很大的内抗，因而变频器输入电流中的谐波成分相对较少，它有以下特性：（1）ih/i1= 1/h上式中：i1-基波电流，由负载大小打算；ih-特征谐波中的第h 次的谐波电流。
可见，谐波次数h愈高，其电流愈小，与h成反比，例如5次谐波只有基波电流的20%。
（2）同电压型谐波源的第（1）点一样，谐波也是特征谐波，假如采纳多相整流例如18脉动，最低谐波次数为17次，没有13次以下的谐波。
整流电路的PFC
• 忽略电压谐波时
∑I
n=2
∞
2 n
这种情况下：
Q f为由基波电流所产生的无功功率，D是谐波电流 为由基波电流所产生的无功功率， 是谐波电流 产生的无功功率。 产生的无功功率。
三、R、L负载时交流侧谐波和功率因数分析 1. 单相桥式全控整流电路
1）忽略换相过程和电流脉动，带阻感负载，直流电感L为足 够大（电流i2的波形）
五、抑制谐波与改善功率因数 （一）谐波抑制措施 1.增加整流装置的相数 1.增加整流装置的相数 2.装设无源电力谐波滤波器
许多国家都发布了限制电网谐波的国家标 准，或由权威机构制定限制谐波的规定。 国家标准（GB/T14549-93）《电能质量公 用电网谐波》从1994年3月1日起开始实施。 A.电网电压正弦波相电压波形畸变率极限 A.电网电压正弦波相电压波形畸变率极限
用户供电电 压 (KV) 电压畸变极 限(％)
0.38
0.3 cn 2 U2L 0.2 0.1
n=6
n=12 n=18 0 30 60 90 120 150 180
值随α 增大而增大， α =90°时谐波 ° 幅值最大。
α/(°)
•
α 从90°~ 180°之间电路工作于有源 逆变工作状态，ud 的谐波幅值随 α
增大而减小。
三相全控桥 电流连续时，以n 为参变量的与α 的关系
四、整流输出电压和电流的谐波分析
4） α 不为 °时的情况 ） 不为0°时的情况： 三相半波整流电压谐波的一般表 达式十分复杂，给出三相桥式整 流电路的结果，说明谐波电压与 α 角的关系。 以n为参变量，n次谐波幅值（取 标幺值）对α 的关系如图所示：
• 当α 从0°~ 90°变化时，ud的谐波幅 ° °
变压器谐波电流测量、在线监测分析
变压器谐波电流测量、在线监测分析摘要：变压器是目前电力系统中比较关键的组成部分之一，属于使用较多的重要设备，对于电力系统组网和并网而言也十分重要。
变压器的运行状态的稳定与否对电力系统产生直接的影响。
本文首先介绍了变压器与谐波的内容，其次介绍了谐波电流和测量系统的具体方法，以及其优点等，再次介绍了在线监测的方法及主要用途，最后进行小结。
本文通过查阅和参考有关变压器谐波的相关资料和文献，对变压器谐波的电流测量以及在线监测方面进行分析，以此为研究变压器谐波各方面提供参考。
关键词：变压器谐波；电力系统；电流测量；在线监测1.前言1.1变压器谐波变压器是通过运用电磁感应定律来实现电压变化的电磁装置。
它的转化过程是先将电能转化为磁能，再由磁能转化为电能。
变压器在电力系统中可以起到升压和降压的作用，有利于解决远距离输电损耗大等问题，对于电力系统来说变压器是必不可少的存在。
本文研究的是变压器谐波，而变压器谐波就是导致变压器中的励磁电流波形发生畸变也就是电流畸变的主要原因，因此变压器谐波对于电力系统而言的危害是比较大的，所以要通过电流测量和在线监测对电力系统进行保护[1]。
1.2研究背景由于经济高速发展，我国对于电能方面的能力也需要随之增强，电网规模日益扩大，因此供电质量也需要提高，以保证电网供电的稳定，满足用户的需求。
变压器属于电力系统中至关重要的电力设备，可以将一种等级的电压转化为另一种等级。
另一方面，它也很容易发生故障，一旦出错，引发事故，将会造成电网故障，严重情况下甚至会导致电力系统瘫痪，从而造成区域性停电，造成极大的经济损失[2]。
因此，需要对变压器进行电流测量以及在线监测，保证电力系统的稳定性，不仅能够减少变压器发生故障的几率，也能够为维护电力系统的工作提供有效的参考信息，节约维修故障的成本，从而保障了电力系统的可持续发展。
2.变压器谐波电流测量2.1谐波电流谐波电流产生的原因是因为正弦电压加亚于非线性负载，导致电流畸变，产生谐波。
12脉波整流电路MATLAB_Simulink仿真及谐波分析
图 5 移相 30°串联 2重联结电路电流波形
将 iA 进行傅里叶分析 ,展开见式 (1)
iA
=
43 π
Id
[
sinωt
-
1 11
sin11ωt
-
1 13
sin13ωt
+
1 sin23ωt + 1 sinωt -
23
25
…
=
43 π Id
sinωt
+
∑ 4 3
π
Id
n = 12k ±1
(-
1) i sinnωt
12 脉动整流 电路 的与 6 脉 动整 流电路 的 THD (谐波失真 )对比见图 6。
4 结论
从以上分析可以看出 ,采用 12脉波整流的联 结方法可以很好地抑制 6脉波整流电路中某些特 定次数的高次谐波 ,有效的提高系统的功率因数 , 因此在大容量整流电路中特别是在钢厂电力系统 中有着重要的应用 。
摘 要 :以 12脉波整流电路为研究对象 ,利用 M atlab2Simulink建立模型对其进行仿真 ,并对其产生谐波电流 进行分析和计算 ,阐述了其消谐原理 。并将其与 6脉波整流电路进行了分析对照 ,证明了 12脉波整流电路消 谐的有效性 。 关键词 :整流装置 ;谐波 ;谐波失真 ;仿真 作者简介 :张文斌 ,从事机电工程与自动化研究 。 中图分类号 : TM762 文献标识码 : A 文章编号 : 100129529 (2008) 0420070203
整流变压器一次侧a2之和其波形见图5c30串联2重联结电路电流波形11sin11t13sin13t23sin23t25sintth17th19th谐波因相互抵消而被消除a相电流只含有12k1次谐波电流可以消除6脉动整流电路中的7等次数的谐波大大减少了电网中的谐波含量其与6脉动整流电路中的各次谐波幅值对比见表16脉动与12脉动整流电路各次谐波含量对比harmonics1113171923251412pluse1712脉动整流电路的与脉动整流电路的thd谐波失真对比见图612脉动与6脉动整流电路的thd对比由仿真波形和表1的对比关系看出由于采用了移相变压器th17th19th谐波相互抵消只剩下11th13th23th25th谐波相比6脉动整流电路而言12脉动整流电路可以很好的抑制某些特定次数的谐波同时由图6可得12脉动较6脉动的谐波失真更小12脉动整流电路的优势更为明显
电力系统中的谐波分析及消除方法
电力系统中的谐波分析及消除方法摘要：本文针对电力系统中普遍存在的谐波问题进行了分析研究，首先概述了谐波的危害，然后介绍了三种谐波检测的方法，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：电力谐波检测治理0 引言目前，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 电力系统谐波危害1.1 谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。
大量三次谐波流过中线会使线路过热，严重的甚至可能引发火灾。
1.2 谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等故障，变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，绝缘部分老化、变质，设备寿命缩减，直至最终损坏。
1.3 谐波会引起电网谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁。
1.4 谐波会导致继电保护和自动装置误动作，造成不必要的供电中断和损失。
1.5 谐波会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给供电部门或电力用户带来直接的经济损失。
1.6 谐波会对设备附近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量;重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
1.7 谐波会干扰计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。
1.8 谐波会影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能，造成噪声干扰和图像紊乱。
2 谐波检测方法2.1 模拟电路消除谐波的方法很多，即有主动型，又有被动型；既有无源的，也有有源的，还有混合型的，目前较为先进的是采用有源电力滤波器。
但由于其检测环节多采用模拟电路，因而造价较高，且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏感，故使其基波幅值误差很难控制在10%以内，严重影响了有源滤波器的控制性能。
整流电路的谐波分析
4.谐波标准
国家标准GB/T14549-1993
表1 国家标准GB/T14549-1993
电网标称 电网总谐波畸变 各次谐波电压含有率% 电压（kV） 率 奇次 偶次 % 0.38 5.0 4.0 2.0 6 10 35 3.0 2.0 2.1 1.6 1.2 0.8 4.0 3.2 1.6
66
110
2 2
I
n2
2 n
1 为电压与基波电流间的相位差
1.2无功的基本概念
三相电路的功率因数： 对称：
P S P S
不对称：没有统一定义
理论依据不充分
关于无功、功率因数的计算值得探讨
3.谐波的产生与危害
主要谐波源： 传统非线性设备，包括变压器、旋转电机以及电弧炉等。 现代电力电子非线性设备 由于电力电子设备在各行业的大量应用，作为非线性设备 （谐波源）衍生物的电力谐波也比较普遍，根据日本电 气学会对186家有代表性的电力用户的调查结果，无谐 波源的用户仅占6％，主要谐波源来自90％的电力电子 装置用户，电力电子变换装置是目前主要的谐波源。
n 1
2 2U n sin[ n( t ) n ] 3 2 2U n sin[ n( t ) n ] 3
零序谐波 正序谐波 负序谐波
uc
n 1
n 3k n 3k 1 n 3k 1
1.谐波基本概念
不对称三相电路：
n 3k ,3k 1,3k 1
包含零序、正序、负序分量
2.无功的基本概念
1） 线性电路：
u 2U sin t
i 2 I sin( t ) 2 I cos sin t 2 I sin cos t i p iq
第十讲：整流电路谐波及功率因数分析
i(t) u0 Cun sin(nt n ) n1
u(t) u0 Cun sin(nt n ) n1
在傅里叶级数中，频率与原信号频率（工频）相同的分量
i1(t) Ci1 sin(t 1) 2I1 sin(t 1)
u1(t) Cu1 sin(t 1) 2U1 sin(t 1)
i2
4
Id (sint
1 3
sin
3t
1 5
sin 5t
)
4
Id
n1,3,5,
1 sin nωt =
n
n1,3,5,
2In sin nωt
其中基波和各次谐波有效值为
In
2 2Id
nπ
10
n 1,3,5,
整流电路交流侧谐波及无功功率分析
i2
4
Id (sint
1 3
sin
3t
1 5
sin 5t
)
4
Id
n1,3,5,
1 sin nωt =
n
n1,3,5,
In
2 2Id
nπ
n 1,3,5,
2In sin nωt
In
2 2Id nπ
n 1,3,5,
基波电流有效值：
I1
2
2Id
0.9Id
畸变因数： I1
I
I1 Id
0.9
位移因数：1 cos1 cos
总功率因数：
1
I1 I
cos1
第十讲：整流电路的谐波及功率因数分析
（1） 整流电路谐波及无功功率的定义 （2） 整流电路交流侧谐波及无功功率分 析 （3）整流电路直流侧谐波及无功功率分析
1
整流电路谐波及无功功率的定义
整流系统谐波对变压器绕组热点的影响
促进我国新能源产业健康有序发展和创新经济增长方式具
有极高的战略意义。
２１第２ 鼍 贰 ７ ０年 １ １ 期露 麓 ｌ １ ０
目前 ，整 流变压 器 在工 厂负 载和温 升试 验使 用 时正 弦 电压和 电流 ，但 这并 不能 完全 反应整 流变 压 器现 场运 行时 的损 耗和温 升 热点 。实 际上 ，在现 场 运 行 时 ， 由于 整流 系统产 生 的谐波 影 响及变 压器 结 构 型 式的不 同 ， 绕组各 个 区域 的损耗将 有很 大不 同 ， 直 接 导致 局部温 度升 高 ，对变 压器 运行 寿命 产生 极 大影 响 ，严重 的甚 至导 致变压 器 故障 。本 文对两 种 典型 整流变 压 器结 构的 谐波 电流 分布进 行 分析 ，并 提 出解 决热 点 问题 的 方法 。
图 ２ 谐 波 电流 （ ，５ ，ｌ ，１ ， １ ，７ １ ３ ｌ ，１ ，２ ，２ ７ ９ ３ ５次 ）的损耗分 布
１ 谐 波 电流产 生 的损耗在 低压 线 圈的分 布
Ｉ Ｃ １ ７ — 及 ＧＢ Ｔ ８ ９ ． 均 介绍 了考虑谐 波 Ｅ ６ ３８１ ／ １４ ４ １ 电流 的绕 组总 损耗 的计 算方法 ，这种计 算 方法是 基
产品与解决 方案
整流 系统 谐 波对 变压 器绕 组 、、１影 响 ， ， － 热点 的 Ｉ Ｉ． ＇ － ，
鄢 克 勤
（ 中山 Ａ Ｂ变压 器有 限公 司，广 东 中 山 ５ ８４ Ｂ ２４ ９）
摘要 通过分析整流变压器的谐波电流分布， 出了由此产生的绕组热点的解决办法及实例 。 提 关键 词 ：损 耗分 布； 有 限元分析 ；典 型谐 波 电流含 量
制算法；光伏逆变器 ＭＰ Ｔ算法 ； Ｐ 光伏并 网逆变器孤 岛保护及 其控制策略；实用型 Ｌ Ｌ滤波器设计方法及工程实用的控制 Ｃ
整流电路的谐波和功率因数
五、抑制谐波与改善功率因数
无源电力滤波器的缺点
①有效材料消耗多，体积大； ②滤波要求和无功补偿、调压要求有时难以协调； ③滤波效果不够理想，只能做成对某几次谐波有滤波 效果，而很可能对其他几次谐波有放大作用； ④在某些条件下可能和系统发生谐振，引发事故； ⑤当谐波源增大时，滤波器负担加重，可能因谐波过 载不能运行
功率因数为
l
nl1
I1 I
cosj1
3
cos
0.955cos
四、整流输出电压和电流的谐波分析
1. 整流电路的输出电压中主要成分为直流，同时包含各 种频率的谐波，这些谐波对于负载的工作是不利的。
ud
2 U2
m
O
m
t
2 m
=0时，m脉波整流电路的整流电压波形
四、整流输出电压和电流的谐波分析
五、抑制谐波与改善功率因数
相控变流技术的电力电子装置存在着网侧功率因 数低以及投网运行时向电网注入谐波的两大问题。 采取措施，抑制以至消除这些电力公害是电力电子 技术领域中一项重要的研究课题，也是国内外学者 研究的热门课题。
谢 谢！
bn
R2 (nL)2
n次谐波电流的滞后角为：
jn
arctan
nL
R
四、整流输出电压和电流的谐波分析
3） =0时整流电压、电流中的谐波有如下规律：
（1）m脉波整流电压ud0的谐波次数为mk（k=1，2，3...）次，即m的 倍数次；整流电流的谐波由整流电压的谐波决定，也为mk次；
（2）当m一定时，随谐波次数增大，谐波幅值迅速减小，表明最低 次（m次）谐波是最主要的，其它次数的谐波相对较少；当负载中 有电感时，负载电流谐波幅值dn的减小更为迅速；
关于整流设备的谐波分析
关于整流设备的谐波分析典型的12脉整流电路的谐波分析：变压器Y/Δ-Y接线整流线路谐波电流（12脉波谐波电流）分析整流电路如下图所示。
变压器的两组二次绕组Δ-Y接线，全波整流，整流输出通过平衡平衡电抗器L1、L2，输出总直流电流I d。
原次边绕组电压相位右图所示。
整流总电流Id下的各支路电流和电压波形如下图所示。
图中a，b，c为变压器原边绕组相电压和线电压。
次边Y接绕组的相位与原边绕组相同，次边Δ接绕组的相位迟后原边绕组30O。
设变压器原次边电压边比1：1，整流器三相全波整流，忽略整流电路略换流叠角的影响，则各支路电流如图中c－p）。
图中I1=（I a2-I b2）/3I2=（I b2-I c2）/3 （1）I3=（I c2-I a2）/3归算原边绕组电流'11a a I I ='11b b I I =（2）'11c c I I = 1'13I I =2'23I I = （3）3'33I I = ''11A a I I I =+'12B b I I I =+ （4） '3'1I I I C C +=表112脉波整流器的谐波电流的5、7次比6脉波整流器的谐波电流大为降低，11、13次谐波电流二者差不多。
从表1可见，Y/Δ接线的各次谐波起始相位角都经过领点，而Y/ Y 接线的的各次谐波起始相位角各不相同，其中5、7，17、19，29、31都迟后180O 。
上述为12脉等效整流装置各谐波含量的理论计算值，忽略整流电路略换流叠角的影响。
从理论计算，当一个函数满足：()⎪⎭⎫⎝⎛+-=2T t f t f 即将波形移动半个周期后与原波形对称与X 轴，则其傅里叶级数展开后不包含偶次谐波分量。
一般的整流装置其每个桥臂的晶闸管触发时间间隔都是相等的，所以其整流后的波形也是满足上式的对称性，所以傅里叶级数展开式中没有偶次谐波的分量，只有在整流装置每个桥臂的晶闸管触发时间的不对称才会造成大量的偶次谐波。
整流电路的谐波分析
I
n2
2 n
1 为电压与基波电流间的相位差
1.2无功的基本概念
三相电路的功率因数： 对称：
P S P S
不对称：没有统一定义
理论依据不充分
关于无功、功率因数的计算值得探讨
3.谐波的产生与危害
主要谐波源： 传统非线性设备，包括变压器、旋转电机以及电弧炉等。 现代电力电子非线性设备 由于电力电子设备在各行业的大量应用，作为非线性设备 （谐波源）衍生物的电力谐波也比较普遍，根据日本电 气学会对186家有代表性的电力用户的调查结果，无谐 波源的用户仅占6％，主要谐波源来自90％的电力电子 装置用户，电力电子变换装置是目前主要的谐波源。
-50
-10
-50
-1
-100 0.5 0.505 0.51 0.515 time(s) 0.52 0.525
-20 0.53
-100 0.5 0.505 0.51 0.515 time(s) 0.52 0.525
-2 0.53
-400 0.10
0.12
0.14
0.16无功的基本概念
2） 非线性电路：
P, S 定义与线性电路相同
P U d I d U n I n cos n
n 1
S UI
U I
n 1 n n 1
n
U1 I1 1 THDu2 1 THDi2
2.无功的基本概念
Q 至今没有被广泛接受的权威定义
Q S 2 P2
3.谐波的产生与危害 谐波的危害：
1、线路损耗增加，传输能力下降 2、引起谐振和谐波的放大 3、使电机和变压器损耗增加，引起电机机械 振动 4、对继电保护、通信系统产生干扰
变压器与整流器两种配置方式的对比分析
变压器与整流器两种配置方式的对比分析耿庆鲁;白海斌【摘要】介绍了两种整流配置:1台整流器配置1台变压器和2台整流器配置1台变压器.比较了这两种整流配置在实际生产运行过程中在节能、安全、维修、保养方面的优缺点,建议氯碱企业应根据实际情况选用合适的整流配置方式.【期刊名称】《氯碱工业》【年(卷),期】2017(053)010【总页数】2页(P11-12)【关键词】整流;变压器;脉波;节能【作者】耿庆鲁;白海斌【作者单位】德州实华化工有限公司,山东德州253007;德州实华化工有限公司,山东德州253007【正文语种】中文【中图分类】TM46随着氯碱生产的不断发展，整流技术日益提高，在离子膜整流供电系统中大多采用2台整流器配置1台变压器(以下简称“1拖2”)的整流配置方式，也有采用1台整流器配置1台变压器(以下简称“1拖1”)的整流配置方式的。
在实际运行过程中，两种整流配置在节能、安全、维修保养方面各有优缺点，应根据实际情况选用。
1 整流1拖1、1拖2配置简介1拖1的整流配置组成6脉波整流电路；1拖2的整流配置组成单柜6脉波，变压器内部做30°移相，整个系统形成12脉波整流。
2 两种配置经济节能比较[1](1)1拖1相对来说比较独立，适用于烧碱产量比较低(12万t/a烧碱以下)的生产系统，在等效脉波数24脉波及以下的系统中用的比较多。
一般是单柜6脉波，4台机组组成24脉波。
优点：单台机组的故障停电只能影响到1台电解槽运行，生产损失小，对整个工艺系统的冲击也小。
缺点：整流变压器及高压输送电设备的数量较多。
尤其是是使用六氟化硫GIS组合时，馈电间隔较多，一次性投资也大；同时，整流装置的数量增多，导致占地面积增大，增加了配套土建投资费用。
(2)整流1拖2配置一般用在烧碱产量比较高(15万t/a烧碱以上)的系统中，等效24脉波以上的系统中用的比较多，往往在大电流整流系统中使用整流1拖2配置。
优点：可减少整流变压器和高压馈电开关的使用数量，能够节约场地使用空间，节约投资和运行费用，还便于实现单机组12相整流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《电气开关》【 ２ ０ １ ３ ． Ｎ ｏ ． ６ ）
文 章编 号 ： １ ０ ０ ４— ２ ８ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ ０ ７ ４— ０ ４
两种整流变压器 的电流谐波分析与测量
晁储乾 ， 罗灿 坤
（ １ ． 湖 南省 电力公 司郴 州电业局 ， 湖南 郴 州 ４ ２ ３ ０ ０ ０ ； ２ ． 湖 南省 电力公 司柘 溪水 力发 电厂 ， 湖 南
ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： Ｙ ／ Ｙ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍｅ ｒ ｒ ； Ｙ ／ Ａ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ； ｈ ａ ｍｏ ｒ ｎ ｉ ｃ ｓ
流变压器 分 Ｙ ／ Ｙ与 Ｙ ／ Ａ两 种 ， 对 于这 两种 变压 器 的
电流谐波 的异 同 以及这两 种变 压器 组合运行 的电流谐 波 研究 尚少 。基 于 此 ， 本文重点分析 Ｙ ／ Ｙ与 Ｙ ／ Ａ 整 流变压 器 以及 两种 变压 器组合 运行 的 电流谐 波 。
的三相 交流 电转换 为 用 户所 需 的直 流 电 ， 由于整 流 元 件 非线 性 的工作 特性 ， 会 使 其 交 流侧 电流 产 生严 重 畸
益阳 摘 ４ １ ３ ５ ０ ８）
要： 电 网 中的谐 波污 染 日益严 重 ， 分 别分 析 了 Ｙ ／ Ｙ与 Ｙ ／ Ａ 整流 变压 器的 电流谐 波 ， 进行 了谐 波 次数 与 含 量
的 比较 ， 并对 Ｙ ／ Ｙ与 Ｙ ／ Ａ整流 变压 器组合 运行状 态下的母 线 电流 进行 了谐 波分析 ， 最后通 过 Ｙ ／ Ｙ 整 流 变压 器 、
ＣＨＡＯ Ｃ ｈｕ — ｑ ｉ ａ ｎ ， ＬＵＯ Ｃａ ｎ — ｋ ｕ ｎ
（ １ ． Ｃ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｂ ｕ ｒ ｅ ａ ｕ ， Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ２ ３ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｚ ｈ ｅ ｘ ｉ Ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ — ｌ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ， Ｙ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ４ １ ３ ５ ０ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｙ／ Ｙ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍｅ ｒ ｒ 。 Ｙ ／ Ａ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ Ｙ／ Ｙ ａ ｎ ｄ Ｙ／ Ａ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ａ ｒ ｅ Ｃ Ｏ Ｂ—
ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｈ ａ ｍ ｏ ｒ ｎ ｉ ｃ ｏ ｆ Ｙ ／ Ｙ ａ ｎ ｄ Ｙ ／ Ａ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ｅ ｒ ｒ ， ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｓ ｈ ａ ｍ ｏ ｒ ｎ ｉ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｍ ｏ ｒ ｎ ｉ ｃ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ． Ａｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｉ ｍｅ ｂ ｕ ｓ ｂ ａ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｙ／ Ｙ ａ ｎ ｄ Ｙ ／ Ａ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ Ｆ ｉ ｌ ｌ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ， ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｈ ａ ｍ ｏ ｒ ｎ ｉ ｃ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｈａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ ｓ ｂ ｅ ｃ ａ ｍｅ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， ｗ ｅ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ
１ 引言
随着 用 电技术 的 发 展 ， 电 力 系统 中 出现 了大 量 以 直 流方 式用 电 的装 置 ， 比如 电动 汽车充 电机 、 电气 化机 车、 工业 直流 电源 以及 家 用 电器 等 。整 流 元 件将 电 网
目前 电力 系统 中广泛 采用 的 ６脉 动整 流元件 的整
Ｙ ／ △整流 变压 器 、 Ｙ ／ Ｙ与 Ｙ ／ △整 流 变压 器组合 运行 的 实验 进行 了三 种状 态下 的谐波 比较 。 关键 词 ： Ｙ ／ Ｙ整 流 变压 器 ； Ｙ ／ △整流 变压 器 ； 谐 波
中 图分类 号 ： Ｔ Ｍ ４ ２ ２
文献 标识码 ： Ｂ
Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎｄ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｎ Ｃｕ ｒ ｒ ｅ ｎｔ Ｈａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｏ ｆ Ｔｗｏ Ｋｉ ｎｄ ｓ ｏ ｆ Ｒｅ ｃ ｔ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ Ｔｒ ａ ｎｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｓ