整流装置交流谐波电流的相位

整流装置交流侧谐波电流的相位

⒈ 确定谐波电流相位的要点

⑴ 不同次数（频率）谐波电流相互间无向量关系，不能进行向量计算。

① 不同次数谐波的周期用时间来表示是不相等的：

不同次数谐波的频率1f n f n ⋅=，不同次数谐波的周期用时间表示则为： 1

11f n f T n n ⋅== 基波频率Z H f 501= 基波的周期s f T 02.011

1==。 5次谐波的周期s f T 004.0155==； 7次谐波的周期s f T 003.017

7≈=。 ② 不同次数谐波的周期用角度来表示是相同的：

ππϑ22=⋅⋅=n n n T f

⑵ 在等效p 相整流系统中，1+=pK n 次谐波电流的相序为正序；1-=pK n 次谐波电流的相序为负序。对于正序，顺时针方向为滞后；对于负序，顺时针方向为超前。 当整流变压器网侧绕组△联结时，正序及负序谐波的线电流均较相应同次谐波的相电流滞后30°，这30°的相位移对于不同次谐波所代表的时间是不相等的。另外，虽然正序及负序谐波的线电流均滞后相应同次谐波的相电流滞后30°，但是它们向量图的画法却不相同。 ()BL n i ()CA n i ()CL n i

()AL n i

()CL n i ()BL n i B ()AL n 图1 网侧绕组△联结时正序谐波线、相电流相位关系

()CL n i ()CA n i ()BL n i

()AL n i

) ()BL n i ()CL n i C ()AL n 图2 网侧绕组△联结时负序谐波的线、相电流相位关系

⑶ 整流装置阀侧交流电压对于网侧交流电压相位上是有所移动的，若确定

装置网侧交流电流的相位关系时，应注意以下两点：

① 整流变压器阀侧电流基波相位在不控整流时与阀侧电压相位是一致

的。因此网侧交流电流与阀侧交流电流相位差等于阀侧电压与网侧电压的相位差。在绘制不同次谐波的向量图时，该相位差均为同一数值，不因谐波次数而异，也与移相方式无关。

② 若整流变压器阀侧电压滞后网侧电压一个角度时，则按阀侧电流相位

确定网侧电流的相位，即在阀侧电流相位的基础上向超前方向转动同一角度。反之，若阀侧电压超前网侧电压一个角度，在确定网侧电流的相位时，则在阀侧电流相位的基础上向滞后方向转动这一角度。

⒉ 谐波电流相位确定之例1：采用双绕组双分裂结构的整流变压器，一组为Dd0联结的三相桥式系统；另一组为Dy11联结的三相桥式系统，构成12脉波整流。确定两组三相桥式系统中5、7、11、13、17、19、23、25次谐波的相位关系。

讨论：⑴ 以Dd0联结为基准。因为Dy11联结的阀侧电压相位是要超前于网

侧电压30°，而Dd0联结的阀侧电压与网侧电压同相位，所以Dy11联结的阀侧电压相位较Dd0联结的阀侧电压相位也超前30°；相应地Dy11联结的阀侧基波电流相位也要超前Dd0联结的阀侧基波电流相位30°。

⑵ 对于阀侧5次谐波电流而言，Dy11联结的5次谐波电流相位要超前

Dd0联结的5次谐波电流相位150305=⨯°，即()115Dy a I 超前()05Dd a I 150°（与基波转向同，逆时针方向）。

对于阀侧7次谐波电流而言，Dy11联结的7次谐波电流相位要超前

Dd0联结的7次谐波电流相位210307=⨯°，即()117Dy a I 超前()07Dd a I 210°（与基波转向同，逆时针方向）。

⑶ 当按阀侧谐波电流相位绘制网侧谐波电流（()115Dy A I 、()117Dy A I 、()05Dd A I 、

()07Dd A I ）时，Dd0联结的阀侧、网侧谐波电流（()05Dd a I 、()05Dd A I ）同相位；而

Dy11联结的()115Dy A I 、()117Dy A I 均在()115Dy a I 、()117Dy a I 的位置上按各自相序的滞后方向旋转30°（5次谐波为逆时针，7次谐波为顺时针）。见下图：

I ()05Dd A I (7Dd a I )0

5×30° 7×30°=210

()115Dy a I ()115Dy A I (7Dy A I ()117Dy a

（a ）5次谐波 （b ）7次谐波

图3 12脉波整流系统中5、7次谐波电流的相位关系

从图3可以看出：在两组三相桥式12脉波整流系统中，网侧线电流中的5

次及7次谐波相位均相差180°。若两组三相桥的负荷相等，则这两次谐波相

互抵消，亦即在电网电流中没有这两次谐波（17及19次谐波也是如此）。

⑷ 对于阀侧11次谐波电流而言，Dy11联结的11次谐波电流相位要超前

Dd0联结的11次谐波电流相位3303011=⨯°，即()1111Dy a I 超前()011Dd a I 330° （与基波转向同，逆时针方向）。

对于阀侧13次谐波电流而言，Dy11联结的13次谐波电流相位要超前

Dd0联结的13次谐波电流相位3903013=⨯°，即()1113Dy a I 超前()013Dd a I 390° （与基波转向同，逆时针方向）。

⑸ 当按阀侧谐波电流相位绘制网侧谐波电流（()1111Dy A I 、()1113Dy A I 、()011Dd A I 、

()013Dd A I ）时，Dd0联结的阀侧、网侧谐波电流（()011Dd a I 、()011Dd A I ）同相位；而

Dy11联结的()1111Dy A I 、()1113Dy A I 均在()1111Dy a I 、()1113Dy a I 的位置上按各自相序的滞后方向旋转30°（5次谐波为逆时针，7次谐波为顺时针）。见下图：

()011Dd a I ()011Dd A I ()115Dy A I ()1113Dy A I ()013Dd a I ()013Dd A I

()1111Dy a I (7Dy a I 11×30°=150 13×30°=3900

（a ）11次谐波 （b ）13次谐波

图4 12脉波整流系统中11、13次谐波电流的相位关系

从图4可以看出：在两组三相桥式12脉波整流系统中，网侧线电流中的

11次及13次谐波相位差均为0°。若两组三相桥的负荷相等，则这两次谐波电流相互相加，亦即在电网电流中这两次谐波电流是单组6脉波整流的两倍（23及25次谐波也是如此）。