12脉波整流电路谐波治理方案研究
12脉波整流维修说明
12脉波KGPS中频电源控制原理KGPS系列感应加热晶闸管变频装置是利用晶闸管将三相工频交流电能转换为几百或几千赫的单相交流电能。
具有控制方便、运行可靠、效率高等特点，有利于提高产品的产量和质量。
本装置采用全数字控制，扫频启动方式，无须同步变压器等，线路简单，调试方便，负载适应能力强，启动可靠。
应用于铸钢、不锈钢、合金钢的冶炼，真空冶炼，感应加热等不同场合。
1．主电路原理1.1整流电路原理整流电路主要是将50HZ的交流电整流成直流。
由12个晶闸管组成的12脉波串联全控整流电路，输入工频电网电压(400V)，控制可控硅的导通，实现输出0～510V 连续可调的直流电压。
(如图)六相12脉波全控整流桥工作原理当触发脉冲在任意控制角时，其输出直流电压为：Ud = 1.35UaCosaX2式中：Ua = 三相进线电压a-控制角1.2逆变电路原理：该产品采用了并联逆变器，这种逆变器对负载变化适应能力强，见图（4）所示。
它的主要作用是将三相整流电压Ud逆变成单相400-10KC的中频交流电。
一般，由于功率大小、进线电压等原因，逆变可控硅的数量有，四只、八只、十六只三种，即采用单管、串管、并管等技术。
但为了分析方便，将其等效为图（4）电路。
下面分析一下逆变器的工作过程，假设图（4）中，先是①②导通③④截止，则直流电流Id经电抗器Ld，可控硅①②流向Lc谐振回路，Lc产生谐振，振荡电压正弦波。
此时电容器两端的电压极性为左正右负，如果在电容器两端电压尚未过零时之前的某一时刻产生脉冲去触发可控硅③④，此时形成可控硅①②③④同时导通状态，由于可控硅③④的导通，电容器两端的电压通过可控硅③④加在可控硅①②上使可控硅①②两端承受反压而关断，也就是说可控硅①②将电流换给了③④。
换流以后，直流电流Id经电抗器Ld、可控硅③④反向流向LC谐振回路。
电容器两端的电压继续按正弦规律变化，而电容器两端电压极性为左负右正，负载回路中的电流也改变了方向。
双桥十二脉波换流器谐波干扰及处理实例
为避免造成损害, 不得不切断对电容器组的供 电。
为什么中频熔炼炉 的投运会造成电容器组电
收稿日期: 2002-03-18 作者 简介: 宋崇 河( 1945-) , 男, 浙 江杭州人, 高级工程 师, 1967 年 毕 业于浙江大学发配电专业, 炼炉的电路和厂内电 网的实际情况进行仔细分析, 找到了原因, 采取相应 措施后, 解决了问题。
表 2 谐波电流的限制比例
谐波/ 次 5 7 11 13 17 19 23 25
限制比例/ % 2. 6 1. 6 4. 5 2. 9 0. 2 0. 9 0. 9 0. 8
由于该电炉电气系统没有其它限制 谐波的措 施, 可以认定此中频熔炼炉的谐波比例超出限值。于 是决定进行现场测量。为排除其它电器使用的影响, 测量安排在厂休日进行。切断包括对电容器在内的 其它负载的供电, 测得中频熔炼炉交流高压侧的电
4 遗留问题
由于两套并联滤波器对系统无功的补偿, 停用 了原有的甲乙两组电容器。如果日后还需投用, 务必 考虑该电容器组对 11 次、13 次谐波敏感性的放大 作用。
参考文献:
[1] 宋崇河. 16V280 柴油机试验能量回收装置方案探讨[ J ] . 机车车
辆工艺, 1997, ( 3) .
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设备机具 机车车辆工艺 第 3 期 2002 年 6 月
文章编号: 1007-6034( 2002) 03-0028-03
双桥十二脉波换流器谐波干扰及处理实例
宋崇河
( 戚墅堰机车车辆厂, 江苏 常州 213011)
摘 要: 讨论了双桥十二脉波换流器的谐波特性, 介绍了产生谐波干扰后的分析和处理结果。 关 键词: 中频炉; 谐波干扰; 滤波器 中 图分类号: T P 20 文献标识码: B
选择性有源滤波器治理12脉波整流器的谐波
ａ ｄ ｒ ａ ｔ ｅｃ ｒｅ ｔｉ ｈ ｅ －ｈ ｓ ｕ ｒ ｎ 。 ｎ ｅ ｃｉ ｕ ｒ ｎ ｎ ｔｒ ｅｐ ａ ｅｃ ｒｅ ｔ ＡＰＦ ｃ ｎ ｒｓｒ ｉ ＆ １ ｕ ｅ ａｍｏ ｉ ｕ ｒ ｎ 。ａ ｄ ｃ ｍ ｐ ｎ ａｅ ｒａ ｔ ｅ ｖ ａ ｅｔａｎ １ １ ３ ｎ ｍｂ ｒｈ ｒ ｎｃｃ ｒｅ ｔ ｎ ｏ ｅ ｓ ｔ ｅ ｃｉ ｖ
的谐 波 和 无 功 电 流检 测 方 法 可 以 准确 、 时 地 检 测 出三 相 电 流 中 的 任 意 次谐 波 及 无 功 电 流 ， 源 滤 波 器抑 制 １ 实 有 １次 和 １ ３
次谐 波 电流 ， 补偿 无 功 。 并
关键词 ：有源滤波 器； 无功补偿 ； 瞬时功率理论 ； 电能质量
ｒ ｃ ｉｉｒ ｂ ａ ｍｏ ｉ ｎ ｅ ｃ ｉ ｅ ｃ ｒ ｅ ｔｄ ｔ ｃ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｓ ａ ｔ ｎ ｏ ｓｐ ｗｅ ｈ ｏ ｙ ｓｍｕ ａ ｅ ｎ ａ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｅ ｔｆ ｙ ｈ ｒ ｎ ｃ ａ ｄ ｒ ａ ｔｖ ｕ ｒ ｎ ｅ ｅ ｔ ｔ ｏ ａ ｅ ｎ ｉ ｔ ｎ ａ ｅ ｕ ｏ ｒｔ ｅ ｒ ， ｉ ｌｔ ｓ ｏ ｃ ｉ ｏ ｒ ｅ ｏ ｎ ｖ ｆ ｔ ｒａ ｄ ｌ ａ ｙ ｔｍ ， ｎ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓｉ ｅ ａ ｌ ｉ ｅ ｎ ｏ ｄ ｓ ｓ ｅ ａ ｄ ａ ａｙ ｉ ｆ ｅ ｓ ｌ ｔ ｍ ｌ ｔ ｅ ｕ ｔ ｄ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔｈ ｉ ｌｔ ｎ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈ ａ ｏ ｉ ｎ ｅ ｅ ｓｍｕ ａ ｉ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅｈ ｒ ｎ ｃ ａ ｄ ｒ — ｏ ｍ
ｐ ｏｗ ｅ ． ｒ
Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｉ ｅ ｐ ｗｅ ｉ ｅ ； ｅ ｃ ｉ ｅ ｐ ｗｅ ｏ ｅ ｓ ｔｏ ｉ ｓａ ｔ ｎ ｏ ｓ ｐ ｗｅ ｈ ｏ ｙ ｐ ｗｅ ｕ ｌ ｙ ｙ ｗｏ ｄ ：ａ ｔ ｏ ｒ ｆ ｔ ｒ ｒ ａ ｔｖ ｏ ｒ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ；ｎ ｔ ｎ ａ ｅ ｕ ｏ ｒｔ ｅ ｒ ； ｏ ｒ ｑ ａ ｉ ｖ ｌ ｔ
谐波治理方案
谐波治理方案1. 引言谐波电流是电力系统中的一种常见问题，特别是在有非线性负载的情况下。
谐波会导致电网中的电压畸变、设备损坏以及其他负面影响。
因此，为了保障电力系统的正常运行和设备的安全运行，需要实施谐波治理措施。
本文将介绍一种谐波治理方案，以减少电力系统中的谐波电流。
方案包括谐波源的识别、谐波电流监测与分析、谐波滤波器的设计与应用等内容。
2. 谐波源的识别在电力系统中，谐波源可能来自于各种非线性负载，例如电弧炉、变频器、电子设备等。
通过谐波源的识别，可以确定谐波的产生位置和程度，从而为后续的治理措施提供依据。
识别谐波源的方法可以采取谐波电流监测仪器进行实时监测和分析，也可以通过分析电力系统中各个非线性负载的谐波特性来确定谐波源。
根据谐波源的识别结果，可以制定相应的谐波治理方案。
3. 谐波电流监测与分析对谐波电流进行监测和分析是实施谐波治理的重要步骤。
通过谐波电流监测，可以了解电力系统中谐波的产生和传播情况，确定谐波电流的频谱特性。
在监测期间，需要采集电力系统中各个节点的电流数据，并对其进行分析。
谐波电流分析可以采用频谱分析方法，通过对电流信号进行傅里叶变换，得到电流在不同频率下的谐波分量。
分析结果可以帮助确定主要的谐波成分和谐波级别，为后续的治理方案设计提供依据。
4. 谐波滤波器的设计与应用谐波滤波器是减少电力系统谐波的一种常用设备。
根据谐波分析结果，可以设计合适的谐波滤波器，并将其应用于电力系统中，以降低谐波电流水平。
根据谐波分析结果，可以确定谐波滤波器的额定电流和安装位置。
一般来说，谐波滤波器应该安装在负载侧，使其能够尽量接近谐波源，以最大限度地降低谐波电流。
在谐波滤波器的设计过程中，需要考虑到谐波滤波器的阻抗特性和谐波滤波器的使用寿命等因素。
合理设计和应用谐波滤波器可以有效地减少电力系统中的谐波电流。
5. 结论谐波电流是电力系统中的常见问题，为了保障电力系统的正常运行和设备的安全运行，需要实施谐波治理措施。
双桥12脉动整流器
12脉冲整流器原理12脉冲整流技术的发展由来已久，早在70年代初期，当大功率可控硅发展成熟之际，人们就已经发现了可控硅整流器在将交流电转换为直流电的同时，产生了大量的谐波电流注入到电网中，随之而来的就是谐波电流对电网中的其它负载产生的影响，为此，人们寻求一种解决方法，希望去除掉整流器产生的谐波电流。
在当时的技术水平和条件下，只有两种解决方案：其一是采用两套整流器通过不同相位的叠加，以便消除H5、H7次谐波，也就是12脉冲整流器；另外一种方案就是采用LC型的无源滤波器，试图消除（主要是）H5和（部分的）H7以及少量的其它更高次的谐波。
这在当时算是比较先进的技术。
12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。
两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。
桥1的网侧电流傅立叶级数展开为：iIA=iIa=2´31/2/p´Id( sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13w t-1/17Sin17wt-1/19sinwt+…)桥II网侧线电压比桥I超前30°，因网侧线电流比桥I超前30°。
iIA=2´31/2/p´Id( sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt+1/ 17Sin17wt+1/19sinwt+…)故合成的网侧线电流iA=iIA+iIIA=4´31/2/p(sinwt+1/11sinwt+1/13sin13wt+…)可见，两个整流桥产生的5、7、17、19、…次谐波相互抵消，注入电网的只有12k±1（k为正整数）次谐波，且其有效值与与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。
12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端、增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。
舰用12脉波整流器直流侧谐波分析
舰用12脉波整流器直流侧谐波分析舰用12脉波整流器广泛应用于各种大型电力电子系统，例如船舶电力系统和海上风力发电系统，其所产生的直流侧谐波会严重影响船舶设备的运行效率和系统设备寿命。
因此对舰用12脉波整流器直流侧谐波进行分析具有重要的实际意义。
首先，舰用12脉波整流器直流侧谐波的产生原因主要是由于电路存在的非线性元件导致电流波形失真所致。
例如，在12脉波整流器中，由于在输出滤波电容充电和放电过程中，电流波形存在峰值，但电容又无法承受这种高峰值电流，因此直流侧输出电压波形会出现谐波。
其次，舰用12脉波整流器直流侧谐波的频率大小可以通过公式f=n*f0（n为谐波次数，f0为整流器输出电压频率）进行计算。
当n为奇数时，谐波会产生在f0的整数倍，当n为偶数时，谐波会产生在f0的2/n处。
最后，为了降低舰用12脉波整流器直流侧谐波对设备的影响，可以采取以下措施：一是增加输出滤波电容容量，以减少电容充放电过程中的电流波形，从而降低输出电压的谐波含量；二是增加输出电感，以控制电容充放电时的高峰值电流，从而有效降低直流侧谐波；三是使用谐波滤波器，将谐波从输出电路中剔除掉，从而让直流侧输出电压波形更加平滑。
总之，舰用12脉波整流器直流侧谐波在船舶电力系统和海上风电系统中的影响不可忽略。
通过以上措施，可以有效地减少直流侧谐波，保证设备的运行效率和设备寿命。
为了更好地了解舰用12脉波整流器直流侧谐波产生的情况，以下列出了相关数据并进行分析：1. 输出电压频率：50Hz2. 输出电容电容量：4700uF3. 直流输出电压：120V4. 谐波滤波器频率：3KHz根据公式f=n*f0，可以计算出舰用12脉波整流器直流侧谐波频率的大小。
以n=5为例，有f=5*50=250Hz，即在输出电压频率50Hz的整数倍处产生谐波。
此时需要注意的是，谐波滤波器的频率应该在谐波频率附近，以达到剔除谐波的效果。
据此，可以选用3KHz左右的谐波滤波器。
选择性有源滤波器治理12脉波整流器的谐波
姚 自立
摘
夏华
陆红学
李晟
要 ： 本文 介绍 １ ２脉波 整流 器应 用选 择性 有源 滤波 器抑制 谐 波 电流和 补 偿无 功 ，采用
基 于瞬 时功 率 理论 的谐波 和 无功 电流 检 测方 法 。对有 源滤 波器 和 负荷 系统 进 行仿真 ，并对 仿 真结 果进 行 详细 分析 。仿 真结 果 表 明：基 于 瞬时功 率理 论 的谐波 和无 功 电流检测 方法 可
考 虑 ，确 定 负荷 的哪些 次数 谐波 需 要滤 除 ，
最后 采用 选择 性ＡＰ 滤 除这些 次数 的谐 波 。 Ｆ 本文 主要 研 究 的是选择 性ＡＰ 对 负荷 为 Ｉ Ｆ ２ 脉波 整流 器 的 电能质量 治理 ， 选择 性ＡＰ 对 Ｆ
其 它 类型 负荷 的 电能质 量 治理 与之类 似 。
２ １ ２脉波整流器及 其 电能质量 治理简介
ｌ 脉波 整流 器 由一 个 整 流变压 器和 两 ２
个 三相 桥式 电路 构成 ， 流 变 压器 为三绕 组 整 变 压器 ，两个 三相桥式 电路对 称 ，并分别与
网谐 波采 取有 效 抑制 并对无 功 功率 进行 补 偿 已经成 为 电力 系统 中一个 重 要课 题 。 联 并 型有 源 滤波 器（ Ｆ作 为 电能质 量 治理 的一 ＡＰ ）
一
个 关键环 节 。为 了更加准 确 、迅速地 检测 出电 网中瞬时 变化 的谐波 和 无 功 电流 ， 们 人
提 出 了各 种检 测方 法 。 文采 用 基 于瞬时 功 本 率理 论 的谐波 电流 检测 方法 ， 种 检测方 法 这 具有 受 电源频 率变 化的影 响最 小 、 检测精度 联一 个 ＡＰ ，为 了降低成 本 ，提 高 ＡＰ Ｆ Ｆ的 性价 比， 每个 Ａ Ｆ还并 联一 组投 切 电容器 ， Ｐ 补偿 负 荷 的无功 功 率 。如 图 ２ 所示 ，ＡＰ Ｆ 采用 三 单相桥 结构 。
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
电流谐波注入型12脉冲自耦变压整流器
（ ａｊｎ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｏ ａｔ ｓ＆ Ａ ｔ ｎ ｕ ｃ ，Ｎ ｎｉ １０ ６ ｈｎ ） Ｎ ｎｉｇ Ｕ ｉ ｓｙ ｆＡ ｒｎｕｉ ｅ ｉ ｃ ｓ ｏａ ｔ ｓ ａｊ ｇ ２ ０ １ ，Ｃ ｉａ ｒ ｉ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｒ ｄ ｃ ｈ ｏａ ａｍｏ ｉ ｄ ｓｏ ｔ ｎ ｏ ｈ ｎ ｕ ｕ ｒ ｎ ｕ ｔ ｅ ，ｈ ｔｏ ｆ ｉ ｐ ｔ ｈ ｒ ｏ ｉ ｓ ｒ ｃ ：ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｔ ｔｌ ｈ ｒ ｎ ｃ ｉｔｒ ｏ ｆ ｔ ｅ ｉ ｐ ｔ ｃ ｒｅ ｔ ｆ ｒ ｒ ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ｎ ｕ ａ ｉ ｈ ｍ ｎｃ
ｌ 引言
多脉 冲 不控 整 流 技 术 具 有 可 靠 性 高 、 过 载 能 力 强 、 用 于 中 、 功 率 场 合 的优 势 ， 适 大 即使 是 宽 变 频 输 入 电压 ， 不 会 影 响 输 入 电 流 Ｔ 也 ＨＤ、 出 电 输 压 脉 动 系 数 等 指 标 【， 而 在 对 整 流 器 要 求 较 高 ”因 的航 空 电源 领 域 得 到 广 泛 应 用 。 时 ， 脉 冲 整 流 同 多 技 术 存 在 输 入 电流 Ｔ Ｄ 依 赖 于 脉 冲 数 的缺 陷 ， Ｈ 且 随脉冲 数的增加 ，Ｈ Ｔ Ｄ减 少 越 来 越 不 明显 ； 时 ， 同 移 相 变 压 器 的绕 制 也 越 来 越 复 杂 。 因此 ， 进 一 步 要 降低整流器 的 Ｔ ＨＤ， 需 从 其 他 方 面 考 虑 。 还 英 国学 者 提 出 了 串联 型 电压 谐 波 注 入 整 流 器 方 案 。 在 两 组 整 流 桥 串联 的 １ 冲 整 流 电路 中 ， ２脉 通 过 单 相 二 极 管 整 流 桥 和 单 相 变 压 器 （ 有源 开 或
12脉波整流电路谐波治理方案研究
12脉波整流电路谐波治理方案研究Study on12-pulse rectifier circuit harmonic control plan吴畏文冲刘超WU Wei，WEN Chong，LIU Chao（广西电力职业技术学院，广西南宁市530007）（广西崇左市供电局，广西崇左市532200）（Guangxi Electric Power Institue Of V ocational Training，Nanning530007，China）（Guangxi Chongzuo Power Supply Bureau，Chongzuo532200，China）摘要：广西崇左网区，存在着许多电解锰一类的企业，其非线性负荷在运行过程中会产生谐波，对整个网区都造成污染。
通过对这类污染源的运行环境的了解，谐波的测试和分析以及仿真研究，针对电解锰行业用电特点，在各种谐波治理方式中，找出了一种性价比较高，而且企业也易于接受的治理方式，以点带面，逐步推广。
关键词谐波污染；Matlab仿真；谐波治理[课题项目]本文是广西壮族自治区教育厅科研项目课题“电网谐波治理”的研究报告之一。
Abstract：Guangxi Chongzuo power grid area,there are many electrolytic manganese kind of enterprise,the nonlinear load in the operation process will generate harmonic wave,the power grid area are cause pollution.Through this kind of pollution sources to the operating conditions of understanding,harmonic of testing and analysis and simulation,in view of the electrolysis manganese industry consumption characteristics,in all kinds of harmonic governance mode,find out a low cost and high performance,and enterprise also easy to accept the governance mode, from point to area,and gradually promotion.Key words：harmonic pollution；Matlab simulation；harmonic management [Project]This paper is the Guangxi Zhuang autonomous region provincial scientific research project topics"The Harmonic Management"one of the research report.0引言广西壮族自治区崇左市锰矿资源丰富，初步探明储量1.49亿吨，居全国第一。
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
12脉动谐波分析计算及建议最终
谐波分析计算及建议一、已知：P=1250KW V=6KV S= 100MV A(假设) 设定：α=30°（控制角） 重叠角γ=10°P----电机额定功率V----变电所进提升机房供电电压S----变电所母排短路容量二、6KV 电网等级电流（按最大启动电流：电流额定电流1.6倍计算）： A Id I 38.29260000750300066000/75061=⨯⨯⨯=⨯=ππ 三、计算各次谐波电流理论分析可知，12脉动理论上只有11次、13次、17次、19次谐波。
实际中其他次数的谐波含量有，但是很小。
1、11次谐波电流I 11=K h I 1/hI 11=0.078×292.38=19.94A ………………… ①2、13次谐波电流：I 13= K h I 1/hI 13=0.063×292.38=15.74A ………………… ②3、17次谐波电流：I 17= K h I 1/hI 17=0.04×292.38=3.44A ………………… ③4、19次谐波电流：I19= K h I1/hI19=0.03×292.38=2.31A…………………④5、其他次谐波：由于电网、触发脉冲等原因所致，理论分析5、7、17、19次谐波不存在,实际上仍然存在，但是实际也大大被抑制。
不会超过国家标准。
四、用户6KV母线（S= 100MVA）所允许的注入电网的各次谐波电流。
根据新国标GB/T14549-93：在100MVA时，允许：新I11=16A、新I13=13A、新I17=10A、新I19=9A 所以实际允许注入6KV电网的电流：I11实=16A …………………⑤I13实=13A …………………⑥I17实=10A …………………⑦I19实=9A …………………⑧五、结论(两种比较)1、按标书的技术指标1.1、比较①与⑤，②与⑥,③与⑦,④与⑧可知，11次、13次超过国家标准。
12脉中频炉专用变压器【12脉整流变压器】对电网谐波治理
12脉中频炉专用变压器（整流变压器）降低
电网谐波影响
洛阳星牛变压器生产的中频炉专用变压器（整流变压器）采用12脉波变压器则对网侧绕组的各次谐波均有消除作用.谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。
谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为l00Hz，3次谐波则是150Hz。
一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
产品结合负载特点和电网电压波动、大气过电压情况，根据整流变压器的负载状况，确定合理、可靠的绝缘水平和绝缘模型，充分保证产品的电气性能可靠和稳定。
产品环境安全系数≥1.67。
12脉整流变压器是二次线圈有六个引出极，实际是二个绕组，一个绕组接成“Y”型接线，有一组U、V、W引出，另一个绕组接成“△”型接线，还有一组U、V、W引出，该六个引出线与后面的整流装置结合组成12脉动波整流。
把被移动的两绕组电压叠加在一起就形成在一个周期内有12个脉动波形，有效的降低了高次谐波。
洛阳星牛变压器有限公司
2013年2月20日。
基于交错并联Boost型APFC电路的12脉波整流系统的直流侧谐波抑制系统
专利名称：基于交错并联Boost型APFC电路的12脉波整流系统的直流侧谐波抑制系统及方法
专利类型：发明专利
发明人：杨威,杨世彦,苍胜,李渊,王景芳
申请号：CN201310625795.0
申请日：20131128
公开号：CN103595231A
公开日：
20140219
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：基于交错并联Boost型APFC电路的12脉波整流系统的直流侧谐波抑制系统及方法，属于电力电子技术领域。
为了解决现有12脉波整流系统的直流侧谐波抑制系统及方法存在直流侧有源电路结构复杂、同步信号难以获取和抑制谐波效果差的问题。
采用交错并联Boost型APFC电路作为系统直流侧有源电路，采样平衡电抗器副边绕组电压信号作为基准三角波信号，且该信号与负载回路电流信号相乘后作为电流参考信号，通过信号处理及控制电路控制平衡电抗器的副边绕组电流跟踪副边绕组电压，使得平衡电抗器副边绕组电流与副边绕组电压同频同相，平衡电抗器副边绕组电流幅值为负载回路电流值的0.5倍。
本发明用于对12脉波整流系统谐波抑制领域。
申请人：哈尔滨工业大学
地址：150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
国籍：CN
代理机构：哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人：张利明
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双桥十二脉波换流器谐波干扰及处理实例
维普资讯
双 桥 十 二 脉 波 换 流 器 谐 波 干 扰 及 处 理 实 例
降 到 ６ｋ 组 成厂 内高压 供 电 网 。 Ｖ， 中频熔 炼 炉 连 接 的该 段 高 压 母 排 来 自一 额 定 容 量 为
宋 崇 河
（ 墅堰机 车 车辆 厂 ， 苏 常 州 ２ ３ １ ） 戚 江 １ ０ １
摘 要 ： 论 了双 桥 十 二 脉 波换 流 器 的谐 波 特 性 ． 绍 了产 生谐 波干 扰 后 的 分 析 和 处 理 结 果 。 讨 介 关 键 词 ： 频 炉 ； 波 干扰 ； 波 器 中 谐 滤 中 图 分 类 号 ： ２ ＴＰ ０ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
２ ６ １６ ４ ５ ２ ９ ０ ２ ０ ９ ０ ９ ０ ８ ． ． ． ． ． ． ． ．
由 于该 电 炉 电 气 系 统 没 有 其 它 限 制 谐 波 的措 施 ， 以认 定此 中频 熔 炼炉 的谐 波 比例超 出限值 。 可 于 是 决定 进行 现场 测 量 。 为排 除 其它 电器使 用 的影 响 ， 测量 安排 在 厂休 日进 行 。切 断包 括对 电容器 在 内 的 其 它负 载 的供 电 ，测 得 中频熔 炼 炉 交 流高 压侧 的 电
为 什 么 中频 熔 炼 炉 的投 运 会造 成 电容 器 组 电
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作 者 简 介 ： 崇 河 （ ９ ５ ） 男 ． 江 杭 州 人 ． 级 工 程 师 ， ６ 宋 １４一． 浙 高 １ ７年 毕 ９
业 于 浙 江 大 学 发 配 电 专业 ， 主 要 从 事 设 备 动 力 技 术工 作 。 现
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500kV圭山变电站12脉波整流融冰装置谐波抑制的分析研究
500kV圭山变电站12脉波整流融冰装置谐波抑制的分析研究摘要：2018年云南平均气温突破了历史同期最低记录，冰灾后，直流融冰技术在省内电力行业中得到了广泛应用，可控整流技术带来的谐波问题也随之而来，本文结合现有对高压直流输电谐波的理论研究成果,通过对云南500kV圭山变电站12脉波整流融冰装置交流侧的典型波形进行了统计分析,整理出直流融冰系统交流侧谐波存在的一些特点,分析研究后提出治理方案,为以后新建厂站的直流融冰装置进行滤波设计时提供参考。
关键词：直流融冰；谐波；仿真统计；分析研究；治理引言入网整流融冰设备的谐波源主要是晶闸管整流器，晶闸管整流器即使在理想状态下运行（即三相交流系统完全对称，直流换流电抗等于零）时，整流变二次绕组也会流过全方波电流，对应的一次绕组流过梯形波电流，其电流波形发生畸变，对于三相全控桥12脉波整流器，变压器原边及供电线路中含有11、13、23次等高次谐波电流，而三相交流系统很难完全对称，造成谐波成分更复杂，电压与电流波形发生畸变更严重，注入电网后将对电气设备产生危害，所以必须采取措施有效抑制谐波注入电网。
为满足整流融冰装置投入后，圭山变电站500kV、220kV侧母线电压谐波总畸变率小于2.0%，35kV侧母线电压谐波总畸变率小于3.0%的入网要求，根据系统条件进行分析研究，保证融冰设备符合入网条件。
1.直流融冰装置回路结构500kV圭山变电站直流融冰装置主回路结构采用12脉动整流方式，由整流变压器、晶闸管换流器、平波电抗器组成，经过站内35kV侧Ⅲ段母线接入系统，见下图。
其中，融冰装置额定输出容量60MW，额定电流4500A，额定电压13.45kV；整流变额定容量70/35/35MVA，额定电压35±2x2.5%/5.5/5.5kV，短路阻抗Ud1-2 = Ud1-3=20%，接线方式D-d-y11；平波电抗器电感值8mH，额定电压35 kV，额定电流4500A。
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12脉波整流电路谐波治理方案研究Study on12-pulse rectifier circuit harmonic control plan吴畏文冲刘超WU Wei，WEN Chong，LIU Chao（广西电力职业技术学院，广西南宁市530007）（广西崇左市供电局，广西崇左市532200）（Guangxi Electric Power Institue Of V ocational Training，Nanning530007，China）（Guangxi Chongzuo Power Supply Bureau，Chongzuo532200，China）摘要：广西崇左网区，存在着许多电解锰一类的企业，其非线性负荷在运行过程中会产生谐波，对整个网区都造成污染。
通过对这类污染源的运行环境的了解，谐波的测试和分析以及仿真研究，针对电解锰行业用电特点，在各种谐波治理方式中，找出了一种性价比较高，而且企业也易于接受的治理方式，以点带面，逐步推广。
关键词谐波污染；Matlab仿真；谐波治理[课题项目]本文是广西壮族自治区教育厅科研项目课题“电网谐波治理”的研究报告之一。
Abstract：Guangxi Chongzuo power grid area,there are many electrolytic manganese kind of enterprise,the nonlinear load in the operation process will generate harmonic wave,the power grid area are cause pollution.Through this kind of pollution sources to the operating conditions of understanding,harmonic of testing and analysis and simulation,in view of the electrolysis manganese industry consumption characteristics,in all kinds of harmonic governance mode,find out a low cost and high performance,and enterprise also easy to accept the governance mode, from point to area,and gradually promotion.Key words：harmonic pollution；Matlab simulation；harmonic management [Project]This paper is the Guangxi Zhuang autonomous region provincial scientific research project topics"The Harmonic Management"one of the research report.0引言广西壮族自治区崇左市锰矿资源丰富，初步探明储量1.49亿吨，居全国第一。
整个网区的电解锰企业众多，在用电过程中会产生大量的谐波注入公用电网，从而导致电网的电压、电流波形发生畸变，电能质量下降，影响客户正常用电。
本文以该网区的某典型电解锰企业负荷为例，说明治理这类谐波的方法。
1谐波治理情况分析目前谐波污染治理的解决方案，无外乎是有源滤波和无源滤波两大类。
有源滤波器是利用可控的功率半导体器件，向电网注入与谐波源电流幅值相等且相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的，补偿效果非常理想。
但是，有源滤波器的价格却是无源滤波器的数倍，客户不易接受。
无源滤波器的价格则较低，在一些特定情况下，滤波效果也非常理想。
它是由电容器、电抗器、电阻器等无源元件组成，对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路，达到滤除谐波的作用。
对于任意h次的高次谐波，当滤波器满足h X L=X c/h条件时发生谐振，即可滤除该次谐波。
根据上式，当频率低于h次谐波时（如基波），此时容抗就大于感抗，滤波器呈现容性。
因此，无源滤波器不仅能消除高次谐波的影响，还能对客户进行无功补偿，提高功率因数，节约电费。
由于电解负荷是典型非线性负荷，所以，为了减少谐波，该企业采用了等效12脉波的整流变压器。
它是通过两个6脉波三相桥式电路组合而成，如图1所示，它的接线方式为Y/Y/△，二次侧的Y形和△形接线相位差是30°，故使整流的输出电压在一个周期内脉动12次，可以实现12脉波整流的效果。
图1中的VT1（Y 接线）侧电流的傅立叶级数展开式为：......)19sin 19117sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32+--++--⨯=t t t t t t t I i d y ωωωωωωωπVT2（△接线）侧线电压比VT1滞后30︒，傅立叶级数展开式为：......)19sin 19117sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32△+++++++⨯=t t t t t t t I i d ωωωωωωωπ故两侧合成电流为：......)13sin 13111sin 111(sin 34△+++⨯=+=t t t I i i i d y d ωωωπ由上式可见，从理论而言，两个整流桥产生的5、7、17、19……等次谐波相互抵消，注入电网的只有12k ±1（k 为正整数）次特征谐波，谐波种类大大减少，这为选用无源滤波器滤波创造了有利条件。
2Matlab 仿真2.1仿真电路图2是Matlab软件的仿真接线图，图中的主要设备有：2.1.1三相电源（Three-Phase Source）及输电线路等值电路（Three-Phase Parallet RLC Branch），给整流电路提供和输送电能；2.1.2三相变压器（Three-Phase Transformer）该企业的三相变压器变比为35/0.4kV，它的接线方式为Y/Y/△，其原理接线图见图1中的T部分；2.1.3整流器组（Rectifier）它是由两个6脉波整流器（即图1中的VT1和VT2）连接而成，如图3所示。
它的输入端电压由三相变压器二次侧的Y形接线和△接线分别引入，门极的脉冲则来自于同步12脉冲发生器，输出端则以串联的方式连接后再输出直流电压。
最后对整个子系统进行封装，形成一个整流器组，所以它实际上等效为一个12脉波整流器；2.1.4同步12脉冲发生器（Synchronized12-Pulse Generator）输入端的三相电源来自于母线B1，输出端有PY和PD两组，每组有6个脉冲，其中PY输出到变压器二次绕组Y形连接的整流桥，PD则输出至二次绕组△形连接的整流桥，PY的输出脉冲比PD的输出脉冲超前30°。
2.1.5Breaker为断路器，用于检验滤波器在投入或退出状态下的滤波效果；2.1.6UDC为直流输出端；2.1.7Scope为示波器，此处设置为可观察母线B1处的三相电压波形和电流波形，以及母线B2处的电流波形；2.1.8powergui是一个电力图形用户界面，其中包含有FFT Analysis，可对各次谐波进行傅立叶分析，包括波形图和频谱图；2.1.9无源滤波器2.1.9.1C型滤波器（C type）：在实际运行中，如果出现整流设备的对称性较差，或触发角控制不好等情况，会在电路中出现一些其他次谐波（如3、5、7次等）小幅超标或接近限值，此时可用它将其滤除，该处调谐为与5次谐波发生谐振；2.1.9.2双调谐滤波器：如图中的11th/13th滤波器，专门用于滤除超标严重的11、13次谐波；2.1.9.3高通滤波器：如图中所示的23th HP滤波器，用于滤除23次及以上的高次谐波。
2.2未接入滤波器如图4所示，当断路器Breaker断开时，无源滤波器并未接入电路中，从powergui的FFT analysis可以清楚的看到，波形变形严重，频谱图中的11、13次超标严重，35、37也略微超标。
由此也可看出，超出国标限值谐波的次数很少，因此，可以针对为数不多的超标谐波，采用价格较低的无源滤波器，就完全能在滤除超标谐波方面达到一个很好效果，同时，无源滤波器还能给企业提供无功补偿，提高功率因数。
2.3接入滤波器如图5所示，当断路器合闸后，C型滤波器、双调谐滤波器以及高通滤波器接入电路，滤除了各自相对应的超标谐波。
从波形图可以看出，正弦波形已基本恢复到正常波形，而频谱图显示的总谐波畸变率THD=0.61%，完全能满足要求。
进一步通过观察各次谐波畸变率列表List(relative to Fund.or DC)显示，所有次数谐波的畸变率数值均远低于相应的国标限值。
3结论综上所述，有源滤波器的滤波效果较好，但价格相对也较高。
对于电解锰这一类采用12脉波整流设备的企业，在产生的超出限值的谐波次数并不太多的情况下，完全可以利用相对简单、且价格较低的无源滤波器滤波，同样也能达到理想的治理效果，而且还给企业补偿了无功功率。
实践也证明，企业更易于接受这种解决谐波污染的方式。
4参考文献[1]李维波MATLAB在电气工程中的应用中国电力出版社2007年8月第一版[2]黄忠霖黄京MATLAB实践国防工业出版社2009年1月第一版[3]洪乃刚MATLAB仿真机械工业出版社2006年5月第一版[4]乔治·J·瓦基勒(奥地利)译者:徐政电力系统谐波－基本原理、分析方法和滤波器设计（Power Systems Harmonics:Fundamentals,Analysis and Filter Design）机械工业出版社2003年8月第一版[5]/。