高压变频器输出电压谐波分析_杨琼涛
SPWM三相变频调速电路的谐波分析
・02・No 12 Vol 120过 SPWM 三相变频调速电路的谐波分析摘 要 :在理论分析和电路仿真实验数据的基础上 ,总结出 SPWM 三相变频器谐波的分布特点 ,为变频 器输出滤波器设计提供了理论依据 ,并通过电路仿真实验予以验证 。
关键词 :变频器 ;正弦脉宽调制 ;谐波分析 ;滤波器交流电动机变频调速以其高效节能 ,调速性能好 ,易实现数字化控制等显著优点 ,在现代电力拖动系统中已得到广泛应用 。
由于系统能量变换的主要形式为 AC —DC —AC ( 交 —直 —交) 变换 。
而实现 DC —AC 环节变换的变频器 ,以脉宽调制 ( PWM) 技术为主流 。
因 PWM 技术所固有的脉冲性质 ,使输 出电压中谐波含量高 ,由此引起的负面效应 :使电机过热 、 压导致绝缘提前老化甚至击穿 ,产生机械振 动和噪声以及电磁干扰现象等 。
特别是在中压 、高压 、大容量变频调速系统中尤其严重 。
为消除其影 响 ,最简便有效的措施就是在变频器输出端装设低通滤波器 。
本文对目前应用最多的基于 PWM 下的 正弦脉宽调制 ( SPWM) 变频电路进行谐波分析 ,为变频器输出滤波器的设计提供理论依据 。
1 SPWM 三相变频器的电路结构及调制特性SPWM 三相变频调速电路主回路拓扑结构如图 1 (a) 所示,功率开关 P —MOSFET 管 T1 T6 组成三 相桥式逆变电路 ,其控制端 G1 G6 受 SPWM 波控制 ; 变频器输入直流 电 压 为 VD ( 由 三 相 整 流 装 置 提供) ,输出端经 RL C 滤波器与交流电动机相连接 。
控制电路采用 SPWM 调制方式 ,如图 1 ( b) 所示 。
利 用三角载波 u c 和三相正弦调制信号 u r 进行比较 ,在交点处产生驱动信号 V G1V G6 ,即 SPWM 波 。
当 变频器三相桥臂功率开关 T1 T6 在驱动信号控制下 ,工作于适时 、适式的通断状态时 ,输入直流电压被 转换成等幅而脉冲宽度按正弦函数关系变化的三相脉冲序列电压输出 ,其相电压为双极性脉冲 ,线电压 为单极性脉冲 。
高压变频器谐波的影响及处理
高压变频器谐波的影响及处理发布时间：2021-07-05T11:02:37.533Z 来源：《基层建设》2021年第10期作者：陈思[导读] 摘要：分析了火电厂中高压变频器谐波产生的原因，并介绍谐波的危害，提出处理方法，将变频器产生的谐波控制在最小范围内，可以有效的提高电源质量。
大唐长春第二热电有限责任公司吉林长春 130031摘要：分析了火电厂中高压变频器谐波产生的原因，并介绍谐波的危害，提出处理方法，将变频器产生的谐波控制在最小范围内，可以有效的提高电源质量。
关键词：变频器；谐波；危害；措施变频器是火力发电厂中广泛应用的调速设备，采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显，调节方便等优点而被越来越多的应用。
由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载，变频器在现场通常与其它设备同时运行，例如计算机和传感器，这些设备常常安装得很近，这样可能会造成相互影响。
因此，变频器的非线性，冲击性用电的工作方式，带来的干扰问题亦倍受关注。
对于一台变频器来讲，它的输入端和输出端都会产生高次谐波，输入端的谐波会通过输入电源线对公用电网产生影响。
以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一，其对电力系统中电能质量有着重要的影响。
1 变频器谐波的产生谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不呈线关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。
谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。
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。
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，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
从结构来看，变频器可分为间接变频和直接变频两大类。
间接变频将工频电流通过整流器变成直流，然后再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流。
高压变频器的谐波分析
高压变频器的谐波分析作者: 来源: 转载发布时间: 2006-12-1 10:07:52高压变频器的整流和逆变线路都使用了电力电子器件的开关特性，在其输入和输出端都会产生波形畸变，对供电线路和负载电机造成有害的影响。
因此高压变频器的谐波含量是决定其性能和应用效果的重要参数之一。
在这一讲中，我们将对这种谐波影响的机理和消除方法作一介绍。
2.1 谐波对供电电源的影响对供电电源而言，高压变频器的开关特性形成一个非线性负载。
这种非线性负载改变了交流电力线路中电流的正弦波特性，从而在交流电力系统中产生有害的高次谐波。
这种谐波影响的机理如图1所示。
图中，PCC为配电线路的公共供电点，变频器为连接于该点的谐波源，其谐波电流经过电源内阻的耦合作用，造成PCC点交流电压的波动。
此谐波电压将使连接PCC点上的通讯设备、计算机及其他用电设备受到干扰，严重时不能正常工作。
又由于电源内阻Zs 的电阻极小，可忽略不计，基本上是一个电抗。
当电网上接有功率因数补偿器等电容负载时，电源电抗有可能和负载电容形成谐振，这个谐振频率接近于谐波源的某个谐波频率时，会在PCC点上产生很高的谐波电压。
为此，必须使变频器的谐波电流减小到一定程度，才不会对电路中的其他设备造成有害的影响。
2.2 IEEE-519简介为了限制变流装置对电力系统的谐波干扰，有利于电力电子装置的推广应用，世界各国都相继制定了有关的国家标准，以保证电网的供电质量。
其中最具权威性的是美国电气和电子工程协会(IEEE)制定并作为美国国家标准(ANSI)的IEEE-519。
IEEE-519在1981年首次颁布，称为“IEEE std.519-1981 关于静态功率变换器的谐波控制和无功补偿的指南”。
1992年经修订后又重新发布了“IEEE s td.519-1992”,称为“IEEE对电功率系统中谐波控制的要求和推荐标准”。
该标准详细分析了波形畸变的原因及其影响; 确定了判别畸变程度的参量; 制定了对电力系统中波形畸变的限制; 介绍了波形畸变的分析方法和控制措施等，对从事大功率变频调速系统开发和应用的工程技术人员具有指导性的作用。
变频器运行过程中产生谐波分析及治理实例
变频器运行过程中产生谐波分析及治理实例摘要：电网中大量存在的非线性负荷是谐波产生的根源。
谐波电流注入电网，通过电网阻抗产生谐波压降，叠加在基波上引起电网的电压畸变。
对电子设备的影响是谐波的主要危害之一，本实例中主要问题为ABB厂家ACH550系列变频器投入运行后造成就近的电子设备及通信电缆无法正常工作，特别是通信线路数据上传后失真甚至无法正常显示。
经过对供电系统在四种运行方式下谐波含量的测量数据进行分析，正常运行时各次谐波含量较高，且由于改造项目现场通信电缆为同轴电缆，同轴电缆由于自身存在缺陷使得谐波的在系统中的影响更明显，后期经过现场整改措施，通过增加串联电抗器后滤波效果明显，有效减小了谐波的影响。
关键词：非线性负荷；谐波；同轴电缆；电抗器一、现场背景1.1 同轴电缆基带传输易出现的干扰原因基带传输的一个缺点就是抗干扰能力差，同轴电缆的屏蔽层对频率越低的电磁波的屏蔽作用越差，因此易受到广播干扰和低频电磁波的干扰。
1.1.1广播干扰同轴电缆在架空设置时，电缆线本身就成了一根很长的天线，在受到广播电磁波感应时，感应出电位差，这个电位差产生在电缆线屏蔽层两端（芯线也存在感生电位差，但很小），那么，屏蔽层、信号源内阻、芯线及芯线、75欧姆负载、屏蔽层形成了回路，这个电位差通过回路形成干扰电流，并在负载电阻75欧姆上形成干扰压降叠加到视频信号上。
这种干扰一般在几百KHz到几MHz，对图像产生较为稳定的网纹干扰，干扰频率越高，网纹越细越密，大于10MHz的干扰基本上不影响观看效果。
抑制这种干扰的最好办法是电缆埋地铺设，或采用铅包电缆，也可以采用具有外屏蔽层的对称平衡电缆作为传输线。
当只能采用同轴传输时，应使电缆线屏蔽层单端接地，同时在接收端设置对称输入的电缆补偿器。
采用高电平传输方法也可以很好地抑制广播干扰，方法是将1Vp-p的视频信号放大到5至8Vp-p后再进行传输，在接收端干扰电平相对于视频信号就减小了，传输的距离也可以更远。
一种SVPWM逆变器输出电压谐波的分析方法
Ａｎａ ｙ ｉ ｅ ｈｏ ｅ ｏ Ｏｕ ｐｕ ｌａ ｅ Ｈ ａ ｍ ｏ ｉ ｌ ｓｓＭ ｔ ｄ Ｕｓ ｄ ｔ ｔ ｔＶｏ ｔ ｇ ｒ ｎ ｃ Ｃｈａ ａ ｔ ｒｓｉ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｏ ＶＰＷ Ｍ ｎｖ ｒ ｅ ｆＳ Ｉ ｅｔｒ
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为 Ｕ 的幅 值 ； 为 Ｕ在 线 性 调 制 区边 界 的最 大 幅值 。
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（ ． 安 大 学 ，陕 西 西 安 １ 长 ７０ ６ ； ． ： Ｉ 业 大 学 ，陕 西 西安 １０４ ２西 Ｉ Ｌ ７０ ７ ） １０ ２
摘要 ： 波形控制技术是逆变器领 域的研 究热 点， 需要研究有效的方法来分析相关 Ｐ ＷＭ逆变器 的输 出电压 谐波 及其
对高压变频器工作产生高次谐波的治理分析
对高压变频器工作产生高次谐波的治理分析在电力系统运行过程中，高压变频器是重要的供应设备之一现。
科学进行高压变频器谐波调控可减少电力传输体系的运维次数，提升区域电力供应的安全性。
由此，关于高压变频器谐波问题的有效处理，是电力系统自我更新的理论参考依据。
标签：高压变频器;高次谐波;治理引言随着高压变频器的推广应用，工业场所内使用高压变频器的设备越来越多，相应也产生了一些新的问题，其中高压变频器对电网的干扰严重影响了供电质量和设备的安全运行。
与一般无线电电磁干扰一样，变频器产生的高次谐波通过传导、电磁辐射和感应耦合3种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。
1高压变频器作业产生高次谐波的危害与影响1.1危害随着工业生产技术不断提高，当今变频器在风机机组中的应用愈加广泛，除了有效提高了企业的生产效率，同时也增加了高次谐波影响。
高次谐波电流会在电力系统单重产生压降，导致电压变形变成非正弦谐波电压，这种情况不仅会导致风机机组及其相关设备磁滞以及涡流损耗增加，同时也会让绝缘材料承受较高的电压荷载。
由于风机机组中的铜材料非常多，而高次谐波会导致机组、变压器铜耗增加，所以在高次谐波影响下会导致电压升高，电力系统局部过热、机组运行增加电流等问题，加速输电线路绝缘体老化效率，减少了变压器的使用寿命。
同时，高压变频器在应用中产生了高次谐波，对电机电路系统也会造成影响，严重影响设备使用效率和性能，甚至对整个电力系统造成了影响。
如今，高压变频器产生的高次谐波对风机机组、电力系统的影响愈加明显，所以加强高次谐波治理不容忽视。
1.2影响生产企业中风机机组为了能够实现自动化控制，配备了IGBT高压大功率变频器。
在实际使用中，导致了新区变电所各级电力系统受到十分严重的高次谐波影响，严重影响电力系统安全运行。
并且自从高压变频器投入使用以来，出现了多次的电气故障问题。
通过对整个风机机组以及高压变频器运行参数来看，其主要的影响表现在以下几点：①通过分析是电缆电容作用导致谐波电流传递中产生并联放大情况。
关于变频器应用之中的谐波干扰与抑制分析.docx
关于变频器应用之中的谐波干扰与抑制分析变频器在实际的工业领域应用较为广泛，以其节能效果好、自动控制程度高受到了越来越多的关注。
但在实际的应用过程中，由于谐波干扰问题，导致变频器的效果会受到一定的影响，并有可能会对其他的设备造成影响，本文通过对变频器应用过程中的谐波干扰问题，对其抵制措施进行分析。
由于在变频器中使用了整流二极管与晶闸管等器件，在工作时会在输入输出电路中产生一定的高次谐波，对于电网将会形成一定的干扰，造成电压畸变，对邻近的电气设备造成影响，对于一些精密的仪器更是作用明显，最终导致控制对象有准确度出现较大偏差。
变频器多应用于大功率的机电设备中，干扰问题解决不好，将会对整个系统造成严重影响，所以需要对谐波干扰问题进行系统研究，并采取相关的措施解干扰问题，达到自动化控制的精确化。
变频器分类变频器从结构上来讲，主要分为间接变频器与直接变频器两种，间接变频，顾名思义，则是通过工频电流进行整流后变为直流，再通过逆变器变成可控的交流电。
直接变频器则没有中间的环节。
间接变频器是目前应用较多的，从结构上进行细分，主要有三种形式。
通过可控整流器对电压进行改变，把调压与调频分布在两个环节中；采用非控制整流器对谐波进行斩截，用脉宽来进行调压；第三是采用可宾从关断的全控器件输出特定波形来形成近似正弦波。
变频器谐波产生原理谐波主要是指对于周期性的非正弦电量在进行傅立叶级数分解时除了得到频率相同的分量外，还能够得到的大于基本波频率的分量。
谐波是一种干扰分量，对电网造成负面影响。
由于变频器中采用了晶闸管元件，在电网中吸取能量为非连续正纺波，以脉动的方式向电网获得电流，反馈回电网后，与系统的脉动电压叠加形成一定的波形畸变，其中的高频次谐波将会对供电系统造成一定的干扰。
谐波干扰分析变频器产生的谐波将沿着输入线路向上传导从而进入到电路，对电源上的其余电器形成干扰，另外还可能会向下传输，对终端的负载产生影响，变频器高次谐波通电缆会向空间进行辐射，对电气设备形成干扰，另外还可能会通过电磁感应、线路间的分布电容进行传播。
谐波分析仪WT3000应用实测：测量变频器效率
谐波分析仪WT3000应用实测：测量变频器效率谐波分析仪WT3000应用实测：测量变频器效率具有谐波分析功能的数字功率计WT3000可进行高精度、高测量效率，实现输入输出同步测量当对功率转换器进行效率测量时，能够同步测量输入和输出十分重要。
WT3000最多提供4个输入单元，同步测量单相输入/三相输出或三相输入/三相输出。
由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。
对于富含谐波的变频器输出的PWM波，其谐波主要集中在载波频率的整数倍附近，当载波频率高于基波频率40倍时，一般精度和带宽的谐波分析仪不能满足需要。
精确测量PWM电压波形的基波评估变频器驱动电机时，电压的基波成分是关键测量参数之一。
由于电压MEAN值(校准到rms值的整流平均值)的测量值与电压基波成分相似，所以电压MEAN值可用作正弦调制PWM 波形的电压测量。
但是近些年来，随着电机驱动技术的日益复杂，纯正弦调制PWM日益减少，经常出现电压平均值与基波电压相差较大的情况。
WT3000的可选谐波分析功能(/G5或/G6选件)可以在不改变测量模式的情况下，同时精确测量常规项目(如有功功率)以及基波和谐波成分。
无中线的相电压测量使用Delta计算功能(/DT选件)，无中线的被测对象以三相3线的接线方式测量，可以计算相电压。
WT3000的谐波分析功能具有更高的精度：测量仪器损耗修正功能测量设备的输入电阻产生的仪器损耗在理论上是无法避免的问题。
但是，通过在测量值中补偿潜在的仪器损耗，您可以打破传统观点，取得更高的测量精度。
以三相4线接线测量三相输入/三相输出时，您可以通过两台仪器同步测量输入和输出。
高压超高压电缆的电能质量与谐波分析
高压超高压电缆的电能质量与谐波分析随着电力工业的快速发展，高压超高压电缆在电力传输领域扮演着重要的角色。
然而，随之而来的电能质量问题和谐波问题也引起了广泛关注。
本文将对高压超高压电缆的电能质量和谐波进行分析，并探讨可能的解决方案。
首先，我们来了解一下什么是电能质量和谐波。
电能质量是指电力系统供电的稳定性和纯净性，包括电压和频率的稳定性、波形的纯净性等。
而谐波是指电网中不同频率的波形叠加在一起，导致电能质量下降，可能造成电力设备的故障和损坏。
高压超高压电缆的电能质量问题主要表现在以下几个方面。
首先，电压波动和频率变化可能影响供电设备的正常运行。
特别是在高压超高压电缆长距离传输时，电能损耗和电压降低会导致电压波动。
其次，电压波形的畸变可能产生谐波，导致电力设备产生噪声和振动，甚至损坏设备。
此外，高压超高压电缆的电能质量问题还可能对用户造成电磁辐射和干扰。
针对高压超高压电缆的电能质量和谐波问题，可以采取一些解决方案。
首先，加强电力系统的监测和管理，及时发现和解决潜在的电能质量问题。
通过安装合适的传感器和监测设备，可以实时监测电能质量，及早发现电压波动、谐波等问题。
其次，采用有效的补偿措施，改善电能质量。
例如，可以通过安装无功补偿设备，对电网中的功率因数进行调节，减少电能损耗和电压波动。
此外，还可以采用滤波器来减少谐波，保证电力设备的正常运行。
另一方面，在高压超高压电缆的设计和制造过程中，也可以采取措施来降低电能质量和谐波问题的发生。
首先，合理选择电缆的材料和制造工艺，提高电缆的传输效率和稳定性。
其次，进行电缆的合理敷设和接地，减少电磁辐射和干扰。
此外，还可以采用多层绝缘、屏蔽和隔离等技术，降低谐波的产生和传播。
在电力工业的发展中，高压超高压电缆的电能质量和谐波问题仍然是一个挑战。
因此，我们需要不断改进和优化电力系统的设计和管理，提高电能质量和谐波分析的能力。
只有这样，才能确保高压超高压电缆能够稳定可靠地传输电能，保证电力设备的正常运行。
变频器输出谐波对电缆绝缘影响的实例分析及对策
技术与应用2016年第10期104变频器输出谐波对电缆绝缘影响的实例分析及对策杨 楠（中天合创化工分公司，内蒙古 鄂尔多斯 017317）摘要 以某化工公司合成橡塑装置101线挤压机电缆故障处理为工程实例，从变频器的工作原理出发，详细分析逆变器高次谐波的产生机理，进而对谐波函数进行功率运算，得出热效应积累加速电缆绝缘老化的结论，并结合预防性试验的工作经验，提出解决方案。
关键词：变频器；谐波；电缆；热效应；绝缘The Affection of Insulation for Power Cable by Harmonic ofTransducer Output Analysis and SolutionsYang Nan(Zhong Tian He Chuang Chemical Industry Company, Oldos, Inner Mongolia 017317)Abstract Regard one power cable fault of the 101th Line extruder generator pertained to one chemical corporation’s Synthetic Rubber And Plastic production unit as an instance. Start from the operating principle of transducer, analyze the mechanism of high-order harmonic produced by inverter, and then take a computational analysis of the harmonic functions’ power, reach a conclusion that accumulation of heating effect accelerates the cable insulation’s worse, and propose some effective solutions combined with the experiences of electric engineering precautionary tests.Keywords ：transducer; harmonic; cable; heat effect; insulation在2015年夏季的一次洪灾中，某化工公司合成橡塑装置8条生产线全部被洪水及淤泥严重侵蚀，其中101线在经过5天紧急抢修后投产，然而其挤压机电机电缆在运行54h 后发生短路故障，使生产线再次停工。
电力系统中的电压波动与谐波分析与优化
电力系统中的电压波动与谐波分析与优化电力系统是现代社会的重要基础设施，它为各个行业提供稳定可靠的电能供应。
然而，在电力系统中，常常存在电压波动和谐波的问题。
这些问题对电力设备的正常运行、电能质量以及用户设备的稳定性都会产生不利影响。
因此，对电力系统中的电压波动与谐波进行分析与优化具有重要意义。
电压波动是电力系统中常见的问题之一。
它通常是由于负载变化或故障引起的，例如大型电机的启动和停止、电弧炉的接通和断开等。
电压波动会对灵敏的电子设备和灯具造成影响，进而导致设备的短暂失效或者减少寿命。
因此，对电力系统中的电压波动进行合理的分析和优化非常重要。
谐波是电力系统中的另一个常见问题。
谐波是指电压或电流信号中频率是基波频率的整数倍的成分。
谐波主要由非线性负载引起，例如电弧炉、变频器和电子设备等。
谐波会导致电力系统中电流增大、变压器过热、电能表读数错误等问题。
因此，谐波分析和优化是电力系统中必不可少的工作。
为了解决电力系统中的电压波动和谐波问题，首先需要进行分析。
在电压波动分析中，可以采用电能质量监测仪来连续记录和分析电压的变化。
通过对波动频率和振幅进行分析，可以确定产生波动的原因，并采取相应的措施进行优化。
在谐波分析中，可以使用谐波分析仪来检测和测量电压和电流中的谐波成分。
通过对谐波的频率、幅值和相位进行分析，可以确定谐波的来源和影响程度。
在进行电压波动和谐波分析的基础上，可以采取一些优化措施来改善电力系统的性能。
对于电压波动问题，可以采用合适的补偿装置，例如电压稳定器和无间歇电源系统等，来提高电压的稳定性和可靠性。
对于谐波问题，可以采用滤波器和变压器来限制谐波的传播和衰减，从而减少谐波对电力系统和用户设备的影响。
此外，在电压波动和谐波优化中，还可以采用智能电网技术和新能源集成技术。
智能电网技术可以通过实时监测和控制电力系统中的电压和谐波，实现电力系统的自动化和优化。
新能源集成技术可以将可再生能源（如太阳能和风能）与电力系统集成，从而缓解电力系统中的电压波动和谐波问题。
高压变频器谐波的分析与研究（一）
高压变频器谐波的分析与研究(一)当电动机容量较大时，大功率变频器的输入谐波对电网的影响以及输出谐波对电动机的影响成为了交流变频系统中突出的问题。
为了减小大功率变频器的谐波，普遍采用多脉动整流、变压器耦合输出、多电平和单元级联技术，形成了以多脉动整流拓扑或多电平拓扑为输入级、以变压器耦合输出或多电平输出拓扑为输出级的大功率变频器主电路，以及多重化结构的大功率变频器主电路。
本文对目前几种有代表性的高压变频器主电路拓扑及输入输出谐波进行了分析，并与IEEE-519标准进行比较，研究了变频器的谐波特性。
1 引言由于大功率风机、水泵的变频调速方案可以收到显著的节能效果,具有重大的经济效益,因此,高压大功率变频调速技术的研究已发展成为各国节能事业的主导方向之一。
电力电子变流电路仍然是变频技术的核心,由于电力电子器件都工作于开关状态,由这些电路构成的装置已成为电力系统中的主要谐波源,变频器输出的谐波电流会引起谐振和谐波电流放大,危害旋转电机和变压器,影响继电保护和电力测量准确性。
近年来,围绕抑制谐波电流,研究人员在电路结构和控制技术等方面提出了不同的整流和逆变方案,形成了多样化的大功率变频技术。
请登陆:输配电设备网浏览更多信息本文系统地归纳了高压大功率变频器的结构，研究了各类变频器的谐波抑制原理，深入分析了高压大功率变频器的输入、输出谐波，并以IEEE-519规定为标准，进行了比较研究，为变频器的选择提供了参考。
2 谐波抑制标准(IEEE-519)简介为了限制变流装置及非线性负载对电力系统的谐波干扰，世界各国及相关组织都制定了有关标准，以保证电网的供电质量。
其中最具权威性的是美国电气和电子工程协会(IEEE)制定并作为美国国家标准(ANSI)的IEEE-519。
该标准详细分析了波形畸变的原因及其影响;确定了判别畸变程度的参量;制定了对电力系统中波形畸变的限制;介绍了波形畸变的分析方法和控制措施等，对从事大功率变频调速系统开发和应用的工程技术人员具有指导性的作用。
高压直流输电中的谐波分析
高压直流输电中的谐波分析摘要】本文主要围绕高压直流输电中的谐波展开分析，明确谐波分析的意义和间谐波的危害，就其不稳定的类型和分析方法展开研究，探究优化谐波问题、保障高压直流输电工作顺利开展的方法。
【关键词】高压；直流输电；谐波分析随着工业化发展，高压直流输电技术也不断发展进步，电网规模也在不断扩大，输电系统的复杂性逐渐增加，谐波间的相互作用也呈现出日益复杂化的趋势，需要及时开展定向分析研究，各项工作才能收到其预期的效果。
1.谐波分析的意义当电力系统中出现谐波电压和谐波电流时，电路中的电容器组、电子设备和不同类型的测量保护装置等也会随之受到影响，导致大量电子设备出现问题，设备运行过程中的温度会明显升高，其边缘老化的速度也会逐渐加快，影响电子设备的应用寿命，导致出现功率下降等问题，必须要对谐波问题加以控制处理。
谐波系统特征理论等在国内的发展速度相对较慢，尽管已经有了专业的研究分析人员，但是科学严谨的理论体系还没有形成，主要应用频域解法和时域解法来开展各项分析工作，这两类方法在应用过程中都存在一定的缺陷，有时候并不能很好地解答谐波间的相互影响问题，有时候还会出现维数灾等现象，影响后续分析计算的开展。
通过对高压直流输电系统中的谐波相互作用展开分析，其研究的针对性等明显增强，对提高后期系统布置过程中的针对性，采取合理的抑制措施等具有重要作用。
2.间谐波的危害电力系统发展过程中，除了与工频呈整数倍关系的谐波之外，电路系统中还出现了大量非整数倍的谐波，称之为间谐波。
根据其与几波频率分大小关系，谐波又可以分为分数谐波和次谐波。
分数谐波出现在电路系统中会对电动机运行的整体状态造成影响，导致设备运行过程中的噪音增加，同时，部分设备还会出现振动等现象，导致设备接线等出现松动等问题，影响电路的正常运行，分数谐波出现后也会对音频设备的正常运行造成一定的影响。
电压闪变主要是受次谐波的影响产生的。
除了上述危害之外，间谐波运行过程中还会导致线损增加，变压器的寿命出现变化，自动装置的误动作等问题。
高压变频器谐波分析与抑制探讨
为 了减小 谐 波对 电 网的 影 响 ， 变频 器 的输 入 在
流 变频系统 中突 出的 问题 。 由于 非线 性 负 载 所致 ，
当电流流经 负载 时 ， 与所 加 的 电压 不 成线 性 关 系 就
形 成非正 弦 电流 ， 而 产 生谐 波 。其 中奇 次 谐 波 引 从 起 的危害 比偶次谐 波 更 多更 大 ， 当变 频器 容 量 超过
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团天 宏 焦 化公 司从 事仪 器 仪 表 、 自动 控 制 和 电 气 安 全 方 面 的技 术 工
［ ］ 陆荣华． １ 电气安全手册［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国电力出版社 ，０ ６ ２０ ［ ］ 张公伯 ， 用电安全必读［ ． ２ 等． Ｍ］ 北京 ： 中国电力 出版社 ，０４ ２ ０
变频器谐波危害分析及解决措施-输入输出滤波器
变频器谐波危害分析及解决措施摘要：本文从谐波的概念入手，结合变频器的内部结构的相关知识,分析变频器谐波产生的原因及其危害,在此基础上提出了抑制谐波的常用方法.关键词：变频器谐波危害抑制前言：在工业调速传动领域中，与传统的机械调速相比，用变频器调速有诸多优点，顾其应用非常广泛，但由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载，变频器在现场通常与其它设备同时运行，例如计算机和传感器，这些设备常常安装得很近，这样可能会造成相互影响。
因此，以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一，其对电力系统中电能质量有着重要的影响。
一、变频器原理及其谐波的产生变频器是工业调速领域中应用较广泛的设备之一，目前已在企业大量使用。
变频器一般采用是交-直-交结构（如图一所示），它是把工频（50HZ）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。
其中控制电路完成对主电路的控制，变频调速装置用于交流异步电动机的调速，调速范围广、节能显著、稳定可靠。
（图一）一般通用变频器为交－直－交结构众所周知，电机的转速和电源的频率是线性关系。
变频器就是利用这一原理将50Hz的工频电通过整流和逆变转换为频率可调方向的交流电源。
变频器输入部分为整流电路，输出部分为逆变电路，这些都是由非线性原件组成的，在开断过程中，其输入端和输出端都会产生高次谐波。
另外变频器输入端的谐波还会通过输入电源线对公用电网产生影响。
从结构上来看，变频器有交-直-交变频器和交-交变频器之分。
目前应用较多的还是交-直-交变频器。
变频器主电路为交-直-交，外部输入380V/50HZ工频电源，经三相桥式不可控整流成直流电压，经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可调的交流信号。
在电力电子装置大量应用以后，电力电子装置成为最主要的谐波源。
变频器输入侧产生谐波机理：对于变频器而言，只要是电源侧有整流回路的，都将产生因非线性引起的谐波。
变频器电压谐波
变频器电压谐波变频器是一种广泛应用于工业领域的电力调节装置，它能够改变电源的频率以实现电机的调速。
然而，在变频器工作期间，会产生电压谐波问题，给电力系统带来一系列的负面影响。
本文将就变频器电压谐波问题展开论述，并探讨一些缓解方法。
一、变频器电压谐波的原因及危害1. 变频器内部电路变频器内部的整流电路和逆变电路会引入谐波电压。
当电压经过整流和变频电路时，它们的断路器会以非线性的方式打开和关闭，导致电压波形被扭曲，产生谐波。
2. 变频器工作方式变频器工作时，会将电源频率转换为适用于电机的调节频率。
这种频率转换过程也会引入谐波电压。
谐波电压引起的危害主要体现在以下几个方面：1. 设备损坏谐波电压会对电力设备产生不利影响，特别是那些对电压质量要求较高的设备。
高振荡的谐波电压可能导致设备故障、损坏甚至起火。
2. 功率损耗谐波电压增加了电力系统的功率损耗。
由于谐波电压引起的电流畸变，会导致额外的电阻和导线损耗，造成电能的浪费。
3. 接地干扰谐波电压也会对接地产生干扰。
因为电压谐波会经过接地导线返回到电力系统，对其他设备产生干扰，甚至引起共模干扰。
二、缓解变频器电压谐波的方法1. 滤波器的应用滤波器是缓解电压谐波问题的有效手段之一。
通过安装滤波器，可以将谐波电流进行滤除，减少谐波电压的产生。
常用的滤波器包括有源滤波器、无源滤波器和谐波滤波器。
2. 升级变频器技术随着技术的不断进步，现代变频器已经具备了一定的抑制谐波的能力。
采用新一代的变频器可以有效地降低谐波水平，减少谐波电压的产生。
3. 降低负载对电网的谐波响应降低负载对电网的谐波响应是另一种有效的缓解方法。
通过增加再生单元、改进电机设计等手段，可以减少负载对电网的谐波响应，降低谐波电压的产生。
4. 优化电力系统设计合理的电力系统设计也是解决谐波问题的关键。
通过合理规划供电系统、选择合适的设备和线缆等，可以减少谐波电压的产生。
结论在变频器的使用过程中，电压谐波是一个需要重视的问题。
高压大功率变频器谐波干扰分析与防治
高压大功率变频器谐波干扰分析与防治
孙南
【期刊名称】《甘肃电力技术》
【年(卷),期】2006(000)002
【摘要】高压大功率变频器的开关特性形成的非线性负载。
会造成电力电网及自身输出波形的畸变，对供电电网和电机造成有害影响。
本文根据作者的实践经验对谐波干扰产生的原因和防止方法进行探讨，可供工程技术人员参考。
【总页数】3页(P14-16)
【作者】孙南
【作者单位】甘肃火电工程公司,甘肃省兰州市730000
【正文语种】中文
【中图分类】TN773
【相关文献】
1.变频器谐波干扰及其防治措施 [J], 王禹杰
2.矿用变频器的谐波干扰及防治对策 [J], 李桂兰;王任远;沈占彬
3.防治谐波干扰造成的电力污染 [J], 莫培玲
4.变频器谐波干扰及其防治措施 [J], 何春辉;
5.变频器谐波干扰及其防治措施 [J], 何春辉
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660MW级火电厂高压变频器防止电压波动分析
660MW级火电厂高压变频器防止电压波动分析发表时间：2018-08-13T16:23:50.500Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：吴承刚[导读] 摘要：电压波动很容易造成变频器控制系统发生紊乱，功率器件不能进行关断，给变频器造成损害，针对国家电投五彩湾项目两台660MW机组在工程建设设计中，针对电压波动对变频器产生的影响进行分析，并提出解决措施。
（中电投新疆能源化工集团五彩湾发电有限责任公司）摘要：电压波动很容易造成变频器控制系统发生紊乱，功率器件不能进行关断，给变频器造成损害，针对国家电投五彩湾项目两台660MW机组在工程建设设计中，针对电压波动对变频器产生的影响进行分析，并提出解决措施。
关键词：电压波动；变频器；影响前言：火电厂系统在运行中，存有大量冲击性负荷与间歇性负荷，如给水泵、磨煤机、凝泵、引风机等设备的启停，加之系统各种短路故障的发生都很容易造成电压出现短时、快速地变化，这种电压波动对采用矢量闭环控制的变频器影响很大，甚至导致其跳停，影响生产。
结合实际，首先对电压波动对变频器的影响进行阐述，然后提出变频器过电压与变频器欠电压各自解决措施。
1电压波动对变频器的影响电压波动是指电压均方根值的一系列变动或连续的改变。
主要有带冲击负载的电动机启动与运行、反复短时工作负载、大型电动机启动、供电系统短路以及供电线路遭遇雷击电等原因引起。
1.1过电压对变频器的影响通用变频器的基本组成电路是整流电路和逆变电路两部分，整流电路是将工频交流电整流成直流电。
逆变电路再将直流电逆变成频率和电压可调的交流电。
变频调速装置一般是均采用交一直一交电压模式。
变频器过电压一般是指中间直流回路过电压，其危害主要有以下三点：一是电网电压升高会增加电机铁芯磁通，很容易造成磁路饱和，加大励磁电流，导致电机温升过大，损伤电机；二是电网电压升高会使中间直流回路电压升高后，变频器输出电压的脉冲幅度过大，对电机绝缘寿命有很大的影响；三是对中间直流回路滤波电容器寿命影响很大，甚至会引起电容器爆裂。
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# 1 #" 多电平级联方式 为了实现中高压领域的变频调压， 多电平变 频器 2 逆变器的拓扑结构于 !/&. 年被首次提出。 多电平级联方式主电路通 过 多 电 平 移 相 叠 加 技 术， 利用低压器件得到高压输出， 图 !（ 3） 是该方 案单模块主电路结构图， 这是一个典型的单相输 出通用变频器电路。图 ! （ 4） 是多个模块串联后 联接成的三相输出原理图。 可以看出通过输入变
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高次谐波问题是 /01 控制方式所固有的， 但 通过单元级联多电平结构能够对抑制输出谐波达 到较好的效果， 但系统结构复杂， 器件数量多， 体 积庞大。三电平结构相对简单， 所需功率器件数 最少， 但受 到 电 平 数 的 限 制 谐 波 抑 制 效 果 稍 差。 级联单元个数越多， 输出电压的谐波就越小， 实际 上不能无限制地增加单元个数， 个数的选择需综 合考虑成本、 输出谐波和输出电压等级等因素。 参考文献：
多电平级联方式与三电平方式同属交 - 直 交变频器， 由于其直流环节需要对输入交流电压 进行整流滤波， 因此除了要使用整流桥外， 还需要 使用大量电容器。
"# 不同结构方式下输出电压谐波分析
.］ 影响输出谐波的因素有很多方面 ［ ， 如 /01
逆变电路可以使输出电压、 电流接近正弦波， 但由 于使用载波对正弦信号波调制， 产生了和载波频 率有关的谐波分量。不同的 /01 调制方式输出 谐波含量也不同。同时影响输出谐波还有级联功 率单元的个数 2、 /01 调制参数（ 如幅值调制比 !3 、 频率调制比 ! 4 ） 和调制方式等。另外， 为防止 逆变桥上下桥臂直通而在功率器件而加入的死区 也对输出谐波有一定的影响。 " ! !# 多电平级联方式输出电压谐波分析 高压变 频 的 控 制 采 用 有 源 滤 波 的 级 联 移 相 5/01 技术， 其基本思想是保持调制信号的相位
图 ." 输出线电压 #"$ 曲线
)" 结论
由于采用多级叠加方式， 多电平级联方式， 各 级模块输出谐波相互抵消， 高次谐波含量很小， 而 输入侧由于采用变压器移相供电， 谐波电流也同 样相互抵消。三电平方式输出电压幅值较高， 因 而谐波较大， 需要加装输出滤波器， 其输入侧也同 样需要加 装 输 入 滤 波 器， 或 采 用 有 源 整 流 电 路。 图 $ 为根据仿真实验数据做出的不同条件下的输 出线电压谐波总畸变率曲线。 从仿真数据可以看出， 低频时两种电路结构 对输出谐波的抑制并不明显， 随着频率的升高对 输出谐波的控制可以达到比较理想的效果。并且 随级联单元数目的增加在高频时的谐波抑制效果 要优于三电平结构。
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图 #" $ 桥模块主电路结构图
收稿日期： "%%&0!"0". 作者简介： 杨琼涛 （ !/5"0） ， 男， 河南汝州人， 硕士， 主要从事电力电子与电气传动。
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ห้องสมุดไป่ตู้
《 冶金自动化》 "++> 年 5.
图 ( 从上到下依次为为 ! 3 8 +! > 时 " 8 . ， 9， : 级联型结构和三电平结构的输出线电压波形及其 CC’。 " ! "# 三电平方式输出电压谐波分析 与传统的二电平拓扑结构相比较， 中点箝位 式三电平逆变器更适合于 中 高 压 变 频 装 置 高 电 压、 大容量的特点， 特殊的拓扑使得器件具有两倍 ・ * ( A・
《 冶金自动化》 "%%5 年 7!
高压变频器输出电压谐波分析
杨琼涛! ， 邵长宏" ， 段# 巍" ， 朱春毅" ， 李崇坚!
（ !$ 冶金自动化研究设计院， 北京 !%%%&! ； "$ 北京金自天正智能控制股份有限公司） 摘要： 大功率变频器的输入谐波对电网的影响以及输出谐波对电动机的影响成为了交流变频系统中突出的问 题。本文对两种有代表性的高压变频器主电路拓扑结构的输出谐波进行了分析。通过一系列的仿真和计算， 研 究了变频器的谐波特性。 关键词： 高压变频器； 三电平； 单元级联； 输出谐波
《 冶金自动化》 &((, 年 2"
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图 !" ! # $ %& ’ 时 " $ ( ， )， * 级联型和三电平结构的 输出线电压波形及其 ++,
的正向阻断电压能力， 其多层阶梯形输出电压， 理 论上可通过增加级数而使 输 出 电 压 波 形 接 近 正 弦， 减少谐波， 在同样输出性能指标下， 三电平的 小。随着电 平 数 增 加， 每 个 电 平 幅 值 相 对 降 低， %! " %# 变小， 主电路电流含有的脉动成分减小， 转 矩脉动和电磁噪声都得到有效的抑制。表 & 为三 电平方式不同调制比情况下的输出线电压 $%&。
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变频 器 输 入 侧 谐 波 对 电 网 的 影 响 可 遵 循 ,---.!/0!//" 文本提出的推荐标准。一般采用方 法是使功率单元的供电二次绕组互相存在一个相 位差， 以实现输入电压多重化， 可以抵消相当次数 的谐波， 能够在各种速度范围内获得比较满意的 正弦波电压和正弦波电流， 有“ 完美无谐波” 的美 誉。输出谐波会引起电机负载的谐波损耗和转矩 脉动， 严重影响调速性能和电机寿命。本文研究 了多电平级联型高压变频器功率单元个数的变化 对输出侧电压谐波的影响及三电平方式下的输出 电压谐波。
!" 前言
随着现代电力电子技术及计算机控制技术的 迅速发展， 促进了电气传动的技术革命。交流调 速取代直流调速， 计算机数字控制取代模拟控制 已成为发展趋势。交流电机变频调速是当今节约 电能， 改善生产工艺流程， 提高产品质量， 以及改 善运行环境的一种主要手段。变频调速以其高效 率， 高功率因数， 以及优异的调速和启制动性能等 诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速 方式。 高压变频调速因其良好的调速性能和巨大的 节能作用成为国内外交流传动领域的热点。高压 变频器主要是指输出为 " ’%% ( ) !% *( 及以上的 变频器， 国外称为中压变频器。进行高压变频器 设计时， 不能简单的将低压变频器的桥路结构直 接移植到高压变频器中， 要考虑功率开关元件， 电 机绕组所承受的 +! " +# 问题、 功率开关元件的耐压 问题、 变频器输出谐波及变频器对电网的谐波污 染等， 另外还必须考虑共模电压对电机的潜在危 害。
［ "］ 陈国呈) /01 变频调速及软开关电力变换技术［ 1］ ) 北京： 机械工业出版社， &((&) ［ 编辑： 徐慰珠］
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压器产生的多路浮动低压 电 源 给 各 功 率 模 块 供 电， 串联后得到了高电压输出。该方案利用低压 器件获得了高电压输出， 在理论上通过改变串联 级数， 输出电压可以达到任意幅值， 其功率器件的 驱动时序也相对比较简单。 ! ! "# 三电平结构方式 三电平结构方式通过二极管、 电容器箝位， 可 以用同样电压等级的功率半导体器件实现两倍的 电压输出， 从而得到较高的输出电压。图 " 是该 方式主电路结构图。其中箝位电路必须采用快速 软恢复高压大电流二极管， 实际使用中可以用 #$% &’ 内部反并联二极管代替。由于目前电解电容 器最高工作电压为 ( ) *++ ,， 因此图中滤波电解 电容器必须是多个串联， 并且需要配置功率较大 的均压电路， 以保证动态及静态的均压， 三电平方 案的功率器件驱动逻辑相对比较复杂， 而一旦驱 动逻辑发生错误， 功率器件将可能承受过电压而 击穿， 造成系统不可逆损坏。