电力系统谐波及其抑制技术的研究.docx

设计题目：电力系统谐波分析及抑制技术的研究内容摘要随着电子技术的迅猛发展和电力电子装备的广泛应用，人们对电能的使用及电能的质量提出更高的要求。本文根据对龙海电网的简介了解电力系统谐波的危害，以及对鹰潭纸业电力电子装置谐波治理进行分析和总结.利用无源滤波器的基本原理、系统构成和主电路形式的原理，以及各种类型无源电力滤波器的基本构成和优缺点。指出了其相应的谐波管理原则和综合治理方法，并对实际谐波治理工作进行总结。关键词：电力电子；谐波；危害；谐波抑制目录1引言………………………………………………………………………………11.1绪论…………………………………………………………………………11.2谐波的基本概念……………………………………………………………21.3谐波的产生及其危害………………………………………………………31.4鹰潭市电网谐波情况………………………………………………………82谐波抑制技术……………………………………………………………………122.1降低谐波源的谐波含量……………………………………………………122.2无源滤波器…………………………………………………………………132.3有源滤波器…………………………………………………………………162.4防止并联电容组对谐波的放大……………………………………………172.5加装静止无功补偿装置……………………………………………………193鹰潭市纸业谐波抑制治理案例……………………………………………203.1基本情况……………………………………………………………………203.2谐波分析……………………………………………………………………213.3谐波治理方案………………………………………………………………213.4无源滤波器的设计…………………………………………………………223.5设计参数值的计算及校验…………………………………………………244结论………………………………………………………………………………26参考文献……………………………………………………………………………27致谢…………………………………………………………………………………281.引言随着电力电子技术的高速发展，电力网中非线形负载的逐渐增加是全世界共同的趋势，如变频驱动或晶闸管整流驱动设备,计算机，重要负载所用的不间断电源，节能荧光灯系统等,这些非线性负载将导致电网污染,电力品质下降,引起供电设备故障,甚至引发严重火灾。因而了解谐波产生的机理，研究消除供配电系统中的高次谐波问题对改善供电质量和确保电力系统安全经济运行有着非常积极的意义。1.1绪论电能质量电能既是一种经济、实用、清洁、容易控制和转换能源形态，又是电力部门向电力用户提供发、供、用三方共同保证质量的一种特殊产品。如今，电能作为走进市场的商品，与其它商品一样，无疑也应讲求质量。电力系统供电的电能质量是电力工业产品的重要指标，涉及发、供、用三方权益。优良的电能质量保证电网和广大用户的电气设备和用电设备安全、经济运行。现代社会中，电能作为一种广泛使用的能源，其应用程度成为一个国家发展水平的主要标志之一。随着科学技术和国民经济的发展，对电能的需求量日益增加，同时对电能质量的要求也越来越高。电能质量问题的提出由来已久，衡量电能质量的指标也是随着电力系统的发展而备受关注阵l删。在电力系统的发展早期，电力负荷的组成比较简单，主要由同步电动机、异步电动机和各种照明设备等线性负荷组成，衡量电能质量的指标主要有：频率偏移和电压偏移两种。20世纪80年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子器件和装置在现代工业中得到广泛应用，不少用户对电能的利用都要经过电力电子装置的转换和控制，这些装置给人们生产和生活带来方便和效率的同时，使电力系统的非线性负荷明显增加.1.2谐波的基本概念电力系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量尔为谐波。电力系统中的正弦电流由电网从发电厂、输配电线路和变压器传送，作用于非线性元件时，就会产生不同于工频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于工频频率的正弦电压或电流，称为电力谐波。电力系统中的非线性元件主要是换流和整流设备、变频设备、中频感应炉、电弧炉、轧钢机、电解槽和电解化工设备、大容量电弧焊机等负载。谐波实际上就是一种干扰盆，使电网受到“污染”。以下以桥式全控整流电路为例介绍谐波的产生。1.3.1.1单相桥式整流电路单相桥式整流电路输入波形图单相桥式整流电路，当在阻感负载且串联电感L，且忽略换相过程和电流脉动，在阻感负载且串联电感L足够大时电流i2的波形见下图1-1图1-1i2波形图其中：n=1，3，5…由变压器二次侧电流谐波分析可知