谐波探讨(2013-07-18).ppt

電抗器的感抗是XL=2#fL,其阻抗特性曲線是頻率越高則阻抗越大,而電容器的容抗是XC=1/2#fC,其阻抗特性曲線是頻率越高則阻抗越小,而且感抗與容抗是相差180度,兩者在不同的象限,我們便於計算串聯的阻抗,將其放置在同一個象限,我們可以看到感抗與容抗有一相交點,此交點是XL=XC我們稱之為諧振點 串聯的等效阻抗公式是ZLC=XL+(-XC),根據此公式計算之後,電抗器與電容器串聯的等效阻抗特性曲線,在諧振點之前是容抗大於感抗,所以呈現的是容性的,也就是紅色的曲線,容抗等於感抗時阻抗為零,我們稱之為諧振點,諧振點之後是感抗大於容抗, 所以呈現的是感性的也就是藍色的曲線 分析好補償設備的阻抗之後,我們再來分析電網的阻抗,也就是變壓器的阻抗. 變壓器的感抗是XTR=2#fL,其阻抗特性曲線是頻率越高則阻抗越大. 所以我們從圖上的各阻抗特性曲線圖來看,在諧波頻率之下,假設諧波為五次諧波其頻率為250Hz,則電抗電容器組的阻抗大於變壓器(電網)的阻抗 我們計算完在諧波頻率之下的各阻抗之後,就可以清楚知道諧波電流將會大部分流向電網,僅少量的諧波電流流入電容電抗器中,由此可以防止電容器過電流的問題. 而頻率低於諧振點是呈現電容性,對於基波也就是50Hz依然可以提供負荷所需的無功. 頻率大於諧振點是呈現電感性,可以避免與系統產生諧振 因為諧振的條件是電網一定要有電抗及電容. 所以在諧波頻率之下,電抗電容器組是呈現電感性,因此並聯諧振將不會發生,串聯諧振也不會發生. 因為諧振的條件是電網必須要有電容以及電感. 如果兩個都是電感就不存在發生諧振的問題. 電容器串接電抗器之後將會產生一諧振頻率,此諧振頻率是由我們所串接的電抗器感抗容量而決定,根據公式計算XL=6%XC的電抗器其諧振頻率是204Hz,可以避免第五次以上諧波的放大問題,因為此時諧波落在電感性部分. XL=7%XC的電抗器其諧振頻率是189Hz,可以避免第四次以上諧波的波放大問題,因為此時諧波落在電感性部分. XL=14.8%XC的電抗器其諧振頻率是130Hz,可以避免第三次以上諧波的放大問題,因為此時諧波落在電感性部分. 变压器 I5 , I7 ,I11 … 谐振条件电网需有电抗及电容 电容器 6% 电抗器 变压器 6% 电抗器 I5 , I7 ,I11 … V5 , V7 ,V11 … 并联谐振不会发生 串联谐振不会发生 谐振条件电网需有电容及电抗 电容与电抗的谐振频率 XL= 6% XC : 204Hz 245Hz 50Hz 60Hz f(Hz) Z(Ω) f0=204 电 容 性 电 感 性 避免大于第五谐波的谐振 250 200 150 电容与电抗的谐振频率 XL= 7% XC : 189Hz 227Hz 50Hz 60Hz f(Hz) Z(Ω) f0=189 电 容 性 电 感 性 避免大于第四谐波的谐振 250 200 150 电容与电抗的谐振频率 XL= 14.8% XC : 130Hz 156Hz 50Hz 60Hz f(Hz) Z(Ω) f0=130 电 容 性 电 感 性 避免大于第三谐波的谐振 250 200 150 XL= 1% XC 500Hz 无法避免谐波谐振 500Hz 其它电抗器 谢谢! 諧波的定義是什麼? 在電力系統中除基波外,任一周期性的訊號就是諧波,如果不是周期性的訊號就不是諧波,像雷擊的暫態波,大負荷啟動時的突波及湧流,因為不是周期性的所以不叫諧波.一般來說如果一個負荷是所謂的諧波負荷,那麼從此諧波負荷啟動一直到停止時一直產生的非基波訊號我們就稱為諧波 諧波的種類我們可以分類成: 整數倍的諧波如:2.3.4次到更高階次 整數倍的諧波又可區分為偶次如2,4,6次到更高階次奇次3,5,7次到更高階次 非整數倍的諧波如:2.3,5.7次到更高階次 還有低於基波的諧波我們稱之為次級諧波 諧波的總量表示法為 總諧波電壓失真率(畸變率),英文以V(THD)表示,單位是百分比% 總諧波電流失真率(畸變率),英文以I(THD)表示,單位是百分比% 諧波有其矢量的特性,可分為正序諧波,負序諧波,零序諧波,可根據公式(3n+1)可計算出正序諧波為4,7,10次...根據公式(3n-1)可計算出負序諧波為2,5,8次....根據公式(3n)可計算出負序諧波為3,6,9次.... 有哪些負荷會產生諧波呢? 各位可以看到投影片上的圖示,將交流電源利用一個電力電子模組轉變為直流電源的設備再轉換的過程中就會產生諧波. 而這種設備我們稱之為整流器,整流器在我們現今的工商企業被大量的使用,如直流電機