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
. . 辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文） 题目：并联多重12脉可控整流电路（220Ｖ／200Ａ） 院（系）：电气工程学院 专业班级： 学号： 学生： 指导教师：（签字） 起止时间：
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院教研室：电气 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要 近些年来随着电力电子技术的快速发展，电力电子技术已广泛应用于各个领域。直流整流器是以电力电子技术为基础发展起来的。它是利用电力电子技术的基本特点以小信号输入控制很大的功率输出，放大倍数极高，这就是电力电子设备成为强、弱电之间接口的基础。利用这一特点能获得节能、环保、高效、高可靠性、安全良好的经济效益。 整流电路是将交流电能变为直流电能的一种装置，整流电路是电力电子电路中出现最早的一种。它的发展还与其他许多基础学科有着紧密的联系，如微电子技术、计算机技术、拓扑学、仿真技术、信息处理与通信技术等等。每一门学科或专业技术的重大发展和突破都为电力电子技术的发展带来了巨大的推动力。 关键词:整流电路；触发电路；保护电路；MATLAB仿真
目录 第1章绪论 (1) 1.1电力电子技术概况 (1) 1.2本文设计容 (1) 第2章并联多重12脉整流电路设计 (3) 2.1并联多重12脉整流电路总体设计方案 (3) 2.2具体电路设计 (4) 2.2.1主电路设计 (4) 2.2.1触发电路设计 (5) 2.2.2保护电路设计 (6) 2.3元器件型号选择 (7) 2.3.1主电路参数选择 (7) 2.3.2晶闸管参数选择 (8) 2.4系统调试或仿真、数据分析 (9) 2.4.1 MATLAB仿真软件简介 (9) 2.4.2并联12脉波整流电路建模 (9) 2.4.3并联12脉波整流电路仿真波形及数据分析 (10) 第3章课程设计总结 (12) 参考文献 (13)
谐波干扰问题分析与谐波治理方法建议 一、存在的谐波干扰问题介绍 某科技发展有限公司主要从事先进陶瓷材料相关技术、产品和系统的研发，涉及生物医学材料、新能源材料、电子信息材料、化工陶瓷材料、以及多功能结构陶瓷材料等领域。 该公司目前新安装的300KW中频烧结炉，可控硅控制功率加热，出现功率因数低0.3-0.5，谐波大，造成共用的容量1250Kvar供电变压器配置的容量为600Kvar无功补偿电容装置产生过热保护无法正常投切运行等问题。 二、谐波干扰状况分析 随着我国制造业的蓬勃发展和人民生活水平的不断提高，电力电子技术在电网设备中得到广泛应用，大量的非线性负荷广泛应用在工业、商业和民用电网中，给电网造成的污染问题越来越得到重视。如在一般工业领域使用的中频炉、变频器、软启动器、电弧炉、轧机、电解槽、电镀槽等负荷，商业和民用领域如节能灯、气体灯具、变频空调、电脑、冰箱等，都产生大量的谐波，尤其是近几年在我国节能技术产业的发展过程中出现了各种类型的专用节电装置，这些节电装置采用的均是电力电子控制技术如变频控制和可控硅调压原理，属典型的谐波源，大量使用导致谐波的产生，轻者影响供电质量使制造工艺较为精细的产品质量受到影响，或者由于在节电过程中使用的节电器具产生的谐波导致谐振，而使无功得不到满意补偿甚至不补偿影响节电效果，重者导致电气设备长期发热，降低使用寿命甚至损坏、火灾，危害电网安全。 为了便于对北京某科技发展有限公司新安装使用的中频烧结炉产生谐波危害进行分析，特地借鉴下列两组关联数据
用以推断可能产生谐波的含量。 借鉴测试数据一：2014年5月9日浙江某公司新安装使用的中频烧结炉的现场测试数据显示，该中频烧结炉运行时电源进线上基波电流在17-391A有功功率在7.8-118.5KW,谐波电压总畸变率5.7-6.3%，谐波电流总畸变率42-72.9%,功率因数在0.33-0.64范围内波动。 借鉴测试数据二：2014年6月22日领步公司应邀对某新型材料（江苏）有限公司生产线300KW中频烧结炉的谐波测试数据如下：运行电流在250A时谐波参数，谐波电压总畸变率4.4%，谐波电流总畸变率29.9%；运行电流在365A时谐波参数，谐波电压总畸变率6.7%，谐波电流总畸变率30.1% 运行电流 在250A时 谐波参数
解析变压器谐波损耗与影响因素 发表时间：2016-04-19T14:11:56.110Z 来源：《电力设备》2015年第9期供稿作者：梁正波[导读] 贵州电网有限责任公司毕节供电局551700 变压器的正常运行对于电力系统的稳定有着重要的作用，降低变压器的谐波损耗对于电网的良好发展有着极大的意义。(贵州电网有限责任公司毕节供电局551700) 摘要：技术人员通过变压器谐波损耗模型，对变压器谐波损耗的影响因素进行分析，凭借电路理论的相关知识，从而计算出变压器谐波损 耗的各项参数。技术人员通过变压器谐波损耗在线监测方法，结合实验操作，对变压器谐波损耗受谐波次数和变压器负载的影响情况进行了分析，由于变压器一次侧谐波电流不会对变压器谐波损耗造成影响，所以基于变压器谐波损耗模型，技术人员不需要对其进行检测；通过对谐波次数所造成的变压器损耗进行分析，变压器谐波损耗的所有参数中，配电网3次与5次谐波所造成的谐波损耗比重最大，所以为了确保变压器的正常运行，技术人员可对3次和5次谐波采取有效的降耗措施。关键词：变压器；谐波损耗；影响 变压器的正常运行对于电力系统的稳定有着重要的作用，降低变压器的谐波损耗对于电网的良好发展有着极大的意义，也是保障正常供电的有效途径，这样才能更好为社会和人们服务。随着电网的不断发展，其结构也更为复杂，变压器谐波损耗受谐波次数和变压器负载的影响也更大，对变压器的正常运行造成了严重的影响，从而造成电网在供电过程中出现很大的问题，也危害到电网自身的安全。本文基于变压器谐波损耗模型对变压器谐波损耗的具体情况与影响因素进行了合理分析，提出了一些有效的建议。 变压器谐波损耗模型 图1（变压器T型等效电路）如图1，显示的是变压器T型等效电路图。图中的Rm指的是激磁电阻，Xm指的是激磁电抗，R1和R2分别为原端电阻和副端电阻，X1和X2指的是原端电抗和副端电抗。技术人员对变压器等效电路参数进行了合理计算，通过变压器短路试验和开路试验的方法，结合叠加原理和集肤效应，建立出变压器谐波等效模型。技术人员通过变压器开路试验，计算出了激磁电阻和激磁电抗的参数，通过短路试验计算出了原端电抗和副端电抗的参数。 图2（变压器开路试验） 如图2，显示的是变压器开路试验的原理图。当技术人员进行变压器开路试验时，需在低压侧加压、高压侧开路，确保变压器开路试验的安全性。技术人员将二次侧开路后，试验的结果是二次侧的值,必须将其值归算到高压侧，归算公式如下： 图3（变压器短路试验） 如图3，显示的是变压器短路试验的原理图。当技术人员进行变压器短路试验时，需将二次侧绕组进行短路处理，在一次侧加电压，之后将功率和电流导入。在变压器短路试验中，技术人员可以不对激磁电流和铁耗进行考虑，因为正常试验时，电压较小，所以导致磁通较小。技术人员可以通过专门的公式计算出变压器的短路阻抗，从而得出一次电阻和二次电阻消耗的短路输入功率最高。在实际工作中，为了将一次侧电阻和二次侧电阻良好分离，通常采用两者相等的计算方法进行计算。受集肤效应的作用，当变压器中的谐波对其造成影响时，会导致其各项参数发生改变。技术人员可以将各次谐波分量看作很多个独立电流源，通过叠加原理将其在变压器上进行叠加，从而建立变压器的谐波等效模型。
https://www.doczj.com/doc/dc7323928.html,/view/f05a78d850e2524de5187e4 2.html 串联型12脉波二极管整流器 摘要：串联型12脉波二极管整流器是由两个相同的6脉波二极管整流器在直流输出侧串联得到的。该类型整流器一般用作中压传动系统的变频器的前端。但一般情况下，12脉波的二极管整流器的总谐波畸变率不能满足IEEE 标准。 关键词：串联型、二极管、整流器 变频调速是当今理想的调速方法之一，也是重要的节能措施。交—直—交变频方式因其优势受到越来越广泛的应用。大多数的交—直—交变流装置的前置输入部分都采用二极管整流。随着多脉波整流技术的兴起，各种大功率设备都越来越多的采用多脉波二极管整流器。 1.理论分析 假定直流滤波电容d C 足够大，从而可以忽略直流电源d V 中的纹波含量。 在任何时刻（换相过程除外），上、下两个6脉波二极管整流器中各有两个二极管导通，d i 同时经过4个二极管形成回路。由于两个6脉波二极管整流器的输出为串联连接，二次侧绕组的漏电感也可以认为是串联连接，直流电流的纹波相对较小。 输出直流电流d i 连续，且在每个供电频率周期内包含有12个脉波。变压器二次侧星形连接的绕组中的电流a i 近似为梯形波，只是在顶端有4个纹波。变压器二次侧三角形连接的绕组中的电流~ a i 和a i 的波形形状相同，只是在相位上相差 30 。 由于变压器一次侧和二次侧上面的绕组都为星形连接，折合后的电流' a i 和折 合前的电流a i 波形形状应该相同，只是幅值将减少一半（可根据两个绕组匝数比计算得到）。而二次侧三角形绕组中折合前的电流~ a i 和折合后的电流' ~ a i 波形会不 同。且一次侧电流与二次侧电流之间存在如下关系： ' ' ~ a a A i i i += 2. 仿真结果
基于新型换流变压器HVDC谐波分析与仿真计算 李季,罗隆福,许加柱，李勇,刘福生 （湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082） 摘要：在构成高压直流输电系统一系列关键技术中，滤波装置占据十分重要的地位。本文提出了一种具有内部三角形绕组新颖的自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器，将传统交流滤波装置移至绕组内部即在换流变压器副方公共绕组串接5、7、11、13次滤波支路的接线方案，让谐波源无法流窜到高压网络中，有效的抑制了直流输电系统中的谐波成分。最后以新型换流变压器及相关的直流系统技术参数为依据，结合滤波装置为新型换流变压器的自补滤波提供谐波通道及满足换流器无功需求的特点，对基于新型换流变压器的直流输电系统中绕组及滤波支路谐波电流进行了详细的分析和仿真计算,仿真结果表明,本文提出的新兴换流变压器原理正确，参数选择合理，滤波效果好，总谐波含量低，具有良好的应用前景。 关键词：高压直流输电;换流变压器;滤波装置;谐波屏蔽;自耦补偿 1引言 在高压直流输电系统(HVDC)中，由于换流器的非线性特征，在交流系统和直流系统中不可避免的产生大量的谐波电压和谐波电流，对系统本身和用户都会造成影响和危害。对于交流系统的滤波来说，传统的滤波方式一般是在换流变压器网侧的母线上并联滤波器装置，兼作无功补偿设备。该种方式虽能较好的解决交流系统的谐波抑制和无功补偿问题，但并未克服通过换流变压器的无功和谐波对变压器本身所带来的影响；并且在现有的直流输电工程运行中仍然大量出现交直流侧谐波超标的现象，因此有必要采取更加有效的滤波设计[1-2]。 自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器通过特有的绕组连接方式，辅之以必要的滤波装置，不仅能满足交流系统的滤波及无功需求，而且能解决上述传统换流变压器以及直流输电系统中存在的问题，较之传统换流变压器及无源滤波装置有诸多优点。本文以新型换流变压器原理机及相关换流直流系统的技术参数为依据，对基新型换流变压器的HVDC 交流侧的滤波装置进行分析设计,各次谐波泄露量均能达到谐波国家标准，从而达到理想的综合补偿效果。2新型换流变压器工作机理 2.1接线方案 与传统换流变压器相比，新型换流变压器副边绕组有抽头引出接辅助滤波装置，这势必改变绕组间的电磁关系。图1所示为用于12脉动HVDC的新型换流变压器绕组接线与辅助滤波兼无功补偿设备布置图。由图可知，新型换流变压器副方采用延边三角形连接，中间引出抽头接辅助滤波装置，这在接线方式上相当于将传统变压器原方网侧的无源滤波装置移到副方绕组的中部，以利发挥自补滤波的作用，改善与消除传统滤波与无功补偿的不足]3[。 新型换流变压器要满足12脉波换相要求时，I 桥和II桥相电压分别左移15 ，右移15 。设变压器网侧，阀侧线电压比为1。原边匝数为1p.u;参考电压相量图2所示，根据正弦定理,可计算求得 8966 .0 1 2= = W W k c （1） 5176 .0 1 3= = W W k e （2） 其中, 1 W、 2 W和 3 W分别为变压器网侧绕组,延 边绕组和公共绕组的匝数; c k和 e k分别为延边绕组与网侧绕组、公共绕组与网侧绕组之间的匝比。 f f 图1新型换流变压器接线方案
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.
随着我国工业化进程的迅猛发展，电网装机容量不断加大，电网中电力电子元件的使用也越来越多，致使大量的谐波电流注入电网，造成正弦波畸变，电能质量下降，不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响，对广大用户也产生了严重危害。目前，谐波与电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害，因而了解谐波产生的机理，研究和清除供配电系统中的高次谐波，对改于供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。 一、电力系统谐波危害 ①谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热，严重的甚至可能引发火灾。 ②谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等故障，变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，绝缘部分老化、变质，设备寿命缩减，直至最终损坏。 ③谐波会引起电网谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁。 ④谐波会导致继电保护和自动装置误动作，造成不必要的供电中断和损失。 ⑤谐波会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给供电部门或电力用户带来直接的经济损失。 ⑥谐波会对设备附近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量；重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。 ⑦谐波会干扰计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。 ⑧谐波会影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能，造成噪声干扰和图像紊乱。 二、谐波检测方法 1.模拟电路 消除谐波的方法很多，即有主动型，又有被动型；既有无源的，也有有源的，还有混合型的，目前较为先进的是采用有源电力滤波器。但由于其检测环节多采用模拟电路，因而造价较高，且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏
谐波治理各方案比较分析 谐波治理的目的包括： 1. 满足电力公司对谐波电流发射的限制要求 2. 释放变压器的有效容量，提高变压器的效率 3. 提高配电系统(包括无功补偿装置、继电保护器、电缆等)的可靠性 4. 为企业内的各类设备提供质量优良的电能，保证制造系统的稳定运行 人们对谐波的危害已经十分熟悉，很多企业也开始重视谐波的治理。谐波治理的目的不同，所采取的方案也是不同的。因此，在确定谐波治理的方案之前，要明确谐波治理的目的。 企业在谐波治理方面投资，要达到的目的如图所示。 满足电力公司的要求是企业进行谐波治理的首要动机。为电力用户提供合格的电能，是电力公司的责任。因此，电力公司要对那些可能污染电网的用户的提出谐波治理的要求。随着越来越多的企业对电能质量的要求提高，电力公司将对电力用户进行更严格的要求。 在目前阶段，出于后面几个目的而进行谐波治理的企业较少。企业仅在出现了故障现象后，才开始考虑谐波治理的问题。其中，谐波导致无功补偿装置烧毁的情况最为常见。 无论谐波治理的最终目的是什么，其本质就是减小负载(可能是一组负载)向电网注入的谐波电流，因为谐波电流是谐波问题的根源。只不过，针对不同的目的，控制谐波电流的位置不同，也就是采用的谐波治理方案不同。 谐波治理的策略 按照谐波治理的位置，可以有三个策略。
第一：在高压母线上治理，采用的设备是SVC、SVG等。 第二：在变压器的下端，低压母线上治理谐波。采用无援滤波器、有源滤波器等。无源滤波器往往会发出额外的容性无功，这在有些场合是不允许的。 第三：在设备的电源入口处治理谐波。这称为就地治理。就地治理是最理想的谐波治理策略。因为，这样相当于将非线性负载转变成了线性负载，谐波导致的一切问题都迎刃而解。 大部分发达国家按照这个策略开展谐波治理。达到这个目的的管理措施就是，要求电气电子设备满足相应的电磁兼容标准(例如，GB17625)要求，电磁兼容标准对谐波电流发射进行了明确的规定。 传统的谐波治理策略 传统的谐波治理项目大多采用策略1和策略2。 这是因为，企业进行谐波治理的初衷仅是满足电力公司的要求，因此，在用策略1和策略2已经足够了。随着企业内部的自动控制设备增加，对电能质量的要求提高，仅采用策略1和策略2就不能满足要求了。 企业要理解谐波治理的深层意义。如果理解了谐波治理是为了获得良好的电能质量，而良好的电能质量正是企业所需要的，就会改变传统的做法。 治理谐波最理想的位置是在谐波源处。也就是将谐波电流封杀在起源处，根本不允许流入电网。这相当于将非线性负载变成了线性负载。设想，如果电网上的负荷全部是线性负荷，那里还有谐波问题。保持内部电网质量的最有效方法就是在谐波源负载的电源入线处安装谐波滤波器。 在谐波源处进行谐波治理，就能够消除谐波带来的各种隐患。因此，在进行系统设计时，要尽量考虑就地谐波治理的方法。
Y/Δ接线变压器一次电流波形分析 Y/Δ接线的变压器有Y/Δ1和Y/Δ11两种接法，接线图如图6-2所示。工程应用中一般采用Y/Δ11接法。 （a ）Y/Δ1接线 （b ）Y/Δ11接线 图6-2 Y/Δ1和Y/Δ11的换流变压器接线图（描图注意：图中的空心小圆点不画出来） Y/Δ变压器的接线特点： Y/Δ1：a 尾接b 头（绕组a 的尾与绕组b 的头相接）， b 尾接c 头，c 尾接a 头； Y/Δ11：a 尾接c 头， c 尾接b 头，b 尾接a 头； 由图6-2可以写出Y/Δ1接线和Y/Δ11接线变压器二次侧线电流与三角形绕组电流之间的关系式。 设绕组电流为：a b c i i i ???，，，参考方向流向同名端；变压器引出端的线电流为 a b c i i i ，，，参考方向为流出，Y/Δ1接线变压器的电流关系如图6-3所示。 图6-3 Y/Δ1接线变压器的电流关系（描图注意：图中的空心小圆点不画出来） 由图6-3可见，Y/Δ1接线变压器的电流有如下关系： Y/Δ1： a a c b b a c c b a a a i =i -i a i =i -i b i =i -i c i i i =0 d ?????????++ （） （） （）（） （6-12）
（a ）-（b ）：a b a c b a a a a i-i=i -i -i i i -i =3i ?? ????? ++ （b ）-（c ）：b c b a c b b b b i-i=i -i -i i i -i =3i ????? ?? ++ （c ）-（a ）：c a c b a c c c c i-i=i -i -i i i -i =3i ??????? ++ 因此得：a a b b b c c c a 1 i =i -i e 31 i =i -i f 31 i =i -i g 3 ???（） （） （） （）（） （） （6-13） Y/Δ11接线变压器的二次电流关系如图6-4所示。 图6-4 Y/Δ11接线变压器的二次电流关系（描图注意：图中的空心小圆点不画出来） 由图6-4可见，Y/Δ11接线变压器的二次电流有如下关系： Y/Δ11： a a b b b c c c a a a a i =i -i a i =i -i b i =i -i c i i i =0 d ?????????++ （） （） （） （） （6-14） （a ）-（c ）：a c a b c a a a a i-i=i -i -i i i -i =3i ??????? ++ （b ）-（a ）：b a b c a b b b b i-i=i -i -i i i -i =3i ??????? ++ （c ）-（b ）：c b c a b c c c c i-i=i -i -i i i -i =3i ?? ????? ++
隔离变压器滤波能力和谐波耐受力的分析 1、隔离变压器分类 1.1、按输入输出接线方式分类： 通常隔离变压器根据输出输入接线方式不同可以分类为：Dyn，Dd，Ynyn，YNd，Dzn，ZNd，Ynzn，Znyn八大类，D或d表示三角接线，Y或y代表星形接线，Z或z代表曲折接线（英文表示：Zig/Zag 联接），大写表示输入，小写表示输出，N或n表示中性点，通常隔离变压器，尤其是UPS系统和数据机房变压器接线方式主要是：Dyn11,Dzn0两种。 1.2、按输出数量分类：单输出，双输出，多输出等等，通常隔离变压器，尤其是UPS系统和数据机房变压器是单输出变压器，对于十二脉整流变压器或滤波变压器是双输出变压器，其接线方式是Dyn11d0,也就是说，输出有独立隔离的两组输出，一组接线方式是Dyn11,另一组是Dd0,两组输出相位差为30度，对于双输出或多输出变压器，实际应用中必须尽可能保证各组负载尽量相等，否则其滤波效用大大降低，但实际运行中要保证各组输出负载相等又很困难，基于这个原因，多组输出隔离变压器很少在实际中应用。 2、K系数的涵义： 2.1、K系数是谐波热损耗的一个折算系数，通常从1到50，常选用：1、4、7、9、11、13、20、30，最经常选用的是：1、4、13、20。 2.2、对于供电和用电网络的涵义： K系数代表供电和用电网络中谐波的恶劣程度，K系数越高，代表供电和用电网络中谐波越恶劣，K=1代表供电和用电网络中不含有任何谐波，全部为基波分量，UPS系统和数据机房的供电和用电网络为：13和20，K系数不随负载率变化而变化，只和网络谐波频谱有关。 2.3、对于用电、供电和送电设备的涵义：K系数代表设备耐受谐波的能力，K系数越高，设备耐受谐波能力越强，K=1代表设备没有设计耐受任何谐波的附加热损耗的能力，只能在基波工况中才能安全运行，设备耐受谐波的能力随负载率提高而降低，因此，在供电网络容量不受限制时，可以选用较大容量的设备，通过降低负载率有限度地提高K系数耐受谐波能力，但这只是一方面，许多生产厂家和用户误以为只要增大容量就可以，这是一种对K系数耐受谐波能力的片面理解。 3、K系数引用到变压器中的目的： 通常对K系数在任何供电、用电、送电网络和设备均可加于引用，因而对于各不同类型变压器，各不同温度等级变压器，各不同绝缘等级变压器中均可以加于引用，目的是为了提高变压器的可靠性，当然，各不同类型变压器，各不同温度等级变压器，各不同绝缘等级变压器在同样谐波工况中的耐受谐波能力是不同的，最终确定该变压器是否具有合适的抗谐波能力取决于该变压器在设计谐波工况下运行的平均温升和变压器内部最高温度点，如果要在同样的谐波工况下达到同样的耐受谐波能力，设计和制造成本差别也是非常大，对于干式变压器，有些温度、绝缘等级（如130度等级以下和B级绝缘等级以下）的变压器和有些材料（低密度绝缘丝包线）制造的变压器是K系数耐受能力无法达到7以上，因而，UPS系统和数据机房变压器是不能选择以上的变压器。 4、提高变压器K系数耐受能力的主要办法： 4.1、变压器特殊设计，降低或消除变压器自身对谐波敏感的因数； 4.2、选择高温等级的高密度绝缘漆包铜线（H级180度以上）； 4.3、降低变压器自身损耗，提高变压器效率； 4.4、选择具有滤波能力的变压器，如Dzn0变压器,和双输出变压器Dyn11d0；
12脉波整流变压器结构型式的选择 在大型的电化学或电冶金用直流电源系统中，同相逆并联12脉波整流机组是组成24相、36相、48相整流系统的基本组成单元。12脉波整流机组主电路的连接型式有两种方案：一种是由一台整流变压器与两台整流装置整流装置组成的单机组12脉波整流电路整流电路（简称“单机组12脉波整流电路”）；另一种是由置于同一油箱内的两台完全独立的整流变压器与两台整流装置组成的双机组等值12脉波整流电路（简称“等值12脉波整流电路”）。二者的连接方式。 上述两种连接方式的整流电路，对12脉波整流输出电压（电流）波形的对称性以及对网侧谐波电流谐波电流的影响是不同的，应引起设计人员和用户的注意。 1两种连接方式对谐波电流的影响 理想情况下，12脉波整流电路运行过程中，不会在网侧产生5次和7次谐波电流。但单机组12脉波整流电路，由于变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗不容易做到很一致，使得运行时存在着严重的负荷分配不均的问题。需要通过晶闸管相控或饱和电抗器的励磁调节来纠正这种偏差，从而导致二个三相桥晶闸管导通的相位差不能严格地保持为30°，使得网侧仍然存在5次和7次谐波电流。 对于等值12脉波整流电路，由于变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗容易做到一致，而不会破坏12脉波的对称性。 图1单机组12脉波整流电路 图2等值12脉波整流电路 2阀侧绕组之间负荷电流分配不均的问题 2.1单机组12脉波整流电路单机组12脉波整流电路，其整流变压器网侧只有一组绕组，导致两组阀侧绕组间负荷分配不均的原因是Y接和△接这两组绕组间匝比NY/N△偏离1/，彼此理想空载直流电压Udio不相等，因此，负荷分配不可能平均。整流变压器阀侧两组绕组间的匝比NY/N△值接近1/的可取整数比为4/7（偏差1.04％）、7/12（偏差1.02％）、11/19（偏差0.27％）。由此可见，将NY/N△做成11/19，可使△Udio偏差减到最小，改善电流分配不均问题。但由于变压器结构上的合理性和制造方面（变压器变比越大尤其如此）的原因，这样的匝比实际上是不容易做到的。 对于三相桥式整流电路，整流变压器阀侧绕组间匝比NY/N△=4/7时，理想空载直流电压之差△Udio=1.04％。但两组整流器的负载电流负载电流分配却相差很大。因为变压器网侧绕组的电抗X1＊为各整流桥整流桥公有，对整流桥间的负载电流分配没有调节作用。负载电流分配完全取决于各组阀侧绕组电抗值X2＊=XY＊＋X△＊和阀侧连接母线的电抗XM＊。（其中XY＊为Y形连接绕组的电抗值，X△＊为△形连接绕组的电抗值）。根据有关资料计算结果表明：当变压器二次电抗X△＊=XY＊=5％时， IdY=0.2928IdnId△=0.7072Idn 当变压器二次电抗X△＊=XY＊=10％时， IdY=0.3964IdnId△=0.6036Idn 由此可见，变压器二次电抗数值愈小，负载分配相差就愈大。有实际例子可以证明这一点。兰州有一用户采用这种单机组12脉波二极管整流电路，投运后发现，其中一整流桥直流电流达到12000A（额定值）时，另一整流桥的直流电流只有4500A。导致设备无法正常运行，后来被迫重新改造。 理论计算表明：增大整流变压器二次电抗X2＊=X△＊＋XY＊，可以部分减小负载电流分配
一、前言 在实习过程中，发现转水泵房有严重的谐波污染，因其有变频器、开关电路、电动机等非线性设备，其产生的高低次谐波，对电网产生严重污染，使电器设备容易损坏、设备使用寿命降低、控制系统产生误动作，并且谐波会使相关导线的阻抗和温度上升，使电能损耗增加，企业的生产效率和经济效益受到很大影响。 测试结果显示：泵房供电系统高次谐波含量高达60.7％，下级电网谐波污染严重，功率因数降低，并对上级电网中部分电气设备和仪器造成损坏。消除泵房谐波对电网的影响，减少电网损耗，提高供电质量，已是迫在眉睫的问题。 二、谐波产生的原因 1、是发电源质量不高产生谐波：发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。 2、是输配电系统产生谐波：系统电网中大量变压器的励磁电流含有奇次谐波成分，当变压器空载或者过励磁时更为严重，并由此够成了主要的稳定性谐波源；当电网中投切空载变压器或者电容器时，其合闸涌流注入电网也形成突发性的谐波源。电力系统作用在同一线路中的数个不通频率正弦电势，使得电路中的电流成为各个不同频率电流分量的叠加值，从而形成谐波电流。 3、是用电设备产生的谐波：非线性用电设备是产生谐波的主要原因，由于非线性设备产生谐波电流通过系统网络注入到系统电源中，畸变电流流经系统阻抗使母线电压发生畸变，使电能质量受到污染。我处电网系统中产生谐波的主要设备是硅整流设备、UPS和供水系统中变频启动柜等设备。它们在电网中
取用基波电流的同时，产生出高次谐波电流注入系统。 三、对电器设备的危害 1、谐波对通信系统的影响 电力线路上流过的5、7、11等幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合，在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统的工作，影响通信线路通话的清晰度，而且在谐波和基波的共同作用下，触发电话铃响，甚至在极端情况下，还会威胁通信设备和人员的安全。 2、谐波对用电设备的危害 主要是因为谐波对电网的大量注入引起的电压失真度。电压失真度上升，意味着电源已经不再是纯净的正弦波，因此凡用电设备不论自身是线性负载还是非线性负载都会受到电压失真度的影响。例如：谐波会使电视机、计算机的图形畸变，画面亮度发生波动变化，并使机内的元件出现过热，使计算机及数据处理系统出现错误；保护装置异常动作, 开关误跳闸等；伺服电机产生脉动，异步交流电机产生振动，噪音增大等；负载电路中产生传导干扰，数据传送故障、通讯、广播间断并伴有工频交流噪声等；含有电感、电容器件的电路温度升高，损耗增大，提前老化，使用寿命明显缩短等。 3、谐波对供电设备的危害 供电设备主要指电力变压器、电缆、发电机、电力电容等。由于谐波在这些设备上产生明显的集肤效应使得：电力变压器、发电机等铁磁设备损耗明显增大，产生过热，绝缘提前老化；电缆产生过热，绝缘提前老化；电力电容器介质损耗增大、过热、甚至爆炸；中线电流明显增大。谐波对电网负担的加重由于非线性负载通常功率因数较低，造成：无功功率极度增大；电流有效值增大；电网的可用容量下降；电网的品质变坏，波形失真，频率改变等；利用发
中频炉滤波器----中频感应炉节能熔炼技术 摘要铸造企业是耗能大户，其中以中频炉耗电最多，同时也存在巨大的节能潜力。本文从企业用电环境入手，同时结合中频炉自身的节电空间，简要说明了中频炉节电的一些基本途径，这些办法已经在部分企业中实际应用，值得在铸造和其他使用中频炉的企业推广。中频炉节能熔炼技术对降低企业成本、提高企业生产竞争力有积极的作用，同时符合国家低碳经济政策，有较好的社会效益。 关键词中频炉无功补偿节能基本电费力调电费 1.前言 中频感应炉-采用变流技术，把50Hz电源变成150Hz—10kHz，然后利用感应涡流加热原理对金属进行加热熔炼，适合用于冶炼优质钢与合金。中频炉具有维护方便，操作简单可靠，可准确地控制且具有调整熔化速度快，溶液温度均匀等优点。 与冲天炉对比中频炉有节能、环保、工人作业环境好、劳动强度小等优点；与工频感应炉相比中频炉有融化速度快、生产效率高、适应性强、使用灵活、电磁搅拌效果好、启动操作方便等优点。 中频炉熔炼金属时需要消耗大量电能，其节能降耗也是一个受到企业和社会各方都关注的问题。现在笔者从企业用电环境入手，同时结合中频炉自身的节电空间，阐述一些中频炉节能降耗的基本途径。 2.新增中频炉设备时需了解尽量多的用电信息，从源头节约开支。 2.1到供电局电力确认现有线路容量能否满足中频炉用电要求
2.2了解当地供电政策，确认是否允许使用中频炉。 例如：广州部分地区禁止新增中频炉，如果在报装变压器前隐瞒情况，最后可能无法通过验收，即使设备安装上也无法送电。 2.3确认允许用电时间。 有些地方虽然供电局同意安装中频炉，但对这类用电大户的用电时间有限制，只允许在平、谷（或夜间）时间使用。 2.4各地峰、谷、平用电时间不同，不能照搬。 中山-高峰：14：00-17：00；19：00-22：00 平段：8：00-14：00；17：00-19：00； 22：00-24：00 低谷：0：00-8：00 佛山-高峰：9：00－12：00；19：00－22：00； 平段：8：00－9：00； 12：00－19：00； 22：00－24：00 低谷：0：00－8：00； 考虑错开用电高峰时间，连续生产时间中山比佛山长5个小时，用电政策优惠一些。 中山-22：00-24：00（平）0：00-8：00（谷）8：00-14：00（平） 佛山-22：00-24：00（平）0：00-8：00（谷）8：00－9：00（平） 2.5各地电价也不同。佛山比中山多了2.2分/kWh的燃气燃油加工费（平均增加3%用电成本）。 2.6中频炉对电网的谐波干扰比较大，新厂选址尽量远离医院、学校、精密加工企业。否则可能会遭到供电部门强行要求用电电能质量达国标要求。 3.计划新增电气设备时，哪些可以节约投资 3.1用电计量点 尽量集中全厂的用电计量点，最好单点高压计量，这样可以减少无功补偿设备的投资。 3.2中频炉专用变压器供电电压，建议如下表：
等效24脉波整流机组原理分析 整流机组是地铁直流牵引供电系统中的重要设备之一。目前，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组，一般都由两台12脉波的整流变压器和与之匹配的整流器共同组成。理论上只要满足12相24 脉波整流系统的要求，组成24脉波的2台变压器的联结组可以有很多种，如Dy5／Dd0一Dy7／Dd2、Dyl l ／d0一Dyl ／d2等。 12脉波整流采用的整流变压器为轴向双分裂式牵引整流变压器， 变压器阀侧绕组采用d 、Y 接法；与之相匹配的单台整流器由2个三相6 脉波全波整流桥组成，其中一个整流桥接至整流变压器二次侧“Y ”型 绕组，另一个整流桥接至整流变压器二次侧“△”型绕组，两个三相整流桥并联构成6相12脉波的整流变电系统。 单台12脉波整流机组输出波形如图1 所示。 图1 单台12脉波整流机组输出波形图 两套相同的十二脉波整流机组并联工作并不会改变整流脉波数，只 有当两套机组的整流变压器网侧绕组分别移相+7.5°和﹣7.5°，并联
t i m e a n d 工作时，才能形成等效二十四脉波整流。为了实现24脉波整流，两台 整流变压器的基本联结组别可采用Dyll ／Dd0和Dyl ／Dd2。每个牵引变电所内并联运行的2台整流变压器原边绕组分别移相+7.5°和一7.5°，目前为了实现两台整流变压器在网侧实现±7.5°的移相，在整流变压器原边采用延边三角形接法，其相量关系图如图2和图3所示。 一次侧三角绕组联结（延边三角形） 二次侧y 结构向量关系图 二次侧D 结构向量关系图 图2 +7.5°变压器向量关系图 一次侧三角绕组联结（延边三角形） 二次侧y 结构向量关系图 二次侧D 结构向量关系图 图3 ﹣7.5°变压器向量关系图
电力系统中谐波分析及治理 摘要：谐波问题电力系统中普遍存在，首先概述了谐波的概念、产生来源，分析谐波危害，最后从改造谐波源的角度提出了几种谐波抑制方法。 关键词：谐波;危害;治理 电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年j.c.read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。目前，谐波与电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害，因而了解谐波产生的机理，研究和清除供配电系统中的高次谐波，对改于供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。 1、谐波概念及其产生来源 1.1谐波概念 谐波是指频率为基波频率整数倍的一种正弦波。由于电网有非线性元件和非线性负载的存在，使得电网的电压或电流的波形不仅仅是频率为50hz的正弦波（又称基波），还含有与基波频率(50hz)成整数倍和分数倍频率的其他正弦波。这些正弦波就称为电网的谐波。其中频率高于基波频率的谐波叫高次谐波。对谐波频率为基波频率的分数倍时，称为分数谐波或间谐波，电力系统中的谐波主要是高次谐波。
1.2产生来源 电力系统的谐波源主要有三大类。 （1)铁磁饱和型:各种铁芯设备,如变压器、电抗器等,其铁磁饱和特性呈现非线性。 （2）电子开关型:主要为各种交直流换流装置(整流器、逆变器)以及双向晶闸管可控开关设备等,在化工、冶金、矿山、电气铁道等大量工矿企业以及家用电器中广泛使用,并正在蓬勃发展;在系统内部,如直流输电中的整流阀和逆变阀等。 （3）电弧型:各种冶炼电弧炉在熔化期间以及交流电弧焊机在焊接期间,其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性,使电流不规则的波动。其非线性呈现电弧电压与电弧电流之间不规则的、随机变化的伏安特性。 2、电力系统中谐波的危害 2.1对供配电线路的危害 2.1.1 影响线路的稳定运行 供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。晶体管继电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。这
浅谈谐波的含义及为什么必须治理 安科瑞王长幸 江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴214405 1引言 随着科技发展，电子产品大量应用，电网中谐波大量产生，作为设计人员需要了解谐波的成因及危害，以便更好地防御及治理，提高电能质量。 近年来，电气产品行业出于节能和生产的需要，积极运用新技术，大量地运用了可控变流装置、变频调速装置等非线性负荷设备。其所产生的谐波问题直接影响到了公用电网的电能质量，已引起人们的广泛重视。 2谐波产生的原因及影响 2.1谐波的成因 电网中的谐波主要指频率为工频（基波频率）整数倍成分的谐波及工频非整数成分的间谐波，它们都是造成电网电能质量污染的重要原因。根据大量现场测试的分析结果证实，电力变压器也是电力系统中谐波的一个重要谐波源。电力变压器的激磁电流、铁心饱和及三相电路和磁路的不对称，致使在变压器三角绕组的线电压和线电流中也仍然存在三次谐波分量，尤其在负荷低谷时，随着电网电压的升高，变压器铁心饱和程度加剧，产生的谐波含量也随之增大。随着电网大量电容装置的投运，通过对现场谐波实测发现，谐波并不是只有零序分量可被变压器三角绕组所环路，而是波及全网，并给电容装置及电网的正常运行带来影响和威胁。 在民用建筑中，UPS电源、电子调速装备、节能型灯具及家用电器中的计算机、微波炉等电力电子设备和电器设备应用的大量增加，以及医院等特殊场合的放射X光机、CT机等大型医疗设备等，使各类非线性负荷注入电网的谐波日益增多，造成电网电能质量的污染的影响也越来越大。在这些设备集中使用的地区，如医院、大型商场、居民小区、写字楼、酒店公寓等，谐波污染已相当严重。谐波污染的影响使电能质量明显下降，因此，对电能质量谐波污染的抑制和治理已刻不容缓。 2.2谐波源的分析 2.2.1电力电子设备 电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其它SCR控制系统等。由于工业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路，如整流和变频电路，其负载性质一般分为感性和容性两种，感性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。而容性负载的单相整流电路，由于电容电压会通过整流管向电源反馈，属于电压型谐波源，其谐波含量与电容值的大小有关，电容值越大，谐波含量越大。变频电路谐波源由于采用的是相位控制，其谐波成分不仅含有整数倍数的谐波，还含有非整数倍数的间谐波。 2.2.2可饱和设备 可饱和设备主要包括变压器、电动机、发电机等。可饱和设备是非线性设备，与电力电子设备和电弧设备相比，可饱和设备上的谐波在未饱和的情况下，其谐波的幅值往往可以忽略。 2.2.3电弧炉设备及气体电光源设备 ①电弧炉在熔炼金属过程中的非线性影响将产生大量的谐波 ②气体电光源包括荧光灯、霓虹灯、卤化灯。根据这类气体放电光源的伏安特性。其非线
谐波对电力变压器的哪些影响？ 1、谐波电流使变压器的铜耗增加，引起局部过热、振动、噪声增大、绕组附加发热等。 2、谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加，当系统运行电压偏高或三相不对称时，励磁电流中的谐波分量增加，绝缘材料承受的电气应力增大，影响绝缘的局部放电的介质增大。对三角形连接的绕组，零序性谐波在绕组内形成环流，使绕组温度升高。 3、变压器励磁电流中含谐波电流，引起合闸涌流中谐波电流过大，这种谐波电流在发生谐振时的条件下对变压器的安全运行将造成威胁。 谐波对电力避雷器有哪些影响？ 变电站大容量，高电压的变压器由于合闸涌流的过程时间比较长，能够延续数秒或更长的时间，有时还会引起谐振过电压，并使相关避雷器的放电时间过长而受到损坏。这一问题对选择保护高压滤波器中电感或电容用的避雷器参数带来较大的困难。 谐波对输电线路有哪些影响？ 1、谐波污染增加了输电线路的损耗。输电线路中的谐波电流加上集肤效应的影响将产生附加损耗，使得输电线路损耗增加。特别是在电力系统三相不对称运行时，对中性点直接接地的供电系统线损的增加尤为显著。 2、谐波污染增大了中性线电流，引起中性点漂移。在低压配电网络中，零序电流的零序的谐波电流(3次、6次、9次……)不仅会引起中性线电流大大增加，造成过负荷发热，使损耗增加，而且产生压降，引起零电位漂移降低了供电的电能质量。 谐波对电力电容器有哪些影响？ 当配电系统非线性用电负荷比重较大，并联电容器组投入时，一方面由于电容器组的谐波阻抗小，注入电容器组的谐波电流大，使电容器负荷而严重影响其使用寿命，另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感抗相等而发生谐振时，引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而损坏。因此，电压谐波和电流谐波超标都会使电容器的工作电流增大日出现异常，例如：对于常用自愈试并联电容器，其允许过电流倍数是1.3倍频定电流，当电容器的电流超过这一限值时，将会造成损坏事故。同时，谐波使工频正弦波形发生畸变，产生锯齿状尖顶波，易在绝缘介质中引发局部放电，长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化，自愈性能下降，而容易导致电容器损坏。 谐波对电力电缆有哪些影响？ 谐波污染将会使电缆的介质损耗，输电损耗增大，泄漏电流上升，温升增大及干式电缆的局部放电增加，引起单相接地故障的可能性增加。 由于电力电缆的分布电容对谐波电流有放大作用，在系统负荷低谷时，系统电压上升，谐波电压也相应升高。电缆的额定电压等级越高，谐波引起电缆介质不稳定的危险性越大，更容易发生故障。 谐波对电力系统其他运行设备有哪些影响？ 1、对同步发电机的影响：用户的负序电流和谐波电流注入系统内的同步发动机，