整流电路的谐波和功率因数.pptVIP

整流电路的谐波和功率因数 一、谐波与功率因数的危害 许多电力电子装置要消耗无功功率，会对公用电网带来不利影响。 无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加。 无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加 使线路电压降增大，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动 电力电子装置还会产生谐波，对公用电网产生危害。 谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾 谐波影响各种电气设备的正常工作 谐波会引起电网局部的并联谐振和串联谐振 谐波会导致继电保护和自动装置的误动作 谐波会对邻近的通信系统产生干扰。 A.电网电压正弦波相电压波形畸变率极限 B.用户单台变流设备接入电网的允许容量 二、谐波和无功功率分析基础 1. 谐波 满足狄里赫利条件，可分解为傅里叶级数 基波（fundamental）——在傅里叶级数中，频率与工频相同的分量 谐 波——频率较基波频率大于1整数倍的分量 谐波次数——谐波频率和基波频率的整数比 n次谐波电流含有率以HRIn（Harmonic Ratio for In）表示 电流谐波总畸变率THDi（Total Harmonic distortion）定义为 二、谐波和无功功率分析基础 2. 功率因数 （1） 正弦电路中的情况 电路的有功功率就是其平均功率： 视在功率为电压、电流有效值的乘积，即S=UI 无功功率定义为： Q=U I sinj 功率因数l 定义为有功功率P和视在功率S的比值： 此时无功功率Q与有功功率P、视在功率S之间有如下关系： 功率因数是由电压和电流的相位差j 决定的：l =cos j 二、谐波和无功功率分析基础 （2） 非正弦电路中的情况 有功功率、视在功率、功率因数的定义均和正弦电路相同，功率因数仍由式 定义。 公用电网中，通常电压的波形畸变很小，而电流波形的畸变可能很大。因此，不考虑电压畸变，研究电压波形为正弦波、电流波形为非正弦波的情况有很大的实际意义。 二、谐波和无功功率分析基础 （3） 非正弦电路的有功功率 设正弦波电压有效值为U，畸变电流有效值为I，基波电流有效值及与电压的相位差分别为I1和j 1。 这时有功功率为：P=U I1 cosj1 功率因数为： 基波因数——n =I1 / I，即基波电流有效值和总电流有效值之比 位移因数（基波功率因数）——cosj 1 可见： 功率因数由基波电流相移和电流波形畸变这两个因素共同决定的。 二、谐波和无功功率分析基础 （4） 非正弦电路的无功功率 定义很多，但尚无被广泛接受的科学而权威的定义 一种简单的定义是仿照式给出的： 这样定义的无功功率Q反映了能量的流动和交换，目前被较广泛的接受，