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MATLAB有源电力滤波器系统的设计与仿真(3)

时间:2021-01-16 13:00来源:毕业论文
1)无功功率可能会导致电流的增大和视在功率的增加,从而导致设备容量的增加。 2)无功功率的增加,一般会使总电流增加,从而使设备以及线路的损耗

  1)无功功率可能会导致电流的增大和视在功率的增加,从而导致设备容量的增加。

  2)无功功率的增加,一般会使总电流增加,从而使设备以及线路的损耗也增加。

  3)无功功率通常会使线路的压降增大,冲击性的无功负载还会导致电压出现多次以及大量的变动。

  与此同时,电力电子装置还会产生谐波,对国家电网增加很多风险,[包括:

  1)大量的谐波将会使电网中的多种元件产生很多额外的谐波耗损,使电厂的发电、电线输电以及用户的用电设备效率大大变低,巨量的三次谐波通过中性线可能会使设备的内部线材通路过热,以致严重者发生了火灾。

  2)谐波可能会影响电气设备的正常工作,例如,使电机发生机械振动、噪声和过热,使变压器的局部严重过热,使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以致损坏。

  3)谐波可能会引起电网中局部的串、并联谐振,继而会使谐波放大,既而1)和2)二项的负面影响将成倍的增加,以致会引起部分装置出现安全问题。

  4)谐波可能会导致继电保护和自动装置的误动作,这会使电气测量仪表计量变得不准确。

  5)谐波可能会对相近的通信系统产生多种负面影响,影响较轻的装置会产生部分噪声,大大降低了同行的质量,受影响严重的装置甚至会发生信息传输过程中的丢失,从而导致某些通信系统完全无法正常工作。

  由于谐波电压和谐波电流对于用电的设备以及电网本身的不利影响,世界上的许多国家都发布了限制电网谐波的标准,或者由其国内的权威机构制定了限制谐波的规定。制定这些标准和规定的基本原则是限制谐波源注入电网的谐波电流,把电网谐波电压控制在允许的范围内,使接在电网中的电气设备能免受其干扰而正常的工作。][14]世界各国所制定的谐波标准都比较的接近。我国由技术监督局于1993年发布了国家标准(GB/T14549-1993)《电能质量 公用电网谐波》,并从1994年3月1日起开始实施。

1.2  谐波的定义

  在供用电的系统中,理想状态是电压和交流电为正弦波性。正弦电压可表示为

 为电压有效值; 为初相角; 角为频率。

  当正弦波电压施加在线性无源元件电阻、电感和电容上时,其电流和电压分别为比例、积分和微分关系,仍为同频率的正弦波。但当正弦波电压施加在非线性电路上时,电流就变为非正弦波,非正弦电流在电网阻抗上产生压降,会使电压波形也变为非正弦波。当然,非正弦电压施加在线性电路上时,电流也是非正弦波。对于周期为   的非正弦电压  ,一般满足狄里赫利条件,可分解为如下形式的傅里叶级数

式中各参数关系如下  在式(1-2)或(1-3)的傅里叶级数中,频率与工频相同的分量称为基波(Fundamental),频率为基波频率整数倍(大于1)的分量称为谐波,谐波次数为谐波频率和基波频率的整数比。以上的公式及其定义均以非正弦的电压为例子,对于那些非正弦的电流的情况也适用。源:自*优尔`%论,文'网·www.youerw.com/

  n次谐波电流含有率以HRIn(Harmonic Ratio for In)表示    (1-4)

式中,In为第n次的谐波的电流有效值;I1为基波电流有效值。

电流谐波总畸变率THDi(Total Harmonic Distortion)定义为          (1-5)

式中,Ih为总谐波电流有效值。(11)

1.3 谐波的抑制方法

  无缘滤波技术是过去常常使用的抑制谐波与补偿无功功率的办法,需要连接的非线性负载与电力电容器等无源器件所组成的LC滤波器并联,这就可以为谐波供给低阻抗的通路,也可以满足负载所需的无功功率。无源滤波技术的优点有很多,比如设备简易,生产成本低廉、系统的运行较稳定,若发生损坏维修较为便捷等优点,与此同时,无源滤波技术也存在着很多缺点。比如它仅仅能消除特定频率的谐波,同时与一些特定频率的谐波还会发生谐振,而且其受系统的影响相对比较大,对能源的耗费也比较大等。                           MATLAB有源电力滤波器系统的设计与仿真(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_68334.html

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