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谐波电流与谐波电压的关系

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2022-12-31

电网上同时存在着谐波电流和谐波电压,谐波电流与谐波电压之间的关系是很多人感到迷惑的问题。

首先需要搞清楚谐波电压与谐波电流的因果关系。谐波电流是非线性负载产生的,这些非线性负载从电源吸取非正弦波的电流,这些非正弦波电流中包含了谐波电流。谐波电流流过线路阻抗时,在线路的两端产生了谐波电压(欧姆定律),谐波电压是由谐波电流产生的。打个比方,谐波电流是蛋,在一定条件下(线路存在阻抗),孵化出了谐波电压这个鸡,(困惑我们的可能还有先有蛋还是先有鸡)如图2-1所示如果特定的配电系统对于N次谐波电流的阻抗为Z­N,谐波电流IN在配电系统上产生的谐波电压VN为:VN=IN*ZN式中:电网阻抗ZN包括了变压器的阻抗和配电线的阻抗,如图2-1:

谐波电流与谐波电压的关系 


这里所说的阻抗包含了电阻和电抗两部分,电抗部分包含了电感的感抗,和电容的容抗。按照这个概念,将上图进一步细化,就得到了下图所示的网络

 
图中的各元素的含义如下:L1:变压器绕组电感R1:变压器绕组电阻L2:配电线路分布电感,大约每米1μHR2:配电线路分布电阻C1:变压器绕组电容+补偿电容,有系统有补偿电容时,可以忽略绕组的电容。C2:配电线路分布电容:大约每米100pf,当系统有补偿电容时,由于其数值很小,可以忽略。如果不考虑系统有补偿电容的情况,并且仅考虑谐波电流(频率较低),则可以忽略C1、C2;这时系统的阻抗可以简化为:Z=R1+R2+Jω(L1+L2)式中:ω为电流的角频率,等于2πf,f是电流频率从上式可以看出,配电线路对于基波和谐波,以及不同次数的谐波具有不同的阻抗值,谐波的次数越高,阻抗值越大。电网的阻抗越高,同样的谐波电流产生的谐波电压越大。需要特别注意的是,配电线路的感抗是不容忽视的。对于标准的电网(提供纯净50hz电压),其上产生的谐波电压是由非线性负载发出的谐波电流产生的,同样的谐波电流在不同的条件下产生的谐波电压不同,电源越弱(包括小容量的变压器、自备发电机、UPS电源等),产生的谐波电压越大;距离电源(变压器、发电机、UPS等)越远,谐波电压越大。有些谐波问题仅在使用应急电源时才暴露出来。

Tags:谐波电流,谐波,谐波电压,电流  
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