请教谐波电流在中性线上的叠加问题
smartspring
smartspring Lv.14
2017年06月22日 09:54:06
只看楼主

在下理解只要是相位相同则可进行简单的算数相加,不知道这样理解是否正确?同时麻烦帮分析一下三次谐波电流为什么可在中性线上直接叠加计算?提前谢谢您的回复。

在下理解只要是相位相同则可进行简单的算数相加,不知道这样理解是否正确?同时麻烦帮分析一下三次谐波电流为什么可在中性线上直接叠加计算?提前谢谢您的回复。
风平浪静02
2017年06月22日 15:11:06
2楼
本帖最后由 风平浪静02 于 2017-6-22 15:12 编辑

谐波是一种正弦交流电波形的畸变。为了分析和计算,人们采用傅里叶级数将畸变的交流电分解为若干次不同频率的波形叠加。当然真正的周期应该是不变的。
那么所谓的三次谐波,就是以3倍的基波频率存在的谐波量。一个周期360°,360°÷3=120°,刚好与三相交流电的相位差120°相同,好比三次谐波的初相位是同时的。这样三个电流的矢量相加就是三相三次谐波的和(这和零序分量有些相似),所以三次谐波电流是不能在三相三线系统中流通的(因为不符合电流节点定律)。如果有了中性线,三次谐波电流就可以通过中性线回到电源,就有了流通回路。因此,三次谐波电流只能在中性线上流通。

另外,三相交流电流的偶次波。因为偶次波与基波叠加以后正负波形是不对称的,在三相的偶次波的和也不等于零。所以三相三线系统的偶次波也是不能流通的。一般三相系统分析谐波只分析5次,7次,11次。因为,谐波分量是以傅里叶级数形式衰竭,一般11次以后就可以忽略。

希望论坛上的朋友能够正确认识谐波,不必谈谐色变,什么都是谐波若得祸。一般工程用电谐波影响不会太大。就是某些工厂产生一些谐波也会在系统中很快扩散消除的。一般家用开关电源,LED照明灯的谐波对通信影响有限。
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smartspring
2017年06月22日 15:24:10
3楼
风平浪静02 发表于 2017-6-22 15:11 谐波是一种正弦交流电波形的畸变。为了分析和计算,人们采用傅里叶级数将畸变的交流电分解为若干次不同频率 …真心谢谢您的多次回复。在下理解您所说的5次谐波在中性线中则不是简单的算数叠加?关于3次谐波能麻烦简单给在下写个数学公式吗?这样在下理解起来方便些。期待您的再次回复。
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wang171468177
2017年06月22日 20:22:49
4楼
风平浪静02 发表于 2017-6-22 15:11 谐波是一种正弦交流电波形的畸变。为了分析和计算,人们采用傅里叶级数将畸变的交流电分解为若干次不同频率 …学习了。只是见过谐波影响的移相电容过流跳闸,路口信号灯失灵,还不知道谐波的内幕。
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wang171468177
2017年06月22日 20:33:23
5楼
风平浪静02 发表于 2017-6-22 15:11 谐波是一种正弦交流电波形的畸变。为了分析和计算,人们采用傅里叶级数将畸变的交流电分解为若干次不同频率 …学习了。只是见过谐波影响的移相电容过流跳闸,路口信号灯失灵,还不知道谐波的内幕。
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风平浪静02
2017年06月23日 09:01:15
6楼
smartspring 发表于 2017-6-22 15:24 真心谢谢您的多次回复。在下理解您所说的5次谐波在中性线中则不是简单的算数叠加?关于3次谐波能麻烦简单 …电流基波分量,我们以A相位参考相量得到;ia=Imsin(ωt),ib=Imsin(ωt-120°),ic=Imsin(ωt+120°),ia+ib+ic=0 。电流三次谐波分量,我们还以A相位参考相量得到;ia=Imsin(3ωt)=Imsin(ωt)ib=Imsin(3ωt-3×120°)=Imsin(ωt-360°)=Imsin(ωt)ic=Imsin(3ωt+3×120°)=Imsin(ωt+360°)Imsin(ωt)ia+ib+ic=3i 。这样三相电流和等于3倍的相电流,也就是流入一个节点和不为零,这种情况不符合“克希荷夫”电流节点定律。所以三次谐波电流是不能够在三相三线系统中流通的。如果有了中性线,则3i电流从中性线中通过,负荷进入节点电流和等于零的,电流定律。电流五次谐波分量,我们还以A相位参考相量得到;ia=Imsin(5ωt)=Imsin(ωt),ib=Imsin(5ωt-5×120°)=Imsin(ωt-600°),ic=Imsin(5ωt+5×120°)=Imsin(ωt+600°),ia+ib+ic=0 。所以,电流五次谐波分量是可以在三相三线系统中流通的。我们在这里也给“克希荷夫”电流定律不适合交流电路的谬论,打打脸。
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风平浪静02
2017年06月23日 09:19:53
7楼
wang171468177 发表于 2017-6-22 20:22 学习了。只是见过谐波影响的移相电容过流跳闸,路口信号灯失灵,还不知道谐波的内幕。费周期分量应该不属于谐波范畴。理论上认为,谐波对电容器的容抗有关系,毕竟Xc=1/2πf 。但是三次谐波电流是不能在三相电容器中流通的。5次,7次可以流通。但是经过傅里叶级数衰减,数量级不会太大。路口信号灯现在一般是数字化的开关量,电路中包含可靠的滤波电路,应该对谐波具有电磁兼容标准,所以影响不应该很大。也不排除个别山寨产品。网上有很多视频,说是高频磁场可以干扰电能表运行,甚至可以使其倒转。其实这些都是骗局,根本不可能。有谁见过高频磁场可以使电子表倒转呢?
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smartspring
2017年06月23日 09:44:44
8楼
风平浪静02 发表于 2017-6-23 09:01 电流基波分量,我们以A相位参考相量得到;ia=Imsin(ωt),ib=Imsin(ωt-120°), 真心谢谢您的回复。在下ib=Imsin(3ωt-3×120°)在下初始理解的是后面的120°,对3次谐波不乘以3。但看您上面的内容需要乘以3。这也是在下当初自己没有推导清楚的原因。因为根据谐波的定义(得到的频率为基波频率大于1整数倍的分量称为谐波),也即在下当时理解为只有频率才乘3倍。不知道在下哪里理解错了。期待您的再次回复。
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风平浪静02
2017年06月23日 10:26:03
9楼
本帖最后由 风平浪静02 于 2017-6-23 10:31 编辑 smartspring 发表于 2017-6-23 09:44 真心谢谢您的回复。在下ib=Imsin(3ωt-3×120°)在下初始理解的是后面的120°,对3次谐波不乘以3 …你这个初相位(120°)不乘3,则是三次波的初相位还是120°。这样不是三相交流电了,三相和也不会是3倍的相电流。应该三次波三相的和还是零。(与图示法不相符合)乘以3以后三次波的初相位还是以基波的120°为标准,还是三相交流电。基波的周期是不能改变的。
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风平浪静02
2017年06月23日 10:26:14
10楼
本帖最后由 风平浪静02 于 2017-6-23 10:32 编辑 smartspring 发表于 2017-6-23 09:44 真心谢谢您的回复。在下ib=Imsin(3ωt-3×120°)在下初始理解的是后面的120°,对3次谐波不乘以3 …你这个初相位(120°)不乘3,则是三次波的初相位还是120°。
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风平浪静02
2017年06月23日 10:26:44
11楼
本帖最后由 风平浪静02 于 2017-6-23 10:32 编辑 smartspring 发表于 2017-6-23 09:44 真心谢谢您的回复。在下ib=Imsin(3ωt-3×120°)在下初始理解的是后面的120°,对3次谐波不乘以3 …你这个初相位(120°)不乘3,则是三次波的初相位还是120°。
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