谐波对导体电阻的影响及实验研究

发布时间：2019-11-12 06:02

【摘要】：谐波流过导线、变压器、滤波器等装置时会产生额外的谐波损耗,引起电能损失等经济性及设备过热等安全性问题。本文基于工程电磁场基本原理,考虑谐波流过导体时集肤效应的影响,对电流密度的分布进行研究,探究了导体材料、半径及流过导体电流的频率对电流密度分布的影响,提出了一种计及集肤效应影响的导体谐波电阻的计算方法。对谐波损耗的可叠加性进行证明,并在此基础上提出了更为精确地导体谐波损耗的求取方法,给出IEC算例说明由集肤效应所带来的额外的谐波损耗不可忽略,为谐波网损精确计算及设备发热控制等问题提供理论指导。为验证所提出的导体谐波电阻计算方法及谐波损耗的可叠加性,设计制造了谐波发生器,并对其主电路拓扑,谐波电流发生控制算法等进行了研究。为降低开关损耗,主电路拓扑分为低频和高频两种模块,控制算法采用差异化控制,实现了基波和谐波电流的独立高精度控制。根据设计方案制造了低压样机并进行了谐波电阻与流过导体谐波电流频率的关系探究实验及谐波损耗可叠加性实验。实验结果证明,铁磁性导体比抗磁性导体因集肤效应所带来谐波电阻的增量更加明显,所提出的导体谐波电阻计算方法比现有的理论更能反映实际工况中谐波电阻的变化规律,以及不同次的谐波在导体上产生的谐波损耗具有可叠加性。
【图文】：

图 2-1 有限大一维场足方程(2-3)的解为 px pxE x Ae Be 导体表面电场强度大小为0E ，，则可得式(2-8)的边界条件如下0 0 0E ( r ) E ( r ) E(2-9)带入式(2-8)可得 002EA Bch pr (2-8)可写为 00E ch pxE xch pr 体中的电流密度分布函数可写为

为复数的模等于其各分量模的乘积，其中 2 22 2cosr2r rchch p 0 002 22 2cos2r rchch pr 圆导体中距离圆心 r 处的点的电流密度可表示为 00 02 2cos2 2cosr rchJ r J r Jr rch 察导体中电流密度的分布情况，取一半径 r0=0.024m 的铝线式(2-5)计算出其在基波下的集肤深度 ，再根据式(2-14)画出流密度的分布图像如图 2-2 所示
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM24;TM15

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 毕国升;宋鹏超;王金全;;谐波电流对同步发电机温升的影响分析[J];建筑电气;2015年05期

2 郭捷;胡鹏飞;周月宾;林志勇;;桥臂交替导通型多电平换流器的晶闸管换向方法[J];电力自动化设备;2015年01期

3 李慧平;;有源电力滤波器在工业供电系统中的应用[J];自动化与仪器仪表;2014年06期

4 赵茜;祝云;梁振成;;理论线损在线计算分析软件设计开发[J];广西电力;2010年06期

相关博士学位论文 前1条

1 余翔;基于级联多电平逆变器的STATCOM及其控制策略研究[D];华中科技大学;2006年

相关硕士学位论文 前7条

1 李博;低压配电网谐波对网损的影响及对策研究[D];山东理工大学;2015年

2 周星伯;含分布式电源的配电网谐波概率潮流[D];华北电力大学;2014年

3 石碧薇;变压器在谐波条件下的损耗及热问题分析[D];华北电力大学;2014年

4 任颖;中低压配网谐波源定位监测管理系统开发[D];济南大学;2013年

5 叶明佳;基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测方法研究[D];重庆大学;2012年

6 李建超;配电网谐波调查及谐波网损计算[D];山东大学;2008年

7 陈卓毅;变电站的谐波分析与抑制[D];广西大学;2005年

本文编号：2559632