原创《电力推进船舶电网谐波抑制》：本文是一篇关于谐波论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
摘 要：本文介绍了电力推进船舶谐波问题谐波产生的原因及危害性,探讨了谐波主要抑制方法、变频电缆使用,以及船厂施工工艺的注意事项,对电力推进船舶设计及施工有一定的参考价值.
关键词：电力推进船舶；谐波抑制；变频器；变频电缆
中图分类号：U664.14 文献标识码：A
Abstract： Abstract：Harmonic problems in the power system of electric propulsion ships are summarized in this paper,The paper introduces the cause and harm of harmonic, discusses method of harmonic control, makes use of frequency conversion cable, and take notice of shipyard build technology. It gives reference on design and building of electric propulsion ship.
Key words： electric propulsion ship；harmonic control；converter； frequency conversion cable
1 前言
舰船综合电力推进系统是指由共同的发电机组产生大功率的电力,同时满足舰船所有负荷—推进系统、日用负载、传感器系统以及舰载武器等.它将船舶发电和推进用电、舰载设备用电集成在统一的系统内,从而实现发电、配电和电力推进用电及其他设备用电统一调度和集中控制.这种全新的推进系统和传统的机械推进方式相比,具有噪音低、调速性能好、效率高、可靠性好、重量体积小、布置灵活等优点.
目前综合电力推进系统普遍采用大功率的变频器等非线性负载,在变频器工作时会产生谐波失真（THD）并分布到电网中,形成严重的谐波污染.谐波失真是相对于正弦电压或正弦电流波形的偏差,CCS和DNV规范及GJB等对谐波都有明确的指标要求.
根据CCS《钢质海船入级规范》（2012）,电压波形的总谐波失真（THD）为所含谐波的均方分根值和基波的均方根值之比（以百分比数表示）,可用下式计算：
VTHD等于 ×100% （1）
式中：VTHD——总的谐波电压失真；
Vh——h阶谐波电压的均方根值；
V1——基波电压的均方根植；
CCS《钢质海船入级规范》（2012）规定供电电源的电压谐波（THD）成分不大于5%；DNV规范规定,配电系统中的电压谐波（THD）成分不大于5%；《舰船通用规范3组电力系统》中将交流电力品质特性参数规定为：对于船舶电力系统,正弦波形畸变率在5%之内,最大的单次谐波含量为3%.
2 谐波的危害
电力推进系统中的谐波会污染连接到同一个电网上的电容器、电抗器、变压器、电缆、电机,从而产生各类故障.谐波对船舶电力系统和其他用电设备危害,主要表现在以下几个方面：
（1）引起谐振和谐波电流放大
对谐波频率而言,系统的感抗会大大增加而容抗大大减少,可能产生并联谐振或串联谐振.这些谐振会使谐波电流放大几倍、十几倍甚至几十倍,对系统特别是对电容和和之串联的电抗器形成很大的的威胁,常使电容器和电抗器烧毁.
（2）对电机的影响
谐波会引起电机附加损耗,使之发热达不到额定功率,损耗随着谐波成分增加而增加.同时,谐波会使电机产生机械振动,使其局部过热、绝缘老化,缩短使用寿命甚至损坏.
（3）对配电系统的影响
谐波电流一方面在供配电线路上产生谐波电压降；另一方面,增加了线路上电流有效值从而引起附加输电损耗.配电电缆的电场强度随着谐波电压的最大值升高而增强,这就影响了电缆的使用寿命.据有关资料介绍,谐波的影响将使电缆的使用寿命平均下降约60%.高次谐波可能在船舶电力系统中发生电压谐振,在线路上引起过电压,可能击穿电缆、导线及设备的绝缘,引起重大事故.
（4）对计算机、通信系统的干扰
谐波一般通过电容耦合、电磁感应及电气传导三种方式影响计算机、通信系统,载频低的信号受影响更大.谐波会对测量、保护、控制、操作等系统中的仪表、仪器和设备造成影响.谐波对计算机的干扰,主要是影响磁性元件和数据处理系统的精度和性能,从而影响计算机处理数据的质量.谐波还使电缆在电流传输过程中产生电磁干扰,干扰船上的敏感电子器件.
（5）对继电器和控制电路的影响
谐波会改变保护继电器的性能,引起误动作或拒绝动作.
3 谐波的抑制
谐波抑制的目的是采取一定的办法将谐波减小至标准、规范允许的范围之内,以保证船舶电网及用电设备的安全经济运行.
3.1 变频器的选用和谐波的抑制
推进电动机的变频器是大型船舶电力系统谐波的主要来源,变频器的配置直接影响到电网的谐波指标.在设计时要根据船舶的电站容量和推进、配电等设备配置情况,计算各种工况下该船的THD谐波分析或进行仿真,选用合适的变频技术方案,如：PMW（脉宽调频）、PAM（脉冲幅度调频）方式,或选择6脉冲、12脉冲、虚拟24脉冲或纯24脉冲等.
变频器有电压型交-直-交变频器和电流型交-直-交变频器,通用型变频器大都为电压型交-直-交变频器.6脉冲变频器是最基本的类型,应用非常广泛.目前发展出12脉冲变频装置、虚拟24脉冲、纯24脉冲变频装置等.和6脉冲变频装置相比,12脉冲变频装置具有系统响应快、谐波量少、损耗降低、转矩脉动低等优点.如今在很多大容量、高压的场合,6脉冲变频器已无法达到要求.
谐波论文参考资料：
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