电压电流 畸变率
总谐波畸变率标准及术语
总谐波畸变率标准及术语Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-总谐波畸变率total harmonic distortion (THD)周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比(用百分数表示)。
电压总谐波畸变率以THDu 表示电流总谐波畸变率以THDi 表示。
THD一般指的是以2次~39次谐波总量与基波的百分比，再高次的谐波因绝对值太小而忽略不计。
电能质量公用电网谐波时间: 2003-12-22 13:08:44中华人民共和国国家标准电能质量公用电网谐波GB/T 14549 93Quality of electric energy supplyHarmonics in public supply network国家技术监督局1993-07-31 批准1994-03-01 实施1 主题内容与适用范围本标准规定了公用电网谐波的允许值及其测试方法本标准适用于交流额定频率为50Hz 标称电压110kV 及以下的公用电网标称电压为220kV 的公用电网可参照110kV 执行本标准不适用于暂态现象和短时间谐波2 引用标准GB 156 额定电压3 术语公共连接点point of common coupling用户接入公用电网的连接处谐波测量点harmonic measurement points对电网和用户的谐波进行测量之处基波(分量) fundamental (component)对周期性交流量进行付立叶级数分解得到的频率与工频相同的分量谐波(分量) harmonic (component)对周期性交流量进行付立叶级数分解得到频率为基波频率大于1 整数倍的分量谐波次数(h) harmonic order(h)谐波频率与基波频率的整数比谐波含量(电压或电流) harmonic content (for voltage or current)从周期性交流量中减去基波分量后所得的量谐波含有率harmonic ratio (HR)周期性交流量中含有的第h 次谐波分量的方均根值与基波分量的方均根值之比(用百分数表示)第h 次谐波电压含有率以HRUh 表示第h 次谐波电流含有率以HRIh 表示总谐波畸变率total harmonic distortion (THD)周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比(用百分数表示)电压总谐波畸变率以THDu 表示电流总谐波畸变率以THDi 表示谐波源harmonic source。
考虑背景谐波时PCC谐波电流_电压畸变率计算方法
6
∞
in ( j n )
( 16)
n= 2
Байду номын сангаас
其有效值为
I d ( j ) = ‖ id ( j ) ‖ =
图 2 谐波电流、 电压畸变率计算原理图
6
∞
C nJ n
2
2
( 17)
n= 2
图 2 中, Z s 为系统阻抗, 即 Z s ( jΞ) ; Z f 、 Z l 为调谐 ( ) 滤波器和负载阻抗, 即 Z f ( jΞ) 、 ; 、 为电源系统 Z l jΞ e i 电压和电流, j 为负载产生的畸变电流, u 为负载端母 线电压, 即 PCC 电压。 2. 1 参数的定义 设 in、 en 分别为电源的 n 次谐波电流和电压; j n 为 负载所产生的 n 次谐波电流; u n 为负载母线上的 n 次 谐波电压。 ( 6) 定义 1 A n= U n E n ( 7) 定义 2 B n= I n E n ( 8) 定义 3 C n= I n J n ( 9) 定义 4 D n= U n J n 式中, U n、 E n 分别为 u n 和 en 的有效值; I n、 J n 分别为 in 和 j n 的有效值。
I sn = I n ・ Zfn Z sn + Z f n
( 1)
第6期
考虑背景谐波时 PCC 谐波电流、 电压畸变率计算方法
59
I f n= I n・
Z sn Z sn + Z f n
( 2)
由定义 1, 可确定电源谐波电压在负载母线上产 生的谐波电压分量为
u d ( e) =
所以, 安装调谐滤波器后, 注入电源系统的总的谐 波电流为 为
总谐波畸变率标准及术语
总谐波畸变率total harmonic distortion (THD)周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比(用百分数表示)。
电压总谐波畸变率以THDu 表示电流总谐波畸变率以THDi 表示。
THD一般指的是以2次~39次谐波总量与基波的百分比，再高次的谐波因绝对值太小而忽略不计。
电能质量公用电网谐波时间: 2003-12-22 13:08:44中华人民共和国国家标准电能质量公用电网谐波GB/T 14549 93Quality of electric energy supplyHarmonics in public supply network国家技术监督局1993-07-31 批准1994-03-01 实施1 主题内容与适用范围本标准规定了公用电网谐波的允许值及其测试方法本标准适用于交流额定频率为50Hz 标称电压110kV 及以下的公用电网标称电压为220kV 的公用电网可参照110kV 执行本标准不适用于暂态现象和短时间谐波2 引用标准GB 156 额定电压3 术语3.1 公共连接点point of common coupling用户接入公用电网的连接处3.2 谐波测量点harmonic measurement points对电网和用户的谐波进行测量之处3.3 基波(分量) fundamental (component)对周期性交流量进行付立叶级数分解得到的频率与工频相同的分量3.4 谐波(分量) harmonic (component)对周期性交流量进行付立叶级数分解得到频率为基波频率大于1 整数倍的分量3.5 谐波次数(h) harmonic order(h)谐波频率与基波频率的整数比3.6 谐波含量(电压或电流) harmonic content (for voltage or current)从周期性交流量中减去基波分量后所得的量3.7 谐波含有率harmonic ratio (HR)周期性交流量中含有的第h 次谐波分量的方均根值与基波分量的方均根值之比(用百分数表示)第h 次谐波电压含有率以HRUh 表示第h 次谐波电流含有率以HRIh 表示3.8 总谐波畸变率total harmonic distortion (THD)周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比(用百分数表示) 电压总谐波畸变率以THDu 表示电流总谐波畸变率以THDi 表示3.9 谐波源harmonic source。
谐波、谐波电流、谐波电压三者的意义与区分
谐波、谐波电流、谐波电压三者的意义与区分电力谐波就是电能中包含的谐波成分，分为谐波电压和谐波电流。
接下来主要为大家介绍一下谐波、谐波电流和谐波电压的概念及区分。
一、谐波谐波是与基波对应的一个概念。
如果有一个频率为f正弦波，那么频率为n f的正弦波就称为f正弦波的n次谐波，而频率为f的正弦波就是基波（含义为基本波形）。
例如：我们的电力电压波形为50HZ的正弦波，那么3次谐波就是150HZ的正弦波，5次谐波就是250HZ的正弦波。
用数学的方法可以证明，任何一个周期性波形都可以分解为基波和谐波。
因此，当电网电压发生畸变时，就表示其中包含了谐波成分。
图1是包含了5次谐波和7次谐波的波形，5次和7次谐波是工业上最典型的两种谐波。
图1含有5次和7次谐波的畸变波形如果谐波成分是电流，就叫谐波电流。
如果谐波成分是电压，就叫谐波电压。
二、谐波电流谐波电流是导致变压器过热、电缆过热、跳闸、无功补偿装置烧毁的主要原因。
三、谐波电压谐波电压是电子设备误动作的主要原因。
在处理电子设备受干扰的问题是，更加关注电子设备接入电网的位置的谐波电压畸变率。
一般要求电压畸变率小于5%。
四、谐波电流和谐波电压的区分谐波电流与谐波电压之间的关系是很多人搞不清楚的概念。
了解他们之间的关系，对于正确解决电能质量问题十分重要，下面对这两者的关系进行讲解。
谐波电流是谐波的根源，谐波电压是谐波电流的产物。
因此，要彻底解决谐波导致的各种问题，就要从控制谐波电流入手。
谐波电压是谐波电流流过线路阻抗时产生的，对于特定的配电系统，谐波电流与谐波电压之间的关系如下（欧姆定律）：谐波电压=谐波电流×电网阻抗式中：电网阻抗包括了变压器的阻抗和配电线的阻抗，如图1所示。
图2谐波电压与谐波电流的关系较大的谐波电流并不一定导致较大的谐波电压。
只有当系统阻抗较大时，谐波电流才会产生较大的谐波的谐波电压。
图2(a)中的情况是变压器容量较小（对应阻抗较大）的情况，这时，虽然电流（上图）畸变率并不大（所含的谐波电流成分较小），但是电压（下图）出现严重的畸变。
国外谐波电流限值标准介绍
国外谐波电流限值标准介绍国外谐波电流限值标准介绍谐波电流是指在电力系统中，由于非线性负载的存在，电流中出现的频率为基波频率的整数倍的电流成分。
谐波电流会对电力系统的稳定性、电能质量和设备寿命等方面产生不良影响。
因此，各国都制定了相应的谐波电流限值标准，以保障电力系统的正常运行。
欧洲标准欧洲标准中，对于低压电力系统，谐波电流的限值标准由EN 61000-3-2规定。
该标准规定了在不同功率范围内的设备中，谐波电流的限值。
例如，在功率小于16A的设备中，第3至25次谐波电流的总畸变率不得超过25%；在功率大于75A的设备中，第3至39次谐波电流的总畸变率不得超过8%。
对于高压电力系统，欧洲标准中的谐波电流限值标准由EN 61000-3-4规定。
该标准规定了在不同电压等级下，谐波电流的限值。
例如，在220kV电压等级下，第3至39次谐波电流的总畸变率不得超过2.5%。
美国标准美国标准中，对于低压电力系统，谐波电流的限值标准由IEEE 519-2014规定。
该标准规定了在不同功率范围内的设备中，谐波电流的限值。
例如，在功率小于75kVA的设备中，第3至25次谐波电流的总畸变率不得超过5%；在功率大于750kVA的设备中，第3至25次谐波电流的总畸变率不得超过1.5%。
对于高压电力系统，美国标准中的谐波电流限值标准由IEEE 519-2014规定。
该标准规定了在不同电压等级下，谐波电流的限值。
例如，在69kV电压等级下，第3至25次谐波电流的总畸变率不得超过3%。
日本标准日本标准中，对于低压电力系统，谐波电流的限值标准由JIS C 61000-3-2规定。
该标准规定了在不同功率范围内的设备中，谐波电流的限值。
例如，在功率小于16A的设备中，第3至25次谐波电流的总畸变率不得超过25%；在功率大于75A的设备中，第3至39次谐波电流的总畸变率不得超过8%。
对于高压电力系统，日本标准中的谐波电流限值标准由JIS C 61000-3-4规定。
emc谐波电流的判定标准
emc谐波电流的判定标准摘要：1.EMC 谐波电流的概念及产生原因2.EMC 谐波电流的判定标准3.EMC 谐波电流测试方法及合格标准4.解决EMC 谐波电流问题的方法正文：一、EMC 谐波电流的概念及产生原因EMC 谐波电流是指在电气设备中，由于非线性负载引起的电流波形畸变，使得电流中包含了原频率的整数倍的谐波成分。
谐波电流的产生主要是因为电力电子设备、变频器、可控硅、高压汞灯、整流器等非线性负载广泛应用，导致电网中的电流波形不再是正弦波，而是具有多次谐波的波形。
二、EMC 谐波电流的判定标准EMC 谐波电流的判定标准主要依据国际电工委员会（IEC）和欧洲电磁兼容（EMC）协调标准。
对于低压供电设备，涉及到的产品标准有：IEC 61000-3-2（额定电流小于16A）、IEC 61000-3-4（额定电流大于16A）、IEC 61000-3-12（额定电流大于16A 小于75A）。
对于家电产品，主要参考欧洲电磁兼容（EMC）协调标准。
三、EMC 谐波电流测试方法及合格标准EMC 谐波电流测试主要采用测量设备工作时注入到电网中的谐波电流。
测试方法包括：采用滤波器测量法、光纤测量法、无线电干扰测量法等。
合格标准通常是电流、电压总畸变率不大于5%，对各次谐波都有具体的要求。
四、解决EMC 谐波电流问题的方法解决EMC 谐波电流问题的方法主要有：1.采用谐波抑制技术，如在电源侧加装EMC 滤波器，抑制谐波电流的产生；2.采用有源滤波器、无源滤波器等设备，对谐波电流进行补偿和吸收；3.选择具有较低谐波电流产生的电力电子设备和非线性负载；4.对电力系统和电气设备进行优化设计，减小谐波电流的影响。
总之，EMC 谐波电流的判定标准主要依据国际电工委员会（IEC）和欧洲电磁兼容（EMC）协调标准。
配电系统中谐波电压、电流含量用EXCEL表格快速估算
ST(kVA) 合成后的THDI THDI的允许值 合成后的THDU THDU的允许值 总谐波电流含量IH(A)
6.00%
0.82 0.90
0.40
1250.00
24.3
15.9
6.30
5
378.8
电容器对谐波的放大自动计算表-----编制人：赵燕平、王旭辉
电容器对谐波的放大自动计算表
补偿后的功率因数
c．计算各分组的谐波电流： I n.i I1.i HRI n.i 。
1
d．计算谐波的合成电流： In KT
I n.i
i
（ KT 为同期系数）。
取值见下表（表 3）（参见 GB/Z 17625.4-2000）
谐波次数
n 5 1
5 n 10 n 10
1.4
2
e．计算总的谐波电流含量： I H I n 2 。
配电系统谐波自动计算表 ----- 编制人：赵燕平、王旭辉
配电系统谐波自动计算表
用电设备组 名称
谐波数据：In/A、HRIn/%、THDi/%
设备 容量 /KW
Kx cosφ
Pjs /kW
Qjs /kvar
n=1 I1.i
n=3 HRI3
n=5 HRI5
n=7 HRI7
n=9 n=11 n=13 n=15 n=17 n=19 n=21 n=23 n=25 HRI9 HRI11 HRI13 HRI15 HRI17 HRI19 HRI21 HRI23 HRI25 THDI.i
U U1 1 THDU2 ,当THDU2 <<1 时，U U1 U e , 依据 GB/T 14549-93 附录 C2：
HRUn
3 nU N I n 103 Sd
配电系统中谐波电压、电流含量用EXCEL表格快速估算
二、 公式推导 2.1 基本公式：
依据《电能质量 公用电网谐波》GB/T 14549-1993 附录 A n 次谐波电流含有率:
HRIn In 100 % I1
( A1)
谐波电流含有量:
IH
I
n2 n
2
(A2)
n 次谐波电压含有率:
HRUn Un 100 % U1
短路容量 Sd(MVA) -3.33 279.5 -0.43 0.54 185.3 0.65
补偿容量QC(kvar) 2.27 42.2 0.31 2.40 19.3 0.29
荧光灯 办公室PC机 IT设备 精密、一般空调 (均为线性负荷) 电梯 (6P变频调速) 智能化机房 UPS(6P)
合成后的 815.2 620.15 1556.27 279.5 185.3 138.4 98.2 42.2 19.3 3.5 7 6.6 0 0 0 24.3 谐波值In 变压器短路电压 负载率 同期系数KT Ue(kV) ST(kVA) 合成后的THDI THDI的允许值 合成后的THDU THDU的允许值 总谐波电流含量I H(A) 百分比UK% F 6.00% 0.82 0.90 0.40 1250.00 24.3 15.9 6.30 5 378.8
2.3.1 谐波电压含量 由式（4）得出：
2 2 U U 1 1 THDU ,当 THDU <<1 时， U U 1 U e ,
依据 GB/T 14549-93 附录 C2：
HRU n 3 nU N I n 100 % 10 3 S d
由式（2）得
THDU
3 U N
6.5 12
3.7 4.1 3.2 6.0 2.8 5.4 2.6 2.9 2.3 4.5 2.1 4.1
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电压谐波畸变率
高次谐波的分量
在理想状况下，电压波形应是周期性标准正弦波，但由于电力系统中存在有大量非线性阻抗特性的供用电设备，这些设备向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压，称为谐波源。
谐波源使得实际的电压波形偏离正弦波，这种现象称为电压正弦波形畸变。
通常以谐波来表征。
电压波形畸变的程度用电压正弦波畸变率来衡量，也称电压谐波畸变率。
电压谐波畸变率以各次谐波电压的均方根值与基波电压有效值之比的百分数来表示。
电压谐波畸变率=√（U2*U2+U3*U3+...+Un*Un）*100%/ U1
式中Un--第n次谐波电压有效值，V
U1--基波电压有效值，V
什么是电流畸变率？
谐波电流与基波电流的比值%
谐波畸变出现电压频率整倍数频率分量的一种非线性失真，即正弦波形的周期性畸变现象。
谐波畸变产生的主要危害
（1）导致电力变压器发热谐波导致电力变压器发热源于两方面原因，其一是谐波电流能增加变压器的铜损和漏磁损耗；其二是谐波电压能增加铁损。
变压器的发热程度直接影响了变压器使用容量的降低程度。
（2）导致电力电缆发热在三相对称回路中，三次谐波在三相导线中相位相同，在中性线上叠加后产生了3倍于相线的谐波电流和谐波电压，导致中性线温度升高。
智能建筑中大量的OA设备及电子式荧光灯均使三次谐波在系统中的占有率增大，因此谐波引起中性线发热问题值得关注。
当高频电流通过导线时，电流具有集肤效应，显然高次谐波电流的存在使线路集肤效应加重，线路外表面电流密度加大，从而导致线路（相线及中性线）发热。
（3）导致对电子设备的干扰智能建筑中自动化及电子信息设备均要求有较高的电源质量，且都工作于低电压水平，极易受到谐波的干扰而使控制失常。
控制失常可能引发三A 系统的严重故障。
（4）导致低压配电设备工作异常谐波畸变可使配电用低压电器设备（断路器、漏电保护器、接触器、热继电器等）发生故障。
谐波电流使低压电器设备铁损、铜损增加，集肤效应加剧，从而产生异常发热，误动作等故障。
谐波畸变的防范措施鉴于智能建筑对三A系统运行的高可靠性要求，应适当采取消除或抑制谐波危害的防范措施如下：
（1）在根据负载确定电力变压器额定容量时，应考虑谐波畸变而留有格量。
在民用建筑设计中一般应保证变压器负荷率为70％～80％左右，该负荷率的工程裕量即可防范谐波
引起的变压器发热危害。
（2）在电缆截面选择中应考虑谐波引起线缆发热的危害。
对于联接谐波主要扰动源设备的配线，确定线缆载流量时应日有足够裕量，可适当放大一级选择线缆截面。
在三相四线制系统中，应考虑三次谐波电流和高次谐波电流引起的集肤郊应对中性线的发热危害，即在中性线截面的选择中国有足够裕量。
（3）在设计和施工阶段，建议采取以下措施抑制谐波对电子设备的干扰。
①为该类设备设计专用回路供电，尽可能避免干扰沿供电线路窜入。
②为易受干扰设备加装线路滤波器，消除或抑制谐波分量，达到净化电源目的。
③使该类设备配线尽可能远离谐波电流畸变严重的线路，以避免空间电磁干扰。