淺談電能質量電網諧波

　　摘要：之前我們有接到客戶說在用我們E8000電能質量分析儀，測量諧波電壓總諧波畸變率是3.4%,問不知道是否屬于正常范圍?”我暫時不回答這個問題先，這里想跟大家淺談一下關電網諧波。

　　諧波的定義

　　交流非正弦信號可以分解為不同頻率的正弦分量的線性組合。當正弦波分量的頻率與原交流信號的頻率相同時，稱為基波。諧波，狹義講，是指電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉級數分解，其余大于基波頻率的電流產生的電量。從廣義上講，由于交流電網有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波。當正弦波分量的頻率是原交流信號的頻率的非整數倍時，稱為分數諧波，也稱分數次諧波或間諧波。對于任意一復合周期振動函數y(T)按傅氏級數分解表示為：第一項稱均值或直流分量，第二項為基波或基本振動，第三項稱二次諧波，依此類推或把二次諧波以后的統稱為高次諧波。

　　諧波的產生原因

　　在電力系統中，諧波產生的根本原因是由于非線性負載所致。主要非線性負載有UPS、開關電源、整流器、變頻器、逆變器等。當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性關系，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產生。

　　諧波的相關術語及計算公式

　　1、諧波(分量)harmonic(component)

　　對周期性交流量進行付立葉級數分解得到頻率為基波頻率大于1 整數倍的分量。

　　2、諧波次數(h)harmonic order(h)

　　諧波頻率與基波頻率的整數比。

　　3、諧波含量(電壓或電流)harmonic content (for voltage or current)

　　從周期性交流量中減去基波分量后所得的量。

　　4、諧波含有率harmonic ratio(HR)

　　周期性交流量中含有的第h 次諧波分量的方均根值與基波分量的方均根值之比(用百分數表示)，第h次諧波電壓含有率以HRUh表示;第h次諧波電流含有率以HRIh表示。

　　5、總諧波畸變率total harmonic distortion(THD)

　　周期性交流量中的諧波含量的方均根值與其基波分量的方均根值之比(用百分數表示)。電壓總諧波畸變率以THDu 表示;電流總諧波畸變率以THDi表示。

　　6、短時間諧波short duration harmonics

　　沖擊持續的時間不超過2s，且兩次沖擊之間的間隔時間不小于30s的電流所含有的諧波及其引起的諧波電壓。

　　國標諧波限值

　　《中華人民共和國國家標準GB/T 14549-1993》對公用電網諧波有著明確的限值規定。

　　1、公共電網諧波電壓(相電壓)限值

　　表1：公共電網諧波電壓(相電壓)

　　2、諧波電流允許值

　　公共聯接點的全部用戶向該點注入的諧波電流分量(方均根值)不應超過表2種規定的允許值。當公共聯接點處的最小短路容量不同于基準短路容量時，表2中的諧波電流允許值的換算見附錄B(補充件)。

　　表2：注入公共聯接點的諧波電流允許值

　　注：220kV基準短路容量取2000MVA。

　　通過上文，想必也就不難回答客戶詢問的問題。客戶的電網是10KV，測出來的電壓總諧波畸變率3.4%，那么根據國標要求是小于4%，處于合格范圍內。