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谐波发射 Harmonic Emission

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发表于 2013-6-23 19:27:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

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所谓谐波即一波形频率为基本波形频率的整数倍,而基本波与谐波的合成波称为失真波(如下图)。一般来说,理想的交流电源应该是纯正弦波形,但因现实世界中大部份的负载为非线性,因此会导致电源波形失真,若电压频率是60Hz,将失真的电压波形经傅立叶转换分析后;可将电压波形分解为除了基频(60Hz)外,还有倍频(120Hz,180Hz,..300Hz…)成份的组合,而倍频的成份就称为谐波: (Harmonic)。

1.jpg

常见谐波标准
IEC61000-3-2 / Limits for Harmonic Current Emission(Equipment input current≦16A Per phase)
GB/T 14549—93 Quality of electric energy supply Harmonics in public supply network 电能质量公用电网谐波

至今已出版的和谐波电压关系密切的标准文件有:
IEC谐波电压标准
(1)IEC 61000-2-2《公用低压供电系统中低频传导干扰和信号的兼容性标准》(国际标准)
(2)IEC 61000-2-4《工业设备低频传导干扰的兼容性标准》(国际标准)
(3)IEC 61000-3-6《中压和高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估》(第三类技术报告)
该标准文件和国标《电能质量 公用电网谐波》(GB/T 14549-1993)关系比较密切。(本标准文件等同于国标 GB/Z 17625.4)。

美国 IEEE谐波标准
(1)美国 IEEE Std.519—1992 对公用电网谐波电压允许值的规定

(2)低压系统的波形畸变限值
美国 1981 年和 1992 年标准,对低压系统的电压畸变分两类处理:一类为谐波 THD值;一类为线电压波形缺口(Notch)的深度和面积。波形缺口是整流器在换相过程中造成瞬间相间短路引起的。缺口深度 d 和系统阻抗有关,其持续时间 t 则和换相时间相等。

英国 G5/4工程导则
本导则是英国电气协会(EA)于 2001 年2月正式颁布的,称为《英国谐波电压畸变和非线性设备接入输电系统和配电网的规划值》。

俄罗斯谐波电压标准
俄罗斯 1997年颁布的《公用供电系统中电能质量限值》(ГОСТ 13109-97)中规定的各级电网谐波电压总畸变率

随着电网中非线性负荷大量增加,谐波一直是电能质量中最常见的问题,谐波标准也必须与时俱进。通过对 IEC相关 标准的介绍以及对比了美国 IEEE、英国和俄罗斯新老标准在谐波电压限值上的变化,可以得出如下结论:
(1)IEC 61000 文件是国标电磁兼容标准文件,其中涉及谐波的相关规定和技术文件是制定各国谐波标准的基础,在正确认识电磁兼容标准和电能质量标准关系基础上,结合国情才能制定出较合理的标准;

(2)从电网负荷结构来看,非线性负荷的比重越来越大,电网谐波水平在不断增长。为了负荷发展需要,同时在保证电网安全可靠运行的基础上发挥电网耐受谐波的能力,新标准中适当增加谐波限值是较普遍的做法;

(3)由于直流输电的发展,对于超高压输电系统谐波的规定也已纳入公用电网谐波标准中,这是值得关注的;

(4)由于谐波的波动性,标准中普遍采用 95%时间内概率大值作为衡量指标,但剩余5%时间要不要规定限值是一个重要问题,因为谐波引发的异常或事故往往出在超标期间。俄罗斯标准中既规定了正常允许值,又规定了最大允许值是值得借鉴的;

(5)间谐波和电压波形缺口是两种较特殊的波形畸变,谐波标准中如包括这两种畸变的规定,将使标准更为完善,同时也便于执行。
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