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9 c. Y$ x* ?9 S' U1 i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)。
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: A. S1 I2 z) J, |3 `: H常见谐波标准
8 }+ R' S5 f$ ?! _% I8 oIEC61000-3-2 / Limits for Harmonic Current Emission(Equipment input current≦16A Per phase)
X/ h, x, V4 l5 A# N+ V# G4 z- JGB/T 14549—93 Quality of electric energy supply Harmonics in public supply network 电能质量公用电网谐波1 P1 C/ q$ c. g, b) z2 A
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至今已出版的和谐波电压关系密切的标准文件有:
2 f3 U1 P+ z/ Y& W! M* ^IEC谐波电压标准- Z' D: s7 _( S4 F1 R9 S& T; x' Y( p( N
(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)
5 Z8 P, x+ a& [6 g( z% u(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)
1 W: m. }3 ^/ \! y# v9 f9 C(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)
( A( C# E; R- z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)。
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美国 IEEE谐波标准( j# R, g. V T, n
(1)美国 IEEE Std.519—1992 对公用电网谐波电压允许值的规定; h* [4 I& p% E+ y1 F* e8 c# F
) M- a$ E$ S1 A. X2 x/ H2 Z
(2)低压系统的波形畸变限值' Q) ~5 i; \4 t( |
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。) n7 V3 z" x5 L
0 h; h! U$ M9 Z+ B3 O& f英国 G5/4工程导则
, R& W5 B4 k4 c% \. f# L* d3 F+ T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》。
0 L; h( n0 I* W. X4 m2 Z5 m' Z( ]$ e
, M7 `, h8 F+ f# Y1 q0 @* O俄罗斯谐波电压标准
/ I; z& _( {. |6 n4 s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
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6 B! R! J; D3 f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:
7 V) r( t" p0 T# _. D) V! o(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;* u# X; v/ I* R- ^, o" g7 n2 |: q
) l8 b& b! K! A& A h4 J(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;5 N. @: v* N. x+ f/ a0 g, Z2 j. F3 m
; T: F' T1 R7 y3 I: G6 a(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;5 s9 `4 `. t) z9 L- Y
% t* @* Z9 ?& h; m" j8 Y, Q9 ^6 Z(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;, E' f; T6 i5 |& A N
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(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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