Системно хармонично замърсяване и пълно хармонично изкривяване

„Вашата електроразпределителна система страда от силно хармонично замърсяване. Степента на хармонично изкривяване е над 30% и изисква лечение!“ „Хармониците са прекомерни и представляват сериозна заплаха за електрическото оборудване. Вижте, степента на хармонично изкривяване на измервателния уред е 45%!“ „Степента на хармонично изкривяване е само 6%. Наистина ли е толкова сериозно?“

 

През последните години, тъй като въпросът за хармониците в енергийните системи беше широко дискутиран, всеки електрически мениджър придоби достатъчно разбиране за хармониците. Въпреки това, как да се прецени степента на хармонично замърсяване в една система изглежда едновременно ясно и двусмислено.

Ясно е, защото националният стандарт за качество на електроенергията - Хармоници в обществените мрежи за захранване предоставя ясни дефиниции и критерии за преценка на нивата на хармонично замърсяване, а измервателните уреди за качество на електроенергията могат да измерват специфични хармонични параметри.

 

Това е двусмислено, тъй като често използваният процент на хармонично изкривяване-процент, който може лесно и директно да бъде измерен от измервателни уреди за качество на електроенергията-не винаги може окончателно да отразява хармоничното замърсяване.

 

Общо хармонично изкривяване (THD)е най-често използваният показател за оценка на степента на хармонично замърсяване в енергийните системи. Той е приет в техническите стандарти и електрическите инструменти като ключов показател за енергийно хармонично замърсяване. THD е интуитивен и лесен за разбиране: просто казано, това е процентът на хармоничното съдържание спрямо основното съдържание, подобно на алкохолното съдържание в алкохолните напитки.

THD е общ термин. В практическите приложения качеството на захранването на електроенергийната система се оценява от две гледни точки:напрежениеиток, представлявано отОбщо хармонично изкривяване на напрежението (THDu)иОбщо хармонично изкривяване на тока (THDi)съответно. Техните дефиниции са прецизирани до процента на хармоничното съдържание на напрежение/ток спрямо основното съдържание на напрежение/ток.

Нека първо да разгледамеTHDu.Обикновено напрежението на електроенергийната система е фиксирано с различни нива на напрежение за различни приложения, като ниско-напрежение 400 V, средно- и високо-напрежение 10 kV, 35 kV и т.н. За мрежа с дадено ниво на напрежение стойността на THDu може научно и ясно да отразява нейното ниво на хармонично замърсяване. Това е така, защото знаменателят във формулата THDu-основното напрежение U₁-е константа. Следователно, колкото по-голямо е хармоничното напрежение U_H, толкова по-висок е THDu. Националните стандарти използват THDu като интуитивен индикатор за ограничаване на хармоничното напрежение.

Номинално мрежово напрежение (kV)	Общо хармонично изкривяване на напрежението (%)	Съдържание на индивидуално хармонично напрежение (%)
		Хармоници от-нечетен ред	Хармоници от четен{0}}порядък
0.38	5.0	4.0	2.0
6	4.0	3.2	1.6
10
35	3.0	2.4	1.2
66
110	2.0	1.6	0.8

Качество на захранването - Граници на хармониците в обществените електроснабдителни мрежи за хармонично напрежение

 

След това нека разгледамеОбщо хармонично изкривяване на тока (THDi)Въз основа на своята дефиниция и формула, THDi изглежда подобен на THDu. Но може ли THDi да измерва хармоничното замърсяване на система толкова научно и ясно, колкото THDu?

Вземете пример: 37 kW / 380 V двигател, оборудван с честотен преобразувател.

При нормално натоварване: основен ток=50 A, хармоничен ток=15 A, така че THDi=30%.

При слабо натоварване: основен ток=10 A, хармоничен ток=5 A, така че THDi=50%.

От този пример можем да видим товаTHDi често не може да отрази напълно и точно действителното състояние на хармоничния ток.Това е така, защото знаменателят в изчислението на THDi-основния ток-не е фиксиран. Следователно изчисленото общо хармонично изкривяване на тока има смисъл само при определена скорост на натоварване, подобно на аналогията с концентрацията на алкохол.

По-важен показател за оценка на вредата от хармоничния ток върху системата едействителната величина на хармоничния ток, което отразява колко хармоничен източник допринася за замърсяването на системата. Разумни граници могат също да бъдат зададени за хармоничния ток, инжектиран в мрежата в съответствие с мащаба на електроенергийната система. Националните стандарти използватдопустимите стойности на хармоничния токза ограничаване на хармоничния ток, инжектиран от потребителите в точката на общо свързване.

Номинално напрежение (kV)	Капацитет на-късо съединение (MVA)	Хармоничен ред и допустим хармоничен ток (A)
		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
0.38	10	78	62	39	62	26	44	19	21	16	28	13	24	11	12	9.7	18	8.6	16
6	100	43	34	21	34	14	24	11	11	8.5	16	7.1	13	6.1	6.8	5.3	10	4.7	9.0
10	100	26	20	13	20	8.5	15	6.4	6.8	5.1	9.3	4.3	7.9	3.7	4.1	3.2	6.0	2.8	5.4
35	250	15	12	7.7	12	5.1	8.8	3.8	4.1	3.1	5.6	2.6	4.7	2.2	2.5	1.9	3.6	1.7	3.2
66	500	16	13	8.1	13	5.4	9.3	4.1	4.3	3.3	5.9	2.7	5.0	2.3	2.6	2.0	3.8	1.8	3.4
110	750	12	9.6	6.0	9.6	4.0	6.8	3.0	3.2	2.4	4.3	2.0	3.7	1.7	1.9	1.5	2.8	1.3	2.5

Качество на захранването - Хармоници в обществените електроснабдителни мрежи Ограничения за хармоничен ток

 

 

След като прочетете горното съдържание, трябва да имате по-ясно разбиране на концепцията и приложението наОбщо хармонично изкривяване (THD).THD се използва широко в хармонично измерване и анализ, стандартна формулировка, оценка на филтърния ефект и други сценарии. Правилното разбиране на характеристиките и ограниченията наTHDuиTHDiв хармоничния анализ на напрежението и тока ни помага да преценим научно нивата на хармонично замърсяване, разумно да изберем методи за филтриране и да приложим точна оценка на ефекта.