System Harmonic Pollution och Total Harmonic Distortion

"Ditt kraftdistributionssystem lider av allvarliga övertonsföroreningar. Övertonsförvrängningsgraden är så hög som över 30 % och kräver behandling!""Övertonerna är överdrivna och utgör ett allvarligt hot mot elektrisk utrustning. Titta, övertonsförvrängningen på mätaren är 45 %!""Den övertonsförvrängning är bara 6%. Är det verkligen så allvarligt?"

 

Under de senaste åren, eftersom frågan om övertoner i kraftsystem har diskuterats flitigt, har varje elektrisk chef fått tillräcklig förståelse för övertoner. Hur man bedömer graden av harmonisk förorening i ett system verkar dock vara både tydligt och tvetydigt.

Det är tydligt eftersom den nationella standarden Power Quality - Harmonics in Public Supply Networks ger tydliga definitioner och bedömningskriterier för harmoniska föroreningsnivåer, och energikvalitetsmätare kan mäta specifika harmoniska parametrar.

 

Det är tvetydigt eftersom den vanligaste övertonsförvrängningshastigheten-en procentandel som enkelt och direkt kan mätas av strömkvalitetsmätare-inte alltid definitivt kan återspegla övertonsföroreningar.

 

Total harmonisk distorsion (THD)är den mest använda indikatorn för att utvärdera graden av harmonisk förorening i kraftsystem. Det antas i tekniska standarder och elektriska instrument som nyckelmåttet för kraftövertonsföroreningar. THD är intuitivt och lätt att förstå: enkelt uttryckt är det procentandelen av harmoniskt innehåll i förhållande till det grundläggande innehållet, liknande alkoholhalten i alkoholhaltiga drycker.

THD är en allmän term. I praktiska tillämpningar utvärderas strömkvaliteten hos ett kraftsystem ur två perspektiv:spänningochnuvarande, representerad avTotal Voltage Harmonic Distortion (THDu)ochTotal Current Harmonic Distortion (THDi)respektive. Deras definitioner är förfinade till procentandelen av harmonisk spänning/ströminnehåll i förhållande till grundspänningen/ströminnehållet.

Låt oss först titta påTHDu. Normalt är spänningen i ett kraftsystem fast, med olika spänningsnivåer för olika tillämpningar, såsom låg-spänning 400 V, mellan- och hög-spänning 10 kV, 35 kV, etc. För ett nät med en given spänningsnivå kan värdet på THDu föroreningsnivån reflektera dess harmoniska och tydligt vetenskapligt och tydligt. Detta beror på att nämnaren i THDu-formeln-grundspänningen U₁-är konstant. Således, ju större övertonsspänningen U_H, ju högre THDu. Nationella standarder använder THDu som den intuitiva indikatorn för att begränsa övertonsspänning.

Nominell nätspänning (kV)	Total spännings harmonisk distorsion (%)	Individuell harmonisk spänningsinnehåll (%)
		Udda-order övertoner	Till och med-beställ övertoner
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

Strömkvalitet - Övertoner i offentliga försörjningsnät Gränser för övertonsspänning

 

Låt oss sedan undersökaTotal Current Harmonic Distortion (THDi).Baserat på dess definition och formel verkar THDi likna THDu. Men kan THDi mäta den harmoniska föroreningen av ett system lika vetenskapligt och tydligt som THDu?

Ta ett exempel: En 37 kW / 380 V motor utrustad med en frekvensomformare.

Under normal belastning: grundström=50 A, harmonisk ström=15 A, alltså THDi=30%.

Under lätt belastning: grundström=10 A, harmonisk ström=5 A, alltså THDi=50%.

Från det här exemplet kan vi se detTHDi kan ofta inte helt och exakt återspegla det faktiska harmoniska strömtillståndet.Detta beror på att nämnaren i THDi-beräkningen-grundströmmen- inte är fixerad. Därför är den beräknade totala harmoniska distorsionen endast meningsfull under en specifik belastningshastighet, liknande analogin med alkoholkoncentration.

En viktigare indikator för att utvärdera skadan av harmonisk ström på systemet ärverklig övertonsströmstyrka, vilket återspeglar hur mycket en harmonisk källa bidrar till systemets förorening. Rimliga gränser kan också sättas för den övertonsström som injiceras i nätet enligt skalan på kraftsystemet. Nationella standarder användertillåtna övertonsströmvärdenför att begränsa den harmoniska strömmen som injiceras av användare vid punkten för gemensam koppling.

Nominell spänning (kV)	Kort-Circuit Capacity (MVA)	Övertonsordning och tillåten övertonsström (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

Strömkvalitet - Övertoner i offentliga försörjningsnät Gränser för harmonisk ström

 

 

Efter att ha läst ovanstående innehåll bör du ha en tydligare förståelse för begreppet och tillämpningen avTotal harmonisk distorsion (THD).THD används ofta i övertonsmätning och analys, standardformulering, utvärdering av filtereffekter och andra scenarier. Att korrekt förstå egenskaperna och begränsningarna hosTHDuochTHDii spännings- och strömövertonsanalys hjälper oss att vetenskapligt bedöma harmoniska föroreningsnivåer, rimligt välja filtreringsmetoder och implementera noggrann effektutvärdering.