敖汉旗电工培训学校,谐波国标中的几个基本问题

不同谐波源的迭加计算
　　电网谐波电压和电流往往由多个谐波源产生，因而不同谐波源的迭加计算是制订谐波标准的重要基础，当两个谐波源分别产生的不同谐波Ah及Bh之间的相位角θh确定时，其合成的同次谐波按余弦定理计算：(1)　　对于两个谐波源的同次电流Ih1和Ih2在一条线路上迭加，当相位角θh已知时，其叠加后的谐波电流Ih为：
(2)但是，在实际电网中，无论是谐波电压或谐波电流的相位关系均有一定的随机性，例如谐波源的基波电压，因受电力系统潮流随机变化的影响，其相位角作随机变化；谐波源工况的变化，导致基波功率因数角作随机变化；谐波源负荷的波形，受到各种随机因素的影响，也会偏离于典型形状，从而造成谐波电流相位角的随机变化。谐波国标起草工作组通过研究，在专题报告中得出，当基波电流相位角变化为正态分布，则其主要谐波电流相位角差角也呈正态分布的近似结论。同时结合系统潮流计算的一些统计结果，考虑参予合成的谐波源一般比较邻近的特点，得出相位角θh不确定时，可按下列公式进行合成计算：
(3)式中：kh系数按表1选取。
表1 h

3 5 7 11 13 9、＞13偶次 kh 1.62 1.28 0.72 0.18 0.08 0
　　两个谐波源在同一节点上引起的同次谐波电压的迭加计算与上式(2)与(3)类同。
　　谐波国标在研究各级电网电压总谐波畸变率的分布规律时，应用了下式：
C2=A2 B2 AB(4)　　式(4)虽有一定误差，但对于谐波估算还是可用的。
　　必须说明的是，国际大电网会议36—05工作组所推荐的合成计算式为：
Ih=(Ih1α Ih2α)1/α(5)　　式中：系数α按表2选取。
表2 h 3 5 7 11 13 h＞13 α 1 1 1 1.4 1.4 2

　　比较式(3)和(5)，可以看出，对于13次以上谐波，两者结果是一样的；对于13次以下的主要谐波，按式(5)作合成计算，其等值的相角差较小，这样会导致对用户谐波限制较严，国标中未予推荐。
5.2　低压电网电压总谐波畸变率允许值
　　低压电网中的电压总谐波畸变率允许值是确定各级中、高压电网电压总谐波畸变率的基础。同时由于绝大多数电气设备都是从低压电网取得电源，所以确定低压电网的电压总谐波畸变率，保证这些电气设备免受谐波的干扰，具有很重要的意义。国标确定低压(0.38kV)的电压总谐波畸变率为5%，主要根据为：
　　(1)对交流感应电动机，根据定子绕组等值发热条件求出等值负序电压和谐波电压的关系，考虑在正常负序电压2%的前提下，不显著地缩短电机的寿命，允许电压总谐波畸变率约为5%。
　　(2)根据电容器的过电压和过电流能力，分析了各次谐波电压和基波电压迭加，使电容器的寿命不致局部放电和增加发热而显著地缩短，低压电网电压总谐波畸变率应控制
5.1　不同谐波源的迭加计算
电网谐波电压和电流往往由多个谐波源产生，因而不同谐波源的迭加计算是制订谐波标准的重要基础，当两个谐波源分别产生的不同谐波Ah及Bh之间的相位角θh确定时，其合成的同次谐波按余弦定理计算：
(1)对于两个谐波源的同次电流Ih1和Ih2在一条线路上迭加，当相位角θh已知时，其叠加后的谐波电流Ih为：
(2)但是，在实际电网中，无论是谐波电压或谐波电流的相位关系均有一定的随机性，例如谐波源的基波电压，因受电力系统潮流随机变化的影响，其相位角作随机变化；谐波源工况的变化，导致基波功率因数角作随机变化；谐波源负荷的波形，受到各种随机因素的影响，也会偏离于典型形状，从而造成谐波电流相位角的随机变化。谐波国标起草工作组通过研究，在专题报告中得出，当基波电流相位角变化为正态分布，则其主要谐波电流相位角差角也呈正态分布的近似结论。同时结合系统潮流计算的一些统计结果，考虑参予合成的谐波源一般比较邻近的特点，得出相位角θh不确定时，可按下列公式进行合成计算：
(3)式中：kh系数按表1选取。

表1

h 3 5 7 11 13 9、＞13偶次 kh 1.62 1.28 0.72 0.18 0.08 0 两个谐波源在同一节点上引起的同次谐波电压的迭加计算与上式(2)与(3)类同。
谐波国标在研究各级电网电压总谐波畸变率的分布规律时，应用了下式：C2=A2 B2 AB(4)式(4)虽有一定误差，但对于谐波估算还是可用的。必须说明的是，国际大电网会议36—05工作组所推荐的合成计算式为：
Ih=(Ih1α Ih2α)1/α(5)式中：系数α按表2选取。
　　　表2

(整理：电工培训学校)