IEEE519谐波电流计算方法
间谐波测试标准-概述说明以及解释
间谐波测试标准-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在电力系统中，间谐波是指频率是电网基频整数倍的谐波分量。
因为间谐波在电力系统中的传播和影响是不可忽视的，对间谐波进行测试和监测显得尤为重要。
本文旨在探讨间谐波测试标准的相关内容，通过对现行标准的分析和总结，提出改进建议，探讨未来测试标准的发展方向。
通过本文的阐述，我们将更好地了解间谐波测试的重要性及其标准化的必要性。
的内容1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
1. 引言部分介绍了本文的主题，包括概述、文章结构和目的。
2. 正文部分将深入探讨间谐波的定义、间谐波测试的重要性以及现行的间谐波测试标准。
3. 结论部分将总结现行标准的优缺点，提出改进建议，并探讨未来间谐波测试标准的发展方向。
通过这样的文章结构，读者可以清晰地了解本文的主要内容和结构，帮助他们更好地理解和阅读文章。
1.3 目的间谐波测试标准的制定旨在确保交流电源系统中的设备和设备之间的电能传输是高效、稳定和安全的。
通过对间谐波进行准确测量和监测，可以帮助设备制造商和电力系统运营商更好地了解系统中可能存在的问题和风险，进而采取预防措施并优化系统性能。
此外，间谐波测试标准的建立还可以促进不同设备制造商之间的产品比较和市场竞争，强化产品质量控制和技术创新，推动行业发展和规范化。
综上所述，制定间谐波测试标准的目的在于确保电力系统稳定运行，保障设备和设备之间的相互兼容性，促进产业升级和可持续发展。
2. 正文2.1 间谐波的定义在电力系统中，当非线性负载接入电网时，会产生谐波。
而间谐波则是在谐波频率的整数倍频率上产生的谐波。
例如，如果基波频率为50Hz，那么第二次谐波频率为100Hz，第三次谐波频率为150Hz，依此类推。
间谐波是一种比较特殊的谐波，它们具有较高的频率，并且在电网中具有较强的穿透力。
因此，间谐波对电网设备和系统的安全稳定性有着重要的影响。
在间谐波测试中，我们需要对不同频率的间谐波进行监测和分析，以便及时发现问题并采取相应的措施。
谐波管制及滤波器计算方法
(9).谐波:( )Inverter( )Convertor I1 = 100% (or) ______A I5 =_____%I1 (or) _____A I7 =_____%I1 (or) _____A I11=_____%I1 (or) _____A ………….
谐波滤波器计算
功率因数 谐波耐流
Σ(U )2 h
∞
h = 2
Σ(Ih )2
A5: 电压总谐波畸变率
A6: 电流总谐波畸变率
U H ×100 (% ) U 1 IH THD = ×100 (% ) i I1 THD u =
谐波术语的数学表达式
V1=400 (V) V3= 5 (V) 1.25% 谐 V5= 20 (V) 5.0% 波 电 V7= 10 (V) 2.5% 压 V11= 8 (V) 2.0% 含 有 V13= 4 (V) 1.0% 率 I1=1000 (A) I3= 20 (A) 2.0% 谐 I5= 500 (A) 50.0% 波 电 I7= 200 (A) 20.0% 流 I11= 50 (A) 5.0% 含 有 I13= 25 (A) 2.5% 率 ( ) (
THD u = THD i =
谐波电压含有量
2 2 2 2 2 U 5 + 20 + 10 +8 +4 = 24 .6 (V ) H =
谐波电流含有量
2 2 2 2 2 IH = 20 + 500 + 200 + 50 + 25 = 541 .8 (A )
电压总谐波畸变率
24 .6 ×100 (%) = 6 .15 % 400 541 .8 ×100 (%) = 54 .2 % 1000
滤波器设计
IEEE-519中的限制均是针对系统稳态运行时提出的“最差”条件，暂态过程中允许出现超过此标准的情况。
表1列出了IEEE-519对电压谐波的限制标准。
表2列出了低于6.9kV的供电系统中，在不同的短路比（短路比SCR定义为最大短路电流IS与平均设定最大负载电流IL之比）条件下，其谐波电流值和总谐波畸变系数（THD）值的限制，而偶次谐波限制在奇次谐波的25%以下。
因此，按照电力电子装置容量与电力系统短路容量之比，正确选择主电路联结形式（等效相数、脉波数）和控制方式，就十分重要.IEEE-519对电流谐波的限制值高压变频器输入谐波分析1 . 多脉动整流抑制输入谐波的基本原理该技术采用脉动宽度为60°的6脉动三相全波整流作为基本单元，使m组整流电路的交流侧电压依次移相α＝60°/ m，则可组成脉动数为p=6m的多脉动整流。
其脉动数p、组数m、移相角α及对应的谐波次数h之间的关系如表3所示。
对于12脉动整流，整流变压器为常规接法的Y/Y-12（或Δ/Δ-12）和Y/Δ-11或(Δ/Y-1)，二者交流侧副方电压互相移相30°，直流侧并联(或串联)后组成12脉动整流。
结合IEEE-519中的标准，对各脉动数整流进行比较如表5所示，可见，在不增加其他滤波装置的情况下，12脉动整流不能满足IEEE-519中的要求，在各个范围内谐波含量均超出标准。
36脉动情况要好的多，35次以下谐波及THD都能满足IEEE-519的要求，但仍然含有较大的35、37等次的谐波。
由分析可以看出，多脉动整流很好的解决了变频器输入端的谐波抑制问题，尤其对低次谐波的抑制效果明显，且输入波形近似为正弦，很好地满足了要求。
但是，同IEEE-519中的标准相比较，在不增加其他滤波装置的情况下，多脉动整流不能在各次谐波上都满足IEEE-519中的要求，高次谐波的影响仍然很明显，需要与其它滤波器配合使用。
与传统的二电平拓扑结构相比较，中点箝位式三电平逆变器更适合于中高压变频装置高电压、大容量的特点，特殊的拓扑使得器件具有2倍的正向阻断电压能力，其多层阶梯形输出电压，理论上可通过增加级数而使输出电压波形接近正弦，减少谐波，在同样输出性能指标下，三电平的开关频率将是二电平的1/5，从而使系统损耗小。
谐波的基础知识-谐波、谐波的种类及谐波频率计算
谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率计算———谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率计算本文介绍谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率如何计算，哪些设备或电路容易产生谐波，谐波的影响是什么1 谐波的基础知识（1）什么是基波？电力网络中呈周期性变化的电压或电流的频率即为基波（又称一次波），我国电网规定频率是50 Hz，所以2 基波是50 Hz。
（2）什么是谐波？电力网络中除基波（50 Hz）外，任一周期性的电压或电流信号，其频率高于基波（50 Hz）的，称为谐波。
电网或电路中，电压产生的谐波为电压谐波；电流产生的谐波为电流谐波。
（3）谐波有几种？整数谐波：指频率为整数（跃1）倍基波频率的谐波，即2、3、4、5、6、7、8、9、10 等次谐波。
偶次谐波：指频率为圆、源、6、8、10 等偶数倍基波频率的谐波。
奇次谐波：指频率为3、5、7、9、11 等奇数倍基波频率的谐波。
正序谐波：谐波次数为3k+1（k 为正整数）即4、7、10等次谐波。
负序谐波：谐波次数为3k-1（k 为正整数）即2、5、8等次谐波。
零序谐波：指频率为3的整数倍基波频率的谐波，例如3、6、9、12、15 次谐次。
高频谐波：指频率为圆耀怨kHz的谐波。
（4）谐波频率如何计算？谐波频率越谐波次数伊基波频率例：缘次谐波频率为缘伊缘园Hz越圆缘园Hz，苑次谐波频率为7伊50 Hz越猿3 缘园Hz等。
（5）哪些设备或电路容易产生谐波？1）非线性负载，例二极管整流电路（AC/DC）。
2）三相电压或电流不对称性负载。
3）逆变电路（DC/AC）。
4）UPS 电源（PC 机用），EPS 电源（大功率动力用），即不间断电源。
5）晶闸管调压装置或调速电路。
6）电镀设备。
7）电弧炉、矿热炉、锰矿炉、磷矿炉、电石炉、硅铁炉。
8）电解槽。
9）电焊机（弧焊、缝焊、点焊、碰焊、对焊）。
10）电池充电机。
11）变频器（低压或高压变频器）。
谐波分析程序手册
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谐波分析
此处 Sh 是谐波转差率。在较高频率,谐波转差率趋于一致。如果磁化阻抗忽略不计,可仅通过锁定转 子阻抗来建模感应电动机。不管怎样这是一个受欢迎的模型,它经常用于考虑完整的电动机模型。 负荷模型：已经推荐各种用于表示谐波研究负荷的模型。与处理集合模型的元件相比，因为这些负荷 可包括几种负荷类型（静态,旋转,固态等等),已设计出不同的模型以满足单个负荷元件。通常, 源于消耗 的有功和无功功率模型可用一电阻和电抗并联或串联组合来表示。此模型几乎总是用于静态负荷表示。 输电线和电缆模型：一个短线路或电缆可通过反映线路串联电阻和电抗的串联 RL 电路表示。修正电 阻必须考虑较高频率的集肤效应。对长线路,需要线路分路电容建模。分布参数模型是一足够用的模型， 因为线路长度的考虑取决于研究线路所在的频率。下列用于集肤效应的近似公式能被使用： R = Rdc (0.035 X + 0.938) 对 X < 2.4 R = Rdc (0.35 X + 0.3) 对 X >= 2.4 此处 X = 0.001585 (f/Rdc) 并且 f 是频率（赫兹） ， Rdc 为欧姆/英里。 滤波器模型：根据定义,滤波器在已调谐的频率表现出小的阻抗。在基频，它们的阻抗主要是电容 性质,因此提供无功功率到电力网。电力系统中可应用多种滤波器用于不同目的。最普通的滤波器被用 于谐波缓解,这被说明在图 1。单个可调滤波器具有的阻抗特性显示在图 2,它用来消除特定的谐波。双 调谐滤波器主要包括两个单调谐滤波器,只是被布置在一等效电路中以减小它们的外形尺寸。高通滤波 器可具有 1,2 或 3 次。2 次被广泛应用。一种更新型的高通滤波器被称作 C 型滤波器,由于它在基频时 损耗少而风靡业界。 图 3 和 4 分别显示二次和 C 型滤波器的阻抗图。 应用滤波器是限制谐波效应通常使 用的解决方案之一。其它纠正方法如移动干扰负荷到一较高的电压水平,强化系统和去谐电容器，也经 常使用。在任何情况下,最后都是经济状况决定最适当的解决方案。近来的研究主张应用主动滤波器以 抵消注入谐波。但是这些技术仍然处于研究阶段，还不够成熟，也没有在行业中被广泛接受。
大容量变流设备谐波的产生和一种计算方法
大容量变流设备谐波的产生和一种谐波计算方法理想的三相供电系统中，流过的电流与施加的电压成正比，电流和电压都是正弦波。
在实际的供电系统中，由于有非线性负荷的存在，当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时，波形将发生畸变，周期性非正弦波形可通过傅立叶级数分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。
在公共电网中主要的谐波源是有：电解、电镀行业和轨道交通系统的直流电源、风机和水泵变频调速装置、交流调压设备、电弧炉等，以及家用电器、电子办公设备和气体放电灯等非线性设备。
电网中的谐波使电能的产生、传输和利用效率降低，增加传输线路和电气设备的附加损耗，产生振动和噪声，并加快绝缘老化；谐波可引起电力系统局部发生谐振，使谐波放大，造成电容器等设备烧毁；使继电保护可能误动和拒动；还会对通信系统和电子设备的工作产生干扰。
为减少谐波的危害，GB/T 14549-93对用户注入公共电网中的谐波进行了规定，若超出规定的谐波限值，用户应对谐波采取相应的治理措施。
本文主要针对大容量变流装置产生的谐波进行计算分析，可作为设计时谐波评测和谐波治理的重要依据之一。
通常公共电网电压的波形畸变都很小，故以下的计算假定电源电压波形均为正弦波。
一、 忽略换相过程和直流侧电流脉动的情况忽略换相过程即假定交流侧的电抗为0，忽略直流侧电流脉动即假定直流侧电感无穷大，直流电流为理想恒定值。
1. 三相桥式整流电路以a 相电流为例，如图1所示，将电流负、正两半波之间的中点作为时间零点进行傅立叶分界，则有()t n n I t I t t t t t t t I i k n k d d d a ωπωπωωωωωωωπsin 1162sin 62]19sin 19117sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51[sin 3216⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=+--++--=∑∞±=基波和各次谐波的有效值分别为dI I π61=和dnI n I π6=，谐波含量nI I n 11=。
谐波计算方法
谐波检测的应用与发展电力是现代人类社会生产与生活不可缺少的一种主要能源形式。
随着电力电子装置的应用日益广泛，电能得到了更加充分的利用。
但电力电子装置带来的谐波问题对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，给周围电气环境带来了极大影响。
谐波被认为是电网的一大公害，对电力系统谐波问题的研究已被人们逐渐重视。
谐波问题涉及面很广，包括对畸变波形的分析方法、谐波源分析、电网谐波潮流计算、谐波补偿和抑制、谐波限制标准以及谐波测量及在谐波情况下对各种电气量的检测方法等。
谐波检测是谐波问题中的一个重要分支，对抑制谐波有着重要的指导作用，对谐波的分析和测量是电力系统分析和控制中的一项重要工作，是对继电保护、判断故障点和故障类型等工作的重要前提。
准确、实时的检测出电网中瞬态变化的畸变电流、电压，是众多国内外学者致力研究的目标。
常规的谐波测量方法主要有：模拟带通或带阻滤波器测量谐波基于傅里叶变换的谐波测量；基于瞬时无功功率的谐波测量。
但是，各种基本方法在实际运用中均有不同程度局限及缺点。
针对这一问题，在以上各种方法基础上的拓展和改进方法应运而生，本文着重介绍近几年来的一些新兴的谐波测量方法。
改进的傅里叶变换方法傅里叶变换是检测谐波的常用方法，用于检测基波和整数次谐波。
但是傅里叶变换会产生频谱混叠、频谱泄漏和栅栏效应。
怎样减小这些影响是研究的主要任务，通过加适当的窗函数，选择适当的采样频率，或进行插值，尽量将上述影响减到最小。
延长周期法［1］是在补零法的基础上，把在一个采样周期内采到的N 个点扩展任何整数倍。
他的表达式为：与传统的补零法相比，既简化了步骤，又可以获得同样准确或更准确的频谱图。
在达到同样的0.973 5分辨率情况下，测量起来步骤更简洁，而且频谱图更准确。
基于Hanning窗的插值FFT算法［2］基于Hanning窗的电网谐波幅值、频率和相位的显示计算公式：仿真结果证明，应用上述分析结果，电网谐波幅度、频率和相位的估计达到了预期的分析精度。
三相谐波计算公式
三相谐波计算公式三相系统的谐波计算涉及到谐波的含义、谐波的计算公式、谐波的特性等方面的内容。
下面将详细介绍三相谐波计算的公式。
首先，介绍一下谐波的概念。
谐波是指频率是基波整数倍的波形分量。
在三相系统中，电流和电压都存在谐波分量。
谐波会导致电路中的各种问题，例如电网负载的损坏、电能计量不准确等。
因此，准确计算和控制三相谐波非常重要。
在三相谐波计算中，常用的谐波计算公式有傅立叶级数法和向量法两种方法。
傅立叶级数法是一种将周期性函数分解成一系列基波及其谐波的方法。
对于三相电压和电流的谐波计算，可以使用傅立叶级数法来计算。
其计算公式如下：电压和电流的傅立叶级数展开式为：\[V_n = \frac{2}{\sqrt{3}} \sum_{k=1}^{\infty} V_{nk} \cos(k \omega t + \theta_{nk})\]其中，\(V_n\)表示第n次谐波的幅值，\(V_{nk}\)表示第n次谐波的k次分量的幅值，\(\omega\)表示基波频率，\(t\)表示时间，\(\theta_{nk}\)表示第n次谐波的k次分量的相位。
电压和电流谐波含有奇次和偶次分量。
奇次谐波的频率为基波频率的(2k-1)倍，偶次谐波的频率为基波频率的2k倍。
向量法是一种利用向量图形解三相电路问题的方法。
在向量法中，电压和电流谐波的计算不需要分解成基波和谐波分量，而是直接计算各谐波的分量和相位。
电压和电流的谐波分量可表示为向量和相位差的乘积。
谐波分量的计算公式如下：\(V_n = V_{n1} \angle \theta_{n1} + V_{n2} \angle \theta_{n2} + V_{n3} \angle \theta_{n3}\)其中，\(V_{n}\)表示第n次谐波的幅值，\(V_{n1}\)、\(V_{n2}\)、\(V_{n3}\)表示谐波分量的幅值，\(\theta_{n1}\)、\(\theta_{n2}\)、\(\theta_{n3}\)表示谐波分量的相位差。
电压偕波,的计算公式
智能建筑三A系统（设备自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统）中大量自动化设备需要高质量的电源，但同时其中相当数量的设备由于具有非线性负载特性，又是引发谐波畸变的扰动源。
因此分析引发谐波畸变的各类扰动源，并针对谐波畸变的危害，提出相应的防范措施，对智能建筑中三A系统的安全运行具有重要意义。
2 谐波分析依据国际电工委员会（IEC）在文献〔1〕中制定了单次谐波电压的兼容水平，即最大容许值。
当各次谐波电压低于文献〔1〕规定的限值时，总的谐波电压畸变不超过8％。
该规定兼顾了供电系统与制造商的共同利益。
在GB／T14549-93标准中规定：380V电网中各奇次谐波电压含有率限值为4％，各偶次谐波电压含有率限值为2％。
总的谐波电压畸变率允许值为5％。
以上均指相电压。
GB50174-93（电子计算机房设计规范）在电源质量分级中对谐波电压畸变率提出明确限值。
计算机房电源质量划分为A、B、C三级，允许谐波电压畸变率限值A级为3％～5％，B级为5％～8％，C级为8％～10％。
笔者认为智能建筑中其他自动化设备对电源质量的要求均可参考此规定限值。
总谐波畸变率THD是以基波为准的一个比值，用百分数表示，分为总电压谐波畸变率和总电流谐波畸变率。
总电流谐波畸变率计算公式如下：谐波电流畸变能对电压畸变产生很大影响，因此采取降低各类电气及电子设备的谐波电流至允许值，来满足低压配电网的兼容水平是行之有效的手段。
在分析谐波电流时，应注意多台设备产生的谐波电流具有一定规则的叠加性，也应考虑并非所有产生谐波的设备同时处于工作状态。
依据上述有关标准，在国内标准对智能建筑低压配电网总谐波电压畸变率限值尚无明确规定时，笔者认为可考虑将电源系统的总谐波电压畸变率限制在5％以下。
若超过5％应适当采取防范措施，以保证智能建筑三A系统的安全运行。
3 智能建筑内主要请波扰动源智能建筑中具有一定非线性负载特性的设备是产生谐波畸变的主要扰动源，可归纳为以下几类：①照明系统中的照明镇流器、调光设备（相位角控制器）。
IEEE Std 519—2014谐波标准简介
IEEE Std 519—2014谐波标准简介吴命利【摘要】介绍了美国电气电子工程师协会2014年修订的谐波标准"IEEE Std 519—2014电力系统谐波控制的建议做法和要求",与1992年版本相比,新标准可操作性和实用性更强,值得我国修订谐波国标时参考和借鉴.【期刊名称】《山西电力》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P70-72)【关键词】谐波标准;谐波测量;电压畸变【作者】吴命利【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京 100044【正文语种】中文【中图分类】TM712IEEE Std 519—2014（电力系统谐波控制的建议做法和要求）谐波标准在1992年版本基础上，采纳了IEC电磁兼容相关标准的谐波测量方法。
引入了非常短时谐波和短时谐波测量值概念，考虑了谐波的概率分布特性，用一天或一周谐波电压、电流的测量值得第99和第95百分位数与限值比较，对谐波限值整体上实际上有所放宽，其中低压系统放宽幅度最大。
总体上看，新版本的可操作性和实用性更强。
IEEE对519谐波标准的修订思路值得我国借鉴和参考。
标准的“范围”部分与旧版没有变化，依旧说明了本建议做法建立了设计即包含线性负荷又包含非线性负荷电气系统时的电压、电流波形畸变控制目标，指出电源和负荷之间的分界面是公共连接点，遵守设计目标将使电气设备之间的干扰最小化。
文档强调只解决稳态谐波限值，不含暂态；也不含无线电频率的干扰影响。
在“目的”部分，明确指出文档所给出的限值为推荐值，由于一些考虑比较保守，不应认为这些限值在所有情况下都具有约束力。
在确定限值时，认为系统的所有者或运行者（system owners or operators）与用户（users）对控制谐波都有责任。
用户产生的谐波电流流入系统将引起谐波电压，从而会供给其他用户。
供给用户的谐波电压畸变严重程度是所有用户谐波电流累加效应以及供电系统阻抗特性的函数。
谐波电流与谐波阻抗的估算1
谐波电流与谐波阻抗的估算工业与建筑电气系统谐波问题之二1 引言谐波电流的估算有时是很困难的，因为影响谐波电流大小的因素很多，例如有功负荷的大小，变流器的类别和控制要求等等，而某些情况，甚至无法估算，例如电弧炉、弧焊机等，这就只有等待设备运行后的谐波测量。
但从下面的分析中可以看出变流器发射的谐波电流还是有一定的规律的。
如果变电所的负荷中，变流设备占了一定的比重，估算出谐波骚扰量和系统阻抗，就可以考虑谐波治理的予案；又如民用建筑中，单相负荷电流若包含有零序谐波成分(3次及3的倍数次谐波)，可能对中性及开关的第4级带来麻烦。
总之，估算可能并不准确，但它是治理谐波的基础。
最近，施耐德公司为了确定谐波电流的大小可提供专用的选型软件，但要选型者提出设备参数。
因此知道估算谐波电流就一定知道所提供的设备参数的用意，即设备参数和谐波电流大小的关系。
2 谐波源分类[1]2.1 工厂设备的低频骚扰概述在讨论谐波源之前，先简述低频传导骚扰源见表1。
表1 低频传导骚扰源一览表2.2 谐波源分类(1) 半导体变流器表2 单相移相调压交流控制器谐波电流ihmax/i1max半导体器件是可控的，例如晶闸管(scr),也可以是不可控，例如二级管，这些变流器又可分为三类，它们有各自单独的谐波发射规律。
l 交流控制器移相调压，输出仍是交流，正弦波被切出一部分，因而输出不是正弦波，有效值随移相角增大而变小，白炽灯调光器，取暖炉和电炊具控制器输出电流。
典型设备如软a启动器，白炽灯调光器，取暧炉和电炊具控制器等，有三相也有单相的，常用电功率器件为晶闸管反并联或双向晶闸管。
另外还有一种是通断调压，输出的每个交流正弦波是完整的，但不足50hz，按比例被切去了一部分周波，例如剩下的周波数若为40hz，则输出电功率为80%，可用于控制电阻炉加热的温度。
输入线电流的谐波成分减少，但50hz附近的间谐波量增加，本文对此不讨论。
l 直流输出用电感滤波的整流桥，从交流侧发射出的谐波具有电流源的性质，也可称为电流型谐波源。
电流谐波的衡量
该波形可以分解为基波和各次谐波。 由于变频器属于对称三相负载，故其谐波的次数没有偶数和三的
倍数，只有6m+1/6m-1，为 5,7,11,13,17,19,23,25,29,31,35,37,41,43,49,… 谐波的次数越高，幅值越小。
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电流谐波标准
对每相Irms > 16A 的变频器的标准 IEC 61800-3 指技术报告 IEC 61000-3-4:
平衡三相设备的电流发射限制
SSD Marketing
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电流谐波标准
Up1 I5 0
5 - 180°
每相电流16A < Irms < 75A的变频器的标准 未来的 IEC61000-3-12 相对于IEC6100-3-4更加适用于交流变频器 – 如果线路电流的5次谐波相对于基波电压的相移： 90° < < 150°则变压器的损耗较低. – 那么对于一个等效的Rsce，变频器允许的THID可以较高. – 例如 : 相对于IEC61800-3-4标准, 针对THID＝ 48%， Rsce从350减少到 120
未来的 IEC 61000-3-12 – 更加适用于变频器，将取代 IEC 61000-3-4 – 本标准已经经常纳入考虑
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SSD Marketing
电流谐波标准之术语
标准所提供的THD的限值与电源的阻抗有关（这样与短路电流有关）.
短路功率 ( Ssc) 三相短路功率的值通过标称系统电压Unominal 和设备公共耦合点 (PCC)的阻抗Z计算获得 Ssc = U²nominal / Z
IEEE519谐波电流计算方法
表9：IEEE519规定的电流畸变限值
ISC/IL
12
100~1000
12
5.5
5.0
2.0
1.0
15
>1000
14
20
ISC/IL
Ih/IL(%)—— 一般输电系统（69~161kV）
偶次谐波电流限制值是一般配电系统相应值的25%
THD
(%)
h<11
11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
h≥35
<20
2.0
1.0
0.75
Ih/IL(%)－一般配电系统（120V~69kV）（奇次谐波限值）
偶次谐波电流限制值是一般配电系统相应值的25%
THD
(%)
h<11
11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
h≥35
<20
4.0
2.0
1.5
0.6
0.3
5
20~50
7.0
3.5
2.5
1.0
0.5
8
50~100
10
4.5
4.0
1.5
0.7
THD
(%)
h<11
11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
h≥35
<50
IEEE519谐波电流计算方法(推荐文档)
0.3
0.15
2.5
20~50
3.5
1.75
1.25
0.5
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2.5
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0.5
7.5
>1000
7.5
3.5
3.0
1.25
0.7
10.0
ISC/IL
Ih/IL(%)——一般输电系统（>161kV）
偶次谐波电流限制值是一般配电系统相应值的25%
1.5
0.7
12
100~1000
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ISC/IL
Ih/IL(%)——一般输电系统（69~161kV）
偶次谐波电流限制值是一般配电系统相应值的25%
THD
(%)
h<11
11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
h≥35
<20
2.0
1.0
THD
(%)
h<11
11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
h≥35
<50
2.0
1.0
0.75
0.3
0.15
2.5
≥50
3.0
1.5
1.15
0.45
0.22
3.75
谐波定义(精)
谐波定义一、谐波定义供电系统谐波的定义是对周期性的非正弦电量进行傅立有叶级数分解，除了得到与电网基波相同的分量，还得到一系列大于电网基本频率相同的分量，这部分电量称为谐波.谐波频率与基波的比值（n=fn/f1)称为谐波次数。
电网中有时也存在整数倍谐波，称为谐波（Non-harmonics)或分数谐波。
谐波实际上是一种干扰量，使电网受到污染。
电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2≤n≤50.二、谐波源向公用电网注水谐波电流在公用电网上产生谐波电压的电气设备称位谐波源。
具有非线性特性的电气是主要的谐波源，例如带有电子器件的交流设备，交流控制器和电弧炉、感应炉、荧光灯、变压器等。
我国工业也越来越朵的使用产生谐波的电器设备，例如晶闸管电路供电的直流提升机、交-变频率装置、轧钢支流转动装置、晶闸管串级调速的风机水泵和冶炼电弧等。
这些设备取用的电流是非正弦的，其谐波分量使系统正弦电压产生畸变。
谐波电流的量取决于谐波源设备本身的特性极及其工作状况，而与电网参数无关，故可视为恒流源。
各种晶闸管电路产生的谐波次数与其电路形式有关，称为该电路的特征谐波。
对称三相变流低那路的网侧特征谐波次数为：PN±1（正整数）式中P为一个电网周期内脉冲触发次数（或称脉冲次数）。
除特征谐波外，在三相电压不平衡，触发脉冲不对或非稳定工作状态下，上述电路还会产生非特征谐波。
进行谐波分析和计算最有意义的是特征谐波，当电网接有多个谐波源时，由于各谐波源的同次谐波电流分量的相位不同，其和将小于各分量的算术和。
变压器激磁电流中含有3，5，7等各次谐波分量。
由于变压器的原副边组中总有一组为角形接法，为3次谐波提供了通路，故3次谐波电流不流入电网。
三、电力系统抑制谐波的措施为了把谐波对电力系统的干扰（污染）限制在系统可以接受范围内，我国和国际上分别颁布了电力系统谐波管理暂行规定和IEC标准，明确了各种谐波源产生谐波的极限值。
谐波电流与谐波阻抗的估算
谐波电流与谐波阻抗的估算工业与建筑电气系统谐波问题之二1 引言谐波电流的估算有时是很困难的，因为影响谐波电流大小的因素很多，例如有功负荷的大小，变流器的类别和控制要求等等，而某些情况，甚至无法估算，例如电弧炉、弧焊机等，这就只有等待设备运行后的谐波测量。
但从下面的分析中可以看出变流器发射的谐波电流还是有一定的规律的。
如果变电所的负荷中，变流设备占了一定的比重，估算出谐波骚扰量和系统阻抗，就可以考虑谐波治理的予案；又如民用建筑中，单相负荷电流若包含有零序谐波成分(3次及3的倍数次谐波)，可能对中性及开关的第4级带来麻烦。
总之，估算可能并不准确，但它是治理谐波的基础。
最近，施耐德公司为了确定谐波电流的大小可提供专用的选型软件，但要选型者提出设备参数。
因此知道估算谐波电流就一定知道所提供的设备参数的用意，即设备参数和谐波电流大小的关系。
2 谐波源分类[1]2.1 工厂设备的低频骚扰概述在讨论谐波源之前，先简述低频传导骚扰源见表1。
表1 低频传导骚扰源一览表2.2 谐波源分类(1) 半导体变流器表2 单相移相调压交流控制器谐波电流ihmax/i1max半导体器件是可控的，例如晶闸管(scr),也可以是不可控，例如二级管，这些变流器又可分为三类，它们有各自单独的谐波发射规律。
l 交流控制器移相调压，输出仍是交流，正弦波被切出一部分，因而输出不是正弦波，有效值随移相角增大而变小，白炽灯调光器，取暖炉和电炊具控制器输出电流。
典型设备如软a启动器，白炽灯调光器，取暧炉和电炊具控制器等，有三相也有单相的，常用电功率器件为晶闸管反并联或双向晶闸管。
另外还有一种是通断调压，输出的每个交流正弦波是完整的，但不足50hz，按比例被切去了一部分周波，例如剩下的周波数若为40hz，则输出电功率为80%，可用于控制电阻炉加热的温度。
输入线电流的谐波成分减少，但50hz附近的间谐波量增加，本文对此不讨论。
l 直流输出用电感滤波的整流桥，从交流侧发射出的谐波具有电流源的性质，也可称为电流型谐波源。
各次谐波功率和基波功率计算
各次谐波功率和基波功率计算摘要：1.各次谐波功率计算方法2.基波功率计算方法3.谐波功率和基波功率的关系4.各次谐波功率和基波功率在实际应用中的重要性5.如何合理利用各次谐波功率和基波功率提升系统性能正文：在电力系统中，谐波功率和基波功率是衡量电力质量的两个重要指标。
随着电力系统复杂性的增加，各次谐波功率的计算和基波功率的计算变得越来越重要。
本文将详细介绍各次谐波功率和基波功率的计算方法，以及它们在实际应用中的重要性。
一、各次谐波功率计算方法各次谐波功率的计算主要包括两个步骤：测量电压和电流的谐波分量，然后计算各次谐波的功率。
电压和电流的谐波分量可以通过傅里叶变换等数学方法得到。
得到谐波分量后，根据功率公式P=UIcosθ，可以计算出各次谐波的功率。
其中，U表示电压，I表示电流，θ表示电压和电流的相角。
二、基波功率计算方法基波功率的计算相对简单，只需要测量电压和电流的基波分量，然后计算基波分量的功率即可。
基波分量的测量方法与谐波分量相同，也是通过傅里叶变换等数学方法得到。
得到基波分量后，根据功率公式P=UIcosθ，可以计算出基波功率。
三、谐波功率和基波功率的关系谐波功率和基波功率之间的关系反映了电力系统的功率因数。
一般来说，谐波功率越高，功率因数越低，电力系统的效率越低。
因此，降低谐波功率，提高基波功率是提高电力系统性能的关键。
四、各次谐波功率和基波功率在实际应用中的重要性在实际应用中，各次谐波功率和基波功率的测量和计算对于电力系统的运行和管理至关重要。
通过对谐波功率和基波功率的监测，可以及时发现电力系统中的问题，如谐波污染、功率因数低下等，从而采取相应的措施进行治理。
五、如何合理利用各次谐波功率和基波功率提升系统性能要合理利用各次谐波功率和基波功率提升系统性能，首先要对电力系统进行全面的监测和分析，了解系统的功率分布情况。
其次，针对谐波功率较高的部位，采取相应的治理措施，如安装谐波滤波器、调整电力设备的运行参数等。
电弧炉的用电特性
电弧炉的用电特性普通交流电弧炉的冶炼周期约为2～4h，取决于供电电路参数、电炉容量和冶炼的工艺等，见图1。
其中熔化期约0.5～2h，为三相不对称的冲击负荷，电流极不稳定，消耗电能大、约占总耗电量的60%～70%。
氧化和还原的精炼期电压波动显著降低。
电弧炉的电流控制，是由电弧炉变压器高压侧绕组分接头的切换和电极的升降来达到的。
容量小于10MVA 的电炉变压器，有时在其高压侧装有串联电抗器，以降低短路电流和稳定电弧。
对于较大容量的电炉变压器，它本身的漏电抗已足够大，不需再串联电抗器。
电弧炉的功率与其电炉变压器容量，大致如表1所列。
表1 电弧炉和变压器容量 电弧炉额定容量（t）0.5 1.5 3 5 10 20 30 50 75 100 电炉变压器型式容量①（MVA） 1.0 1.8 3.0 4.2 7.2 13 20 30 40 50电炉变压器额定容量②（MVA）0.65 1.25 2.2 3.2 5.5 9 12.5 18 25 32 ① 型式容量是将电炉变压器的材料消耗折算成三相双绕组电力变压器的相当容量。
② 额定容量为二次电压最高时的数值，在其他分接位置时以二次侧为等电流输出，则其容量随二次电压成比例地降低。
图1 冶炼周期内的电弧炉负荷示意图电弧炉电极间电压的典型值在100～600V范围，其中电极压降约为40V，电弧压降约为12V/cm，电弧越长压降越大。
在熔化期电弧炉的电压变化大，最高和最低电压可相差2～5倍。
由于电弧炉负荷的随机性变化，常以其统计值、工况曲线来描述它的用电特性。
电弧炉为非线性负荷，尤其在熔化期产生随机变化的谐波电流，参见表2所示的统计平均值。
表2 电弧炉的平均谐波电流含有率的统计值谐波次数h 2 3 4 5 6 7 8 9谐波电流含有率（%） 5.0 5.8 3.0 4.2 1.2 1.1 1.1 0.8图2电弧炉典型的离散（实线）和连续（虚线）频谱除上述离散频谱外，还含有连续频谱分量。
谐波概述
n=k × p ± 1 n:谐波阶次 谐波阶次 k:常数 (=1,2,3,…) (=1,2,3,…) p:设备脉冲数 三相设备( 三相设备(p= 6) k =1n= 5 ,7 =1n k=2n=11, 13 =2n k=3n=17, 19 =3n
…..
谐波源的谐波频谱
设备频率设备频率 阻抗分析
变压器
谐波电流 I5, I7, I11 …
6% 电抗器
电容器 LOAD
设备频率设备频率 阻抗分析
变压器阻抗: 变压器阻抗
Z( )
X TR ( n ) = 2 × π × f n × L
XL(n)= XC(n)
XTR(n)
f(Hz)
f0=204
避免过电流分析 避免过电流分析
谐波的分类
相序分类
正序谐波( 正序谐波( 3n +1 )
例如: 例如: 4th, 7th, ---
负序谐波( 3n - 1 )
例如: 例如: 2nd, 5th, 8th, ---
零序谐波( 零序谐波( 3n )
例如: 例如:3rd, 6th, ---
( n :正整数) 正整数)
谐波的分类
相序分类
其它
谐波源
直流设备
AC
+
直流电机 电镀 DC 电解 电信 电池充电机
-
谐波源
变频驱动设备
+
AC P DC W M AC
M
造纸、纺织、空调、印刷….. 造纸、纺织、空调、印刷…..
谐波源
单相设备
AC A N 计算机、显示屏、灯光、 音响、加热设备--计算机、显示屏、灯光、 音响、加热设备--DC
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Ih/IL(%)－一般配电系统（120V~69kV）（奇次谐波限值）
偶次谐波电流限制值是一般配电系统相应值的25%
THD
(%)
h<11
11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
h≥35
<20
4.0
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0.6
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0.7
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ISC/IL
Ih/IL(%)——一般输电系统（69~161kV）
偶次谐波电流限制值是一般配电系统相应值的25%
THD
(%)
h<11
11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
h≥35
<20
2.0
1.0
THD
(%)
h<11
11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
h≥35
<50
2.0
1.0
0.75
0.3
0.15
2.5
≥50
3.0
1.5
1.15
0.45
0.22
3.75
注：上述电流畸变限制值是对于奇次谐波，偶次谐波的限制值是奇次谐波限制值的25％。ISC是公共连接点的最大短路电流，IL是公共连接点的15～30min最大基频负荷电流。THD是总畸变率（THD通过规格化）。
0.75
0.3
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2.5
20~50
3.5
1.75
1.25
0.5
0.25
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100~1000
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2.75
2.5
1.0
0.5
7.5
>1000
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3.5
3.0
1.25
0.7
10.0
ISC/IL
Ih/IL(%)——一般输电系统（>161kV）
偶次谐波电流限制值是一般配电系统相应值的25%
参考建议：注释中对偶次谐波电流的限值规定过于严格，有时很难做到，建议偶次谐波的限值是奇次谐波限值的50％。
根据《IEEE 519-1992 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems》标准要求，一般输电系统电流畸变限值见表9。
表9：IEEE519规定的电流畸变限值