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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）。$ ^6 \3 w& [# O- A/ A O
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常见谐波标准9 k$ q- I4 F/ S* [, t: o
IEC61000-3-2 / Limits for Harmonic Current Emission(Equipment input current≦16A Per phase)
# s; |1 E- Y% ?! g! NGB/T 14549—93 Quality of electric energy supply Harmonics in public supply network 电能质量公用电网谐波
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0 F N# C! ]+ t0 E7 R2 x: ]至今已出版的和谐波电压关系密切的标准文件有：
/ h! _+ d, [7 C; z5 x$ WIEC谐波电压标准. W. C5 o& {( V) R% Q* v+ s
（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）
; Q2 s8 D" O$ C3 U7 Q（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）
; U. J% a6 M6 f: L" l0 ]0 M5 |" ]（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）
+ ~$ Q6 M' T4 a2 x6 O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）。$ F3 ~1 _; o% c; h* \) i% n# {- A
! R3 i4 w' F) ~5 q. M w# }# w& b美国 IEEE谐波标准$ [. |3 T% ^6 [& W! R" J0 y+ }+ q/ C
（1）美国 IEEE Std.519—1992 对公用电网谐波电压允许值的规定8 i+ b7 e* e7 i- M
6 a% o1 O: o4 n$ H/ v- I* }) x, i
（2）低压系统的波形畸变限值
3 h8 ?+ u9 Z$ `5 O R9 x8 O7 V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。4 h2 B8 }( ~! m& t3 c
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英国 G5/4工程导则% M1 W7 S( f2 j( D( q- s6 u* ~
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 R' Y! O- W) w/ \4 g; R
0 \) t8 `% g8 z G俄罗斯谐波电压标准
* l- e. g2 c: J% c4 z) V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6 v4 L$ Z( ]* N. u" c/ G
3 c( T8 K d' e 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：
1 D. s. @: v; a（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；
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* j3 L8 |, a" y3 E' o（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；; E6 ~# T& R, g) |
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（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；, x/ r' x) C) w( r% b8 T; l
Y& x% q' R- b& y# t0 n) A（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；$ ?& z# \( {" A' K5 q6 l# T$ ]8 Z
8 ~* q$ {4 \5 p( p1 F, o# Y! b（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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发表于 2018-12-30 19:00
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