Harmonsko zagađenje sistema i totalna harmonijska distorzija
Mar 23, 2026| "Vaš sistem za distribuciju električne energije pati od ozbiljnog harmonijskog zagađenja. Stopa harmonijskog izobličenja je čak preko 30% i zahtijeva liječenje!" "Harmonici su pretjerani i predstavljaju ozbiljnu prijetnju električnoj opremi. Gledajte, stopa harmonijskog izobličenja na mjeraču je 45%!" "Stopa harmoničke distorzije je samo 6%.
Posljednjih godina, kako se pitanje harmonika u elektroenergetskim sistemima naširoko raspravlja, svaki elektrotehničar je stekao dovoljno razumijevanja o harmonicima. Međutim, kako se procjenjuje stepen harmonijskog zagađenja u sistemu čini se i jasnim i dvosmislenim.
Jasno je jer nacionalni standard za kvalitet električne energije - Harmonici u mrežama javnog snabdijevanja pruža jasne definicije i kriterije procjene za nivoe harmonijskog zagađenja, a mjerači kvaliteta električne energije mogu mjeriti specifične harmonijske parametre.
Dvosmislen je jer uobičajena stopa harmonijskog izobličenja-procenat koji se može lako i direktno izmjeriti mjeračima kvaliteta električne energije-ne može uvijek definitivno odražavati harmonijsko zagađenje.
Totalna harmonijska distorzija (THD)je najčešće korišten indikator za procjenu stepena harmonijskog zagađenja u elektroenergetskim sistemima. Usvojen je u tehničkim standardima i električnim instrumentima kao ključna metrika za zagađenje harmonijom energije. THD je intuitivan i lako razumljiv: jednostavno rečeno, to je postotak harmonijskog sadržaja u odnosu na osnovni sadržaj, sličan sadržaju alkohola u alkoholnim pićima.
THD je opšti pojam. U praktičnim primenama, kvalitet električne energije u elektroenergetskom sistemu se ocenjuje iz dve perspektive:naponistruja, koju zastupaUkupna harmonična distorzija napona (THDu)iUkupna strujna harmonijska distorzija (THDi) respectively. Their definitions are refined to the percentage of harmonic voltage/current content relative to the fundamental voltage/current content.
Hajde da prvo pogledamoTHDu.Uobičajeno, napon elektroenergetskog sistema je fiksan, sa različitim nivoima napona za različite primjene, kao što su niski-napon 400 V, srednji- i visoki-napon 10 kV, 35 kV, itd. Za mrežu sa datim nivoom napona, vrijednost THDu može naučno i jasno odražavati njen harmonički nivo. To je zato što je nazivnik u THDu formuli-osnovni napon U₁- konstantan. Dakle, što je veći harmonijski napon UH, što je veći THDu. Nacionalni standardi koriste THDu kao intuitivni indikator za ograničavanje harmonijskog napona.
| Nazivni napon mreže (kV) | Ukupna harmonična distorzija napona (%) | Sadržaj pojedinačnog harmonskog napona (%) | |
| Harmonici neparnog{0}}reda | Čak-naručite harmonike | ||
| 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 |
Kvalitet energije - Harmonika u mrežama javnog snabdijevanja Granice za harmonijski napon
Dalje, hajde da ispitamoUkupna strujna harmonijska distorzija (THDi).Na osnovu svoje definicije i formule, THDi izgleda sličan THDu. Ali može li THDi mjeriti harmonijsko zagađenje sistema tako naučno i jasno kao THDu?
Uzmimo primjer: 37 kW / 380 V motor opremljen frekventnim pretvaračem.
Pod normalnim opterećenjem: osnovna struja=50 A, harmonička struja=15 A, dakle THDi=30%.
Pod malim opterećenjem: osnovna struja=10 A, harmonička struja=5 A, dakle THDi=50%.
Iz ovog primjera to možemo vidjetiTHDi često ne može u potpunosti i precizno odražavati stvarno stanje harmonske struje.To je zato što nazivnik u izračunavanju THDi-osnovne struje-nije fiksiran. Stoga, izračunata ukupna strujna harmonijska distorzija ima smisla samo pod određenom stopom opterećenja, slično analogiji koncentracije alkohola.
Važniji indikator za procjenu štete harmonijske struje po sistem jestvarna veličina harmonijske struje, što odražava koliko harmonijski izvor doprinosi zagađenju sistema. Također se mogu postaviti razumna ograničenja za harmonsku struju koja se ubrizgava u mrežu prema skali elektroenergetskog sistema. Nacionalni standardi koristedozvoljene vrijednosti struje harmonikada ograniči harmonsku struju koju ubrizgavaju korisnici u tački zajedničkog spajanja.
| nazivni napon (kV) | Kapacitet kratkog spoja (MVA) | Harmonični red i dozvoljena harmonična struja (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 |
Kvalitet energije - Harmonika u mrežama javnog snabdijevanja Granice za harmonsku struju
Nakon što pročitate gornji sadržaj, trebali biste imati jasnije razumijevanje koncepta i primjeneTotalna harmonijska distorzija (THD).THD se široko koristi u harmonijskom mjerenju i analizi, standardnoj formulaciji, evaluaciji efekta filtera i drugim scenarijima. Ispravno razumijevanje karakteristika i ograničenjaTHDuiTHDiu naponskoj i strujnoj harmonijskoj analizi pomaže nam da naučno procenimo nivoe harmonijskog zagađenja, razumno odaberemo metode filtriranja i primenimo tačnu procenu efekata.