谐波电流

谐波的起源和影响

电网上的许多非线性负载会在电网中产生大谐波电流。

这些谐波电流会：

• 扭曲电流和电压波形

• 降低电能配送质量

这些波形失真（如果非常显著）可导致：

• 用电设备发生运行故障或性能降低

• 设备和导线意外温升

• 功率消耗过大

这些形形色色的问题会增加系统的安装和运行成本。因此，必须认真控制电能质量。

谐波的定义

周期性信号由下列信号叠加而成：

• 基频原始正弦信号（如 50 Hz 或 60 Hz）

• 频率为基频的倍数的正弦信号，即谐波。

• 任何直流分量

此周期性信号可分解为下列各项的和：

其中：

• y₀：直流分量值

• y_n：n 次谐波的 rms 值

• ω：基频的波动

• ϕ_n：：n 次谐波分量的相位差

谐波分量导致电流波形失真示例：

1 I_rms：总电流的 rms 值

2 I1：基波电流

3 IC：三阶谐波电流

4 I5：五阶谐波电流

RMS 电流和电压

MicroLogic E 脱扣单元可显示电流和电压的 rms 值。

• 总 rms 电流 I_rms 是每个谐波的 rms 电流的平方的总和的平方根：

• 总 rms 电压 V_rms 是每个谐波的 rms 电压的平方的总和的平方根：

可接受的谐波水平

各种标准和法定规定均设定了可接受的谐波水平：

• 适合低压公共网络的电磁兼容标准：IEC/EN 61000‑2‑2

• 电磁兼容标准：

  • 对于 16 A 以下的负载：IEC/EN 61000-3-2

  • 对于 16 A 以上的负载：IEC/EN 61000-3-4

• 适用于此安装的供电公司建议

国际性研究的结果已经确定不得超过的典型谐波值。

下表列出了电压为基波的百分比时的典型谐波值：