爱华网1引言：供电质量是人们关注的热点，开关电源、晶闸管器件等的大量采用，一方面提高了人们对电能的利用效率，另一方面在电网里形成了大量谐波电流，其后果是使同一电网的其他电子产品受到干扰，谐波电流还会引起电网中线电流的超载，影响电网对电力的传输能力。 从国际上看，IEC61000－3－2和IEC61000－3－3标准的出版是为了替代IEC在80年代初出版的IEC555系列的标准。比较IEC61000－3系列与IEC555系列标准的名称，不难看出新标准已扩大了标准的适用范围，从早先的家用电器和类似用途的电气设备扩大到所有接在低压电网中的电气设备，其意义重大。遵守新标准的要求，可保证在低压电网上的所有设备免受谐波和电压波动的危害，及保护用电人员身体的健康。 在欧洲，欧共体几乎是在国际标准出版的同时，将IEC61000－3－2和IEC61000－3－3同步地转化成了欧洲标准，标准号分别是EN61000－3－2和EN61000－3－3。欧共体还规定从1998年7月1日强制执行这两个标准。此举表明，与强制执行其他电磁兼容性标准一样，设备对电网供电质量的影响也将成为国际贸易的重要砝码，任何人不得掉以轻心。 2谐波电流的测试 依据IEC61000?3?2及GB17625.1标准。 2．1谐波测量的数学基础 按数学分析，任何非正弦的周期波形都可以用傅立叶级数表示： 式中F0为直流分量。若进一步设 sinφn=an/Hn cosφn=bn/Hn 则f(t)可改写成 因此，对非正弦周期性波形的测量，可转变为对其直流分量（如果有直流分量的话）和各次谐波幅值及相角的测量。 2．2设备的分类 按标准要求，对不同的用电设备可用4种类别加以分类，不同类别的设备有不同的谐波电流限值。 A类指三相平衡（各线的额定电流相差不大于20％）的设备，及不属于以下3类设备的其他设备。 B类指便携式工具（特别是指手持式短时工作制电气工具），但对于对称控制的、短时工作制家电设备（如电吹风等）仍按A类设备进行试验。 C类指包括调光设备在内的照明装置。D类指输入电流有特殊波形的设备，且输入的有功功率小于等于600W（对大于600W的设备，仍按A类设备的限值考核）。 A类，C类和D类设备所引起的谐波电流限值分别如表1、表2和表3所示。对B类设备，标准规定取A类设备的1.5倍。 表1A类设备的谐波电流限值 表2C类设备的谐波电流限值 注：λ是电路的功率因数 对白炽灯照明装置，如采用相位控制，触发角不应超出145°。 表3D类设备的谐波电流限值 注：“mA/W”限值适用于有功功率大于75W的设备，今后可能会降为50W。 2．3谐波电流测量
谐波电流测量分稳态和暂态两种： （1）稳态谐波电流测量 若谐波成分与基波的关系具有周期性变化的特点时，可进行稳态谐波电流的测量，GB17625.1－1998标准中提到的限值适合于稳态谐波电流的要求。 （2）暂态谐波电流测量 若谐波成分与基波无周期性变化的关系时，要进行暂态谐波电流的测量，有如下规定： ●若这一情况是由于设备投入或退出过程中引起的，且持续时间小于10s，则这种暂态过程的谐波电流变化可不予考虑。 ●若各次谐波的最大持续时间不超过以2.5min为限的观察周期的10％，可允许将各次谐波电流的限值放宽至标准规定稳态限值的1.5倍。 2．4试验线路 图1线路分别适合于单相和三相设备的试验。 对线路各部分都有不同的要求。 （1）试验电源S 试验电源必须具有的性能是： ●内阻要足够小； ●输出电压应在一定范围内可调，以适应各国、各地区对电源电压额定值的要求； ●电压稳定度为±2％； ●频率稳定度为额定频率的±0.5％以内； ●对三相电源，相间基波的相位精度为120°±1.5°； ●试品运行时，试验电源的电压谐波含量要小（如3次，5次，7次，9次及11次以上谐波含量应分别低于额定输出电压的0.9％，0.4％，0.3％，0.2％，0.1％；2次～10次偶次谐波含量均应低于输出额定 图1谐波电流测试线路 （a）单相设备的试验线路（b）三相设备的试验线路 注1：S供电电源，G～供电电源的开路电压，Zs供电电源内阻抗 M测量设备，Zm测量设备的输入阻抗，EUT被试设备 U试验电压，Ih线电流的h次谐波分量。 注2： ●标准未规定Zs和Zm的值，但对于因输入电流流过Zm引起的电压降不应超过0.15V(峰值)； ●测量设备的总误差不应超过允许值的5％，或被试设备额定电流的0.2％，两者之中以大者为准。 电压的0.2％）。 （2）试验仪器M 对谐波电流的测量可采用各种波形分析仪器，如选频放大器、外差分析仪、多路无源滤波器、频谱分析仪；也可使用数字滤波器和离散傅立叶变换器等时域分析仪器。 3、防止谐波扩大电能损耗 变频器是把工频50Hz变换成各种频率的交流电源，实现电机变速运行的设备。由于电机的转速和电源频率是线性关系，因此变频器在将工频电通过整流和逆变转换为频率可调方向的交流电源的开断过程中，其输入端和输出端都会产生高次谐波。谐波对大容量电力系统影响不明显，而对小容量系统产生的干扰不可忽视。谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，给设备带来危害。 采取科学措施减少谐波 抑制谐波的总体思路有三个：一是装置谐波补偿装置来补偿谐波；二是对电力系统装置本身进行改造，使其不产生谐波，且功率因数可控为1；三是在电网系统中采用适当的措施来抑制谐波。此外，减少或削弱变频器谐波的方法还有多种，包括当电机电缆长度大于50m或80m（非屏蔽）时，在变频器与电动机之间安装交流电抗器；当设备附近有电磁干扰时，加装抗射频干扰滤波器；使用具有隔离功能的变压器，可以将电源侧绝大部分的传导干扰隔离在变压器之前；合理布线，屏蔽辐射，在电动机与变频器之间的电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆并和其他弱电信号线分走不同的电缆沟敷设，降低线路干扰，变频器使用专用接地线器。 参考文献 [1]郭瑞鹏,韩祯祥.变步长变尺度 BP 算法及其在电力系统中的应用[J].电力系统自动化,2006, (21): 7-10. [2]王民量,张伯明,夏清.电力系统短期负荷预测的共轭梯度 ANN 方法[J].电力系统自动化,2005,(1): 34-36. [3]岑文辉,雷友坤,谢恒.应用人工神经网与遗传算法进行短期负荷预测[J].电力系统自动化,2006,(3): 29-32.
