但是,在实际电网中,无论是谐波电压或谐波电流的相位关系均有一定的随机性,例如谐波源的基波电压,因受电力系统潮流随机变化的影响,其相位角作随机变化;谐波源工况的变化,导致基波功率因数角作随机变化;谐波源负荷的波形,受到各种随机因素的影响,也会偏离于典型形状,从而造成谐波电流相位角的随机变化。谐波国标起草工作组通过研究,在专题报告中得出,当基波电流相位角变化为正态分布,则其主要谐波电流相位角差角也呈正态分布的近似结论。同时结合系统潮流计算的一些统计结果,考虑参予合成的谐波源一般比较邻近的特点,得出相位角θh不确定时,可按下列公式进行合成计算:
式中:kh系数按表1选取。
表1
?????
两个谐波源在同一节点上引起的同次谐波电压的迭加计算与上式(2)与(3)类同。
谐波国标在研究各级电网电压总谐波畸变率的分布规律时,应用了下式:
C2=A2B2AB????? (4)
式(4)虽有一定误差,但对于谐波估算还是可用的。
必须说明的是,国际大电网会议36—05工作组所推荐的合成计算式为:
??
???? (5)
式中:系数α按表2选取。
表2?????
比较式(3)和(5),可以看出,对于13次以上谐波,两者结果是一样的;对于13次以下的主要谐波,按式(5)作合成计算,其等值的相角差较小,这样会导致对用户谐波限制较严,国标中未予推荐。
5.2低压电网电压总谐波畸变率允许值
低压电网中的电压总谐波畸变率允许值是确定各级中、高压电网电压总谐波畸变率的基础。同时由于绝大多数电气设备都是从低压电网取得电源,所以确定低压电网的电压总谐波畸变率,保证这些电气设备免受谐波的干扰,具有很重要的意义。国标确定低压(0.38kV)的电压总谐波畸变率为5%,主要根据为:
(1)对交流感应电动机,根据定子绕组等值发热条件求出等值负序电压和谐波电压的关系,考虑在正常负序电压2%的前提下,不显著地缩短电机的寿命
,允许电压总谐波畸变率约为5%。
(2)根据电容器的过电压和过电流能力,分析了各次谐波电压和基波电压迭加,使电容器的寿命不致因局部放电和增加发热而显著地缩短,低压电网电压谐波畸变率应控制在5%以内。
(3)国外有代表性的电子计算机(如:IBM370/145、IBM430等等),对电源电压总谐波畸变率的要求均为不大于3~5%。我国正在制订中的《电子计算机机房设计规范》(国标)中,A级标准电源电压总谐波畸变的要求为不大于5%。
(4)固态继电保护装置及运动装置对供电电源电压总谐波畸变率要求为不大于5%。
来源:电力电容器