電力品質介紹 總諧波失真篇 ~~晚上的THD-F 比例特別高~~怎麼辦

諧波量測一直是電力品質量測中很重要的一環,因為常見的電力問題如跳電、過電壓、頻率異常變化等皆可以利用簡單的集合式電錶來去進進行判讀,但諧波的比例卻無法輕易得知。因此有了電力品質分析儀的需求。

 

(PS.部分高階的集合式電錶也是有諧波量測的功能)

 

(1)何謂諧波呢,諧波有是如何產生的呢?

就是當正弦波進行傅立葉級數轉換及分解時,產生了一些高於50/ 60Hz的電力成分,這部分就稱為諧波。所以簡單來說只有產生出了與基本波頻率不同的產生的部分,都可以稱作為諧波。

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(2)至於諧波為何會產生呢?

        因為一些非線性附載的產品如UPS、變頻器、馬達、整流器等的使用越來越普及,在電壓加載的過程中,導致基本波差生的畸變,進而產生了諧波,諧波會有各種不同的頻率,但大部分來說都會是基本波形的倍數,所以在假設基本波為60Hz的情況下,第三階諧波

就是180Hz(60*3)的部分,第五階諧波就是300Hz(60*5)的部分,依此類推,此外,通常常見的諧波問題會發生在35791113階,但也有些超高頻的成分,通常是指50階以上(3000Hz)以上的成分,我們舊稱作為高次諧波。

        另外

(PS.少部分非完整倍數的諧波會稱作間諧波)

(3) 何謂 THD-F  &  THD-R  &  TDD)

THD稱作為總諧波失真率,是指電力成分中,不屬於50 / 60 Hz等基本波頻率的成分總和,通常會用百分比來呈現,比例越低,代表電源的乾淨程度。

 

那何謂THD-F THD-R主要是差在計算方式的不同,所以運用在不同的國家

(通常THD-F運用在亞洲國家,為IEC61000-4-7規範,THD-R運用在歐美國家)


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至於TDD的部分,主要是運用在表示電流諧波的部份,為IEEE Std 519之規範,主要也是因為算式的不同,分母為額定電流

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至於何時會運用TDD呢,主要是監測電流諧波時使用,用於長時間監控電網,因夜晚時間處於低負載狀態時,THD-F的數值會過高

(因為低負載時間,分母為基本波的電流值,數值很小,所以很容易因為一些小小的雜訊,導致電流 THD-F飆高)

所以才會運用TDD的方式去改良計算。改用這也是目前台電在遵循的規範。

      至於何時會運用THD-F呢,主要是監測設備端是否因為EMIEMC的問題導致諧波的產生,用於短時間的量測,因計算方便所以被廣泛地運用在各式的電力品質分析儀。

(4) 諧波標準

  引述自IEEE Std 519,也被台電所遵循,詳情可以上網搜尋 『台電電力系統諧波管制暫行標準』

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最後,由日本電力量測的專家,HIOKI 日置公司所研發的最新電力品質分析儀 : PQ3198,可以有效量測THD-F

,並可利用獨家研發的免費軟體PQ ONE,來進行TDD的計算

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2020-07-20