システム高調波汚染と全高調波歪み
Mar 23, 2026| 「あなたの配電システムは深刻な高調波汚染に悩まされています。高調波歪み率は 30% 以上と高く、治療が必要です!」「高調波は過剰で、電気機器に重大な脅威をもたらします。ほら、メーターの高調波歪み率は 45% です!」「高調波歪み率はわずか 6% です。本当に深刻ですか?」
近年、電力系統における高調波の問題が広く議論されるようになり、電気管理者は高調波について十分な理解を深めています。しかし、システム内の高調波汚染の程度をどのように判断するかは、明確であると同時に曖昧であるようです。
これは、国家標準の電力品質 - 公共供給ネットワークの高調波が高調波汚染レベルの明確な定義と判断基準を提供しており、電力品質計は特定の高調波パラメータを測定できるため、明らかです。
一般的に使用される高調波歪み率-電力品質計で簡単かつ直接測定できるパーセンテージ-は、高調波汚染を必ずしも明確に反映できるとは限らないため、これは曖昧です。
全高調波歪み (THD)は、電力システムの高調波汚染の程度を評価するために最も頻繁に使用される指標です。これは、電力高調波汚染の重要な指標として技術規格や電気機器に採用されています。 THD は直観的で理解しやすいものです。簡単に言うと、アルコール飲料のアルコール含有量と同様に、基本成分に対する高調波成分の割合です。
THD は一般的な用語です。実際のアプリケーションでは、電力システムの電力品質は次の 2 つの観点から評価されます。電圧そして現在で表される全電圧高調波歪み (THDu)そして全電流高調波歪み (THDi)それぞれ。それらの定義は、基本波の電圧/電流の内容に対する高調波の電圧/電流の内容のパーセンテージまで精密化されています。
まずは見てみましょうTHDu通常、電力システムの電圧は固定されており、低電圧 400 V、中電圧 10 kV、35 kV など、さまざまな用途に応じて電圧レベルが異なります。-、中電圧 10 kV、35 kV などです。特定の電圧レベルの送電網の場合、THDu の値はその高調波汚染レベルを科学的かつ明確に反映できます。これは、THDu の公式 -基本波電圧 U₁- の分母が一定であるためです。したがって、高調波電圧 U が大きくなるほど、H、THDu が高くなります。国家規格では、高調波電圧を制限するための直感的な指標として THDu が使用されています。
| 公称系統電圧 (kV) | 全電圧高調波歪み (%) | 個別高調波電圧含有率 (%) | |
| 奇数次高調波- | 偶数次高調波 | ||
| 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 |
電力品質 - 公共供給ネットワークの高調波 高調波電圧の制限
次に調べてみましょう全電流高調波歪み (THDi)その定義と式に基づくと、THDi は THDu と同様に見えます。しかし、THDi は、THDu と同じくらい科学的かつ明確にシステムの高調波汚染を測定できるでしょうか?
例として、周波数コンバータを備えた 37 kW / 380 V モーターがあります。
通常負荷時: 基本波電流=50 A、高調波電流=15 A、つまり THDi=30%。
軽負荷時: 基本波電流=10 A、高調波電流=5 A、つまり THDi=50%。
この例から、次のことがわかります。THDi は実際の高調波電流の状態を完全かつ正確に反映できないことがよくありますこれは、THDi 計算の分母-基本電流-が固定されていないためです。したがって、計算された合計電流高調波歪みは、アルコール濃度の類似と同様に、特定の負荷率の下でのみ意味を持ちます。
システムに対する高調波電流の害を評価するためのより重要な指標は、実際の高調波電流の大きさこれは、高調波発生源がシステム汚染にどの程度寄与しているかを反映します。電力系統の規模に応じて、系統に注入される高調波電流にも合理的な制限を設定することができます。国家規格では、高調波電流の許容値共通結合点でユーザーによって注入される高調波電流を制限します。
| 公称電圧 (kV) | -短絡容量（MVA） | 高調波次数と許容高調波電流(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 |
電力品質 - 公共供給ネットワークの高調波 高調波電流の制限
上記の内容を読むと、の概念と応用についてより明確に理解できるはずです。全高調波歪み (THD).THD は、高調波の測定と分析、標準の定式化、フィルタ効果の評価、およびその他のシナリオで広く使用されています。特性と限界を正しく理解するTHDuそしてTHDi電圧および電流の高調波解析では、高調波汚染レベルを科学的に判断し、フィルタリング方法を合理的に選択し、正確な影響評価を実装するのに役立ちます。