В настоящее время для оценки искажения напряжений и токов используется традиционный показатель – коэффициент гармонического искажения (Total Harmonic Distortion – THD), который характеризует содержание высших гармоник в питающем напряжении или токе. При этом предполагается, что напряжение (или ток) является периодическим процессом. Данный коэффициент утвержден международным стандартом [1] и российским стандартом [2] следующим образом (для напряжения):
где h – порядок гармоники;
Uh – действующее значение гармоники тока порядка h;
U1 – действующее значение основной гармоники тока;
H – порядок наивысшей учитываемой гармоники.
Данный порядок устанавливается таким образом: H = 40 по отечественному стандарту и H = 50 по международному стандарту. Кроме этого, в качестве показателей искажения стандартами вводятся коэффициенты отдельных гармоник KUh = Uh /U1 .
Нарушение симметрии трехфазной системы учитывается отдельно посредством составляющей напряжения обратной последовательности U2 .
Стандартами для систем электроснабжения устанавливаются нормально допустимые и предельно допустимые значения показателей искажения и нарушения симметрии в точках общего присоединения. Однако напряжения и токи в современных электротехнических комплексах, в особенности, в комплексах, содержащих мощные регулируемые электроприводы переменного тока, строго говоря, не являются периодическими процессами. Это обусловлено несколькими причинами:
1. Частота энергосистемы претерпевает изменения.
2. Мгновенная угловая частота (мгновенная угловая скорость изображающего вектора напряжений) не является постоянной в узлах нагрузки, от которых питаются электроприемники с быстроизменяющейся активной мощностью.
3. Токи, потребляемые от сети мощными регулируемыми электроприводами переменного тока и некоторыми другими электроприемниками, содержат составляющие, частота которых не кратна частоте основной гармоники, так называемые интергармоники [3]. Соответственно, такие составляющие имеют место и в напряжениях узлов нагрузки, влияя на общую надежность системы [4–7].