Hvad er THD?

Dokument oprettet:	18 Sep 2010
Senest ændret:	24 Apr 2021

En kurve sammensat af en række harmoniske THD står for total harmonic distortion, total harmonisk forvrængning. THD er inden for elforsyning et mål for, hvor meget en given vekselstrøm eller vekselspænding afviger fra sinusformen.

Når en periodisk strøm- eller spændingskurve ikke er perfekt sinusformet, kan kurven anskues som bestående af en grundfrekvens (fx 50 Hz) og et antal overharmoniske. De overharmoniske er karakteriseret ved at have en frekvens et helt antal gange grundtonen (ved en grundfrekvens på 50 Hz er der altså tale om overtoner med frekvenser på 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz, 250 Hz osv).

Forvrængning af strøm- og spændingskurver er generelt uønsket og forskellige normer og standarder foreskriver grænser for deformationen, fx udtrykt som THD eller procentmæssige andele af de enkelte overtoner. Fx foreskriver DS/EN 50160:2007 en maksimal THD for spændingen i forsyningspunktet til forbrugeren på 8 %. For produktstandarder, fx EN 61000 serien, kan det være brugsgenstandes harmoniske strømtræk, der sættes grænser for. Fx må en computer med et forbrug på op til 600 W, mht 3. harmoniske, maksimalt trække 3,4 mA pr watt.

THD opgives i procent som [1] effektivværdien af kurvens forvrængede andele i forhold til effektivværdien af grundtonen, eller der kan være tale om [2] effektivværdien af kurvens forvrængede andele i forhold til den total effektivværdi. På et måleapparat som fx Fluke 435, Three Phase Power Quality Analyzer, er de to definitioner af THD opgivet på displayet som henholdsvis %f (f for fundamental ~ grundtonen) og %r (r for RMS ~ effektivværdien).

Formlen for den første definition af THD for en given strøm- eller spændingskurve Y ser således ud:

Det er som oftest ovenstående definition der ses anvendt, fx er det denne formel DS/EN 50160:2007 refererer til. THD udtrykt på denne måde kan overskride 100 procent. Indeks 1, 2, 3 osv angiver henholdsvis grundtonen og de overharmoniske med ordenstal 2, 3 osv op til den n'te overharmoniske. DS/EN 50160:2007 går i forudsætningen for maksimal THD op til ordenstal nr 40.

Formlen for den anden definition af THD for en given strøm- eller spændingskurve Y ser således ud:

Denne definition udmærker sig ved, at den størst mulige forvrængning svarer til en THD på 100 procent.

To enslydende THD'er (udregnet med den samme formel) behøver ikke at have baggrund i to identisk forvrængede kurver. Dels indgår der ikke faseforskydning for de forskellige harmoniske i formlerne, dels kan forskellige relative andele af de overharmoniske give det samme procentmæssige resultat.

En beslægtet formel findes i IEEE 519, 'IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems'. Her introduceres en størrelse, der kaldes for TDD - total demand distortion.

TDD er det procentmæssige forhold mellem effektivværdien af strømforvrængningen og den maksimale belastningsstrøm I_L (grundtonen). Acceptable niveauer af TDD afhænger ifølge denne standard af forholdet mellem kortslutningsniveau og maksimal belastningsstrøm i forsyningspunktet. Er forholdet under 20 må TDD være på 5 procent, men er forholdet fx over 1000 må TDD være på 20 procent. Jo højere kortslutningsniveauet er på nettet i forhold til belastningsstrømmen, jo mindre betyder en installations overharmoniske strømoptag mht deformation af spændingskurven.

Interne links til emner i denne FAQ:

Eksterne links til emner i denne FAQ:

Application of IEEE Std 519-1992 Harmonic Limits [ieee.org] (pdf)
Interpreting IEEE Std 519 and Meeting its Harmonic Limits in VFD Applications [sbsbattery.com] (pdf)

Home