導(dǎo)語：電網(wǎng)諧波國標(biāo)指導(dǎo)分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：國內(nèi)正在采用IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)文件，文中針對(duì)這套標(biāo)準(zhǔn)文件和電網(wǎng)諧波國標(biāo)關(guān)系上的一些不同認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)照EIC61000-3-6和《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》(GB/T14549-1993)進(jìn)行論述，以期達(dá)到提高認(rèn)識(shí)，完善國家標(biāo)準(zhǔn)和正確執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的目的。

關(guān)鍵詞：電磁兼容諧波國家標(biāo)準(zhǔn)

0概述

從1998年開始，我國的電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)有二三十項(xiàng)取自(等同或等效)國際電工委員會(huì)(IEC)近年來頒布的IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)文件［1］。

眾所周知，各種電氣設(shè)備之間以電磁傳導(dǎo)、感應(yīng)和輻射3種方式彼此關(guān)聯(lián)并相互影響，在一定的條件下會(huì)對(duì)設(shè)備的正常工作和人類造成干擾和危害。20世紀(jì)80年代興起的電磁兼容學(xué)科就是以研究和解決這方面問題為宗旨的。該學(xué)科的著眼點(diǎn)是對(duì)干擾的產(chǎn)生、傳播、接收、抑制機(jī)理以及相應(yīng)的測(cè)量、計(jì)量技術(shù)進(jìn)行深入的研究，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)最合理的原則，對(duì)產(chǎn)生的干擾水平、抗干擾水平，以及抑制措施作出明確的規(guī)定，使處于同一電磁環(huán)境的設(shè)備都是"兼容"的。也就是說，一個(gè)設(shè)備(或裝置、系統(tǒng))在其電磁環(huán)境中滿意地執(zhí)行其功能，而又不向該環(huán)境中的任何實(shí)體引入不能允許的電磁擾動(dòng)。

EMC的基本任務(wù)是協(xié)調(diào)干擾發(fā)射者和承受者之間的關(guān)系，使其"兼容"。協(xié)調(diào)的辦法是制定合理且配套的規(guī)定值。協(xié)調(diào)中所涉及的幾個(gè)參數(shù)關(guān)系如圖1所示。圖中橫坐標(biāo)為獨(dú)立變量，如頻率、電壓偏差值、諧波含量、電壓波動(dòng)和閃變值、三相電壓不平衡度等。

圖1電磁兼容協(xié)調(diào)中的有關(guān)參數(shù)

實(shí)際上EMC兼容水平是為了達(dá)到協(xié)調(diào)的目的而定出的一個(gè)參考值，有這一參考值便可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ê驮６?，確定干擾源的發(fā)射限值以及電氣設(shè)備抗干擾限值，從圖1中可以一目了然。

IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)包括6個(gè)部分：①總論，61000-1包括總的考慮(介紹、基本原則)、定義、術(shù)語；②環(huán)境，61000-2包括環(huán)境描述、環(huán)境的分類、兼容水平；③限值，61000-3包括發(fā)射限值、抗擾限值；④試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)，61000-4包括測(cè)量技術(shù)、試驗(yàn)技術(shù)；⑤安裝和抑制導(dǎo)則，61000-5包括安裝導(dǎo)則、抑制的方法和裝置；⑥雜項(xiàng)，61000-6。以上每一部分均有一套標(biāo)準(zhǔn)，目前已正式出版的文件只是其中一部分。

IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)文件實(shí)際上分為國際標(biāo)準(zhǔn)類文件和第一、二、三類技術(shù)文件。其中第一類技術(shù)文件是"盡管經(jīng)過再三努力而不能作為國際標(biāo)準(zhǔn)出版"的；第二類技術(shù)文件是"文件主題仍處于技術(shù)發(fā)展階段，或者由于任何其他原因在今后而現(xiàn)在不能馬上同意作為國際標(biāo)準(zhǔn)"的；第三類技術(shù)文件是"當(dāng)技術(shù)委員會(huì)在例行出版國際標(biāo)準(zhǔn)的過程中，搜集到各種資料，這些資料一般不是作為國際標(biāo)準(zhǔn)公布的，例如''''技術(shù)的狀況''''"。第一類和第二類技術(shù)報(bào)告自出版時(shí)起到?jīng)Q定它們是否能夠成為國際標(biāo)準(zhǔn)的3年內(nèi)會(huì)受到復(fù)審。第三類技術(shù)報(bào)告則直到認(rèn)為提供的資料不再有效或有用之前，沒有必要再進(jìn)行復(fù)審。

對(duì)于IEC標(biāo)準(zhǔn)文件，應(yīng)根據(jù)其性質(zhì)和內(nèi)容，結(jié)合國情采用，以適應(yīng)我國加入WTO后的形勢(shì)和需要。涉及IEC國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)類文件，應(yīng)盡量等同或等效采用。對(duì)于技術(shù)類文件，應(yīng)有分析地吸收其中先進(jìn)的適用部分，以修訂和完善相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。

1電網(wǎng)諧波國標(biāo)和EMC標(biāo)準(zhǔn)的基本關(guān)系

保證電能質(zhì)量，以使用戶安全、正常用電是電力部門的職責(zé)。但電能質(zhì)量和一般產(chǎn)品質(zhì)量不同之處在于它不完全取決于電力生產(chǎn)企業(yè)，有的質(zhì)量指標(biāo)(例如：諧波、電壓波動(dòng)和閃變，三相電壓不平衡度)主要由用戶負(fù)荷的干擾所致。因此電能質(zhì)量的保證，需要供用電雙方共同努力，共同承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。

國標(biāo)GB/T14549-1993是以限制電網(wǎng)中非線性負(fù)荷產(chǎn)生的諧波干擾，保證公用電網(wǎng)諧波電壓水平在合理范圍內(nèi)為目標(biāo)的。因此，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的各級(jí)電網(wǎng)諧波電壓限值對(duì)應(yīng)于圖1中"發(fā)射限值"線。例如，國標(biāo)中規(guī)定低壓(380V)電網(wǎng)諧波電壓總畸變率(THDU)為5%。而IEC61000-3-6(即國標(biāo)指導(dǎo)性文件GB/Z17625.4-2000《電磁兼容限值中、高壓電力系統(tǒng)中畸變負(fù)荷發(fā)射限值的評(píng)估》)中引用了IEC61000-2-2和IEC61000-2-4(均為國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn))的中壓和低壓兼容值THDU為8%，這兩者沒有矛盾。截止到2000年底，已采用為國標(biāo)的與諧波相關(guān)的IEC61000標(biāo)準(zhǔn)文件如表1所列。IEC61000是一個(gè)EMC龐大的標(biāo)準(zhǔn)體系，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件的內(nèi)容均比較豐富，如綜合某指標(biāo)的各部分的相關(guān)內(nèi)容就成為該指標(biāo)較為完整的標(biāo)準(zhǔn)。例如，在IEC61000-3-6中，不僅包括諧波電壓兼容值和規(guī)劃值示例，還對(duì)諧波的合成計(jì)算，中、高壓負(fù)荷的諧波限值三級(jí)處理方法，供電容量的確定等，均作了規(guī)定和說明，其中包括對(duì)間諧波和電話干擾影響的研究成果，并以附錄形式給出諧波阻抗和三級(jí)處理方法的計(jì)算實(shí)例

。在GB/T17626.7-1998(即IEC61000-4-7)中規(guī)定了用于諧波測(cè)量的儀器主要性能、準(zhǔn)確度要求，總結(jié)了電壓和電流互感器諧波測(cè)量的誤差，提出對(duì)不同波動(dòng)性質(zhì)的諧波測(cè)量規(guī)定等。這些對(duì)于將來諧波國標(biāo)的修訂均很有參考價(jià)值。我國依據(jù)這套標(biāo)準(zhǔn)文件的具體內(nèi)容，以不同形式(等同、等效；強(qiáng)制性、推薦性或指導(dǎo)性)采用，以加快國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代化的步伐是完全正確的。

因此，作為電能質(zhì)量的諧波國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC61000系列EMC標(biāo)準(zhǔn)是既有聯(lián)系、又有區(qū)別的2套標(biāo)準(zhǔn)。從限值上講，諧波國標(biāo)不應(yīng)超過IEC規(guī)定的EMC兼容水平，在此原則下，諧波國標(biāo)的限值應(yīng)根據(jù)國情經(jīng)研究論證確定。從諧波指標(biāo)分配、計(jì)算和測(cè)量等內(nèi)容看，在吸取相關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)文件內(nèi)容基礎(chǔ)上，使標(biāo)準(zhǔn)做到兼顧科學(xué)性、合理性和可操作性，這就是二者的基本關(guān)系。下面結(jié)合國內(nèi)在諧波標(biāo)準(zhǔn)方面的一些不同認(rèn)識(shí)，談?wù)劰P者的看法。

表1已采用為國標(biāo)的與諧波相關(guān)的IEC61000標(biāo)準(zhǔn)文件

國標(biāo)編號(hào)

國家標(biāo)準(zhǔn)名稱

相應(yīng)的IEC標(biāo)準(zhǔn)

采用程度

GB/T17626.7-1998

電磁兼容試驗(yàn)測(cè)量技術(shù)供電系統(tǒng)及所連設(shè)備諧波、諧間波的測(cè)量和測(cè)量儀器導(dǎo)則

IEC61000-4-7；1991(國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn))

等同

GB17625.1-1998

低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值(設(shè)備每相輸入電壓≤16A)

IEC61000-3-2；1995(國際標(biāo)準(zhǔn))

等效

GB/Z17625.4-2000

電磁兼容限值中、高壓電力系統(tǒng)中畸變負(fù)荷發(fā)射限值的評(píng)估

IEC61000-3-6；1996(第三類技術(shù)報(bào)告)

等同

GB/Z18039.1-2000

電磁兼容環(huán)境電磁環(huán)境的分類

IEC61000-2-5；1995(第二類技術(shù)報(bào)告)

等同

GB/Z18039.2-2000

電磁兼容環(huán)境工業(yè)設(shè)備電源低頻傳導(dǎo)騷擾發(fā)射水平的評(píng)估

IEC61000-2-6；1995(第三類技術(shù)報(bào)告)

等同

2EMC諧波兼容水平8%的合理性

IEC國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)威性是毋容置疑的，這當(dāng)然不是說對(duì)其具體某項(xiàng)(指標(biāo))規(guī)定不能討論。但討論應(yīng)當(dāng)是說理的、有分析的、實(shí)事求是的。文獻(xiàn)［2］中指出"IEC61000-3-6報(bào)告取CIGRE36-05文獻(xiàn)的高值作為電網(wǎng)諧波電壓的兼容水平，卻沒有提供任何理論的或?qū)嵺`的依據(jù)"，而實(shí)際并非如此。首先，IEC61000-3-6在附錄H中列有參考文獻(xiàn)21篇，這些都應(yīng)是其制定理論或?qū)嵺`的依據(jù)，至少這個(gè)論斷中提到的CIGRE36-05文獻(xiàn)應(yīng)是其制定的依據(jù)之一；其次，EMC的兼容水平和電網(wǎng)諧波限值是不同的概念，不應(yīng)混為一談。將低壓EMC的諧波兼容水平定為5%更合理嗎?如照此規(guī)定，各國制定的低壓諧波限值(THD)均不能超過5%是很難實(shí)現(xiàn)的。誠然，根據(jù)當(dāng)時(shí)(1981年)CIGRE36-05工作組調(diào)查結(jié)論［3］，認(rèn)為"高值"(8%)是電網(wǎng)中很少超過的數(shù)值，但其干擾影響的概率比較高，"低值"(5%)是在大量干擾負(fù)荷附近很可能出現(xiàn)的數(shù)值，干擾影響的概率較小。IEC考慮到電網(wǎng)諧波源不斷增長的趨勢(shì)，確定THD為8%作為低壓兼容水平是完全正確的。下面舉2個(gè)低壓電網(wǎng)諧波水平調(diào)查實(shí)例，說明IEC相關(guān)規(guī)定的合理性。例1：從1998～2000年對(duì)北京20個(gè)居民配電小區(qū)和3座居民樓進(jìn)行了長時(shí)間的諧波監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)60%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)在用電高峰時(shí)段內(nèi)，電壓總畸變率和3次諧波電壓含有率都超過國標(biāo)限值(分別為5%和4%)，個(gè)別高達(dá)766%［4］。例2：從1988～2000年，日本低壓THD由3%增加到7.5%，超過5%的標(biāo)準(zhǔn)［5］。從以上調(diào)查看，低壓電網(wǎng)諧波水平不斷增加是確定無疑的事實(shí)，但總體上仍在IEC的EMC標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。當(dāng)然，低壓超過國標(biāo)現(xiàn)行規(guī)定5%，是否一定要修改限值，這要看超標(biāo)的原因、超標(biāo)的范圍和影響，以及抑制措施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等多種因素，經(jīng)綜合分析比較后才能決定的。

3關(guān)于第三類標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)文件

前面已經(jīng)指出，IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)文件是很具有參考或使用價(jià)值的。對(duì)于其中的第三類技術(shù)報(bào)告，國內(nèi)一般以GB/Z形式等同采用，即作為標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性文件的。對(duì)屬于這一類文件的IEC61000-3-6，目前認(rèn)識(shí)上有二種偏向：一種認(rèn)為這不是國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)類文件，僅僅是一個(gè)技術(shù)報(bào)告，"認(rèn)其為''''指導(dǎo)性文獻(xiàn)''''都是不慎重的"［2］，實(shí)際上否定該文件在標(biāo)準(zhǔn)上的指導(dǎo)作用；另一種認(rèn)為應(yīng)該用這類文件中的限值(兼容水平)取代電能質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)，這實(shí)際上把電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)混同為電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，還把一些相關(guān)的限值孤立對(duì)待(例如，只要高、中壓諧波限值提高，不考慮低壓限值相應(yīng)提高的可行性)。

IEC61000-3-6中系統(tǒng)地匯集了大量諧波方面很有參考價(jià)值的資料，這些資料中有的是國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(例如中低諧波電壓兼容水平)，有的是工作組研究成果或推薦的方法(例如規(guī)劃水平示例、發(fā)射限值的三級(jí)評(píng)估處理辦法，一些工程計(jì)算方法，測(cè)量的原則等)。對(duì)待這樣一個(gè)文件用"非IEC國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)"籠統(tǒng)地加以否定，而不考慮其具體內(nèi)容的作法是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>

4電網(wǎng)諧波國標(biāo)和EMC標(biāo)準(zhǔn)的若干區(qū)別

在第1節(jié)中已論述了電網(wǎng)諧波國標(biāo)和EMC標(biāo)準(zhǔn)在限值上的關(guān)系。實(shí)際上這2套標(biāo)準(zhǔn)還在下列方面存在差別：

(1)內(nèi)容、范圍。諧波國標(biāo)(GB/T14549-1993)解決電網(wǎng)中諧波指標(biāo)的控制問題，因此內(nèi)容上主要規(guī)定了各級(jí)電網(wǎng)諧波電壓限值，用戶諧波電流允許值的分配計(jì)算以及測(cè)量等內(nèi)容；EMC涉及諧波方面標(biāo)準(zhǔn)有若干個(gè)(表1中所列僅是一部分)，有設(shè)備的諧波、電網(wǎng)的諧波、電磁環(huán)境的分類(不同類環(huán)境有不同的兼容水平)、諧波測(cè)量儀器及測(cè)量要求、抑制諧波的導(dǎo)則(尚未見文本)、諧波源試驗(yàn)、抗諧波干擾的試驗(yàn)等，根據(jù)不同的內(nèi)容，分散的IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)6大部分中，各自成為獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)文本。因此電網(wǎng)諧波國標(biāo)不只是和IEC61000-3-6有關(guān)，而IEC61000中有關(guān)諧波的規(guī)定內(nèi)容要豐富得多。

(2)運(yùn)行方式的考慮。EMC標(biāo)準(zhǔn)從干擾角度定出的諧波電壓兼容水平可以不涉及電網(wǎng)的運(yùn)行方式，然而把干擾指標(biāo)分給用戶(這是電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù))就不能不考慮運(yùn)行方式，因?yàn)殡娋W(wǎng)諧波電壓水平不僅取決于諧波源(一般視為電流源)，也取決于諧波阻抗。后者和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行方式有關(guān)。諧波國標(biāo)中只推薦用短路容量換算出基波阻抗乘以諧波次數(shù)得出諧波阻抗的方法。為了得到一般較嚴(yán)重的情況，國標(biāo)中規(guī)定取正常方式下最小短路容量來換算，這樣處理是比較粗糙的，雖然可操作性強(qiáng)，但對(duì)于高壓電網(wǎng)中可行性缺乏依據(jù)。IEC61000-3-6文件中根據(jù)CIGRE工作組的研究報(bào)告，推薦了35kV及以下系統(tǒng)的諧波阻抗經(jīng)驗(yàn)公式(和國標(biāo)中換算諧波阻抗的方法有很大不同)，對(duì)于電壓更高電網(wǎng)的諧波阻抗則認(rèn)為只能用仿真計(jì)算或?qū)崪y(cè)解決。IEC對(duì)諧波阻抗的考慮更具科學(xué)性和工程上實(shí)用性。

(3)其他。對(duì)照IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)文件，電網(wǎng)諧波國標(biāo)中還存在諸如限值規(guī)定，對(duì)用戶的分級(jí)管理，間諧波以及測(cè)量儀器和測(cè)量方法等方面差別，這些問題已在文獻(xiàn)［6］中作過論述，不再重復(fù)。

5結(jié)論

IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)文件對(duì)電網(wǎng)諧波國標(biāo)有指導(dǎo)作用，正確理解這2套標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)及其相互關(guān)系，糾正在標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識(shí)上不正確的偏向，對(duì)修訂和完善國標(biāo)有重要意義。

本文針對(duì)IEC61000-3-6和GB/T14549-19932個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件在國內(nèi)出現(xiàn)的一些爭論焦點(diǎn)，提出筆者的看法。最后從限值、內(nèi)容范圍、運(yùn)行方式的考慮等方面比較了這2個(gè)文件，可以供修訂諧波國標(biāo)時(shí)參考。

6參考文獻(xiàn)

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