導(dǎo)語：電網(wǎng)諧波國標指導(dǎo)分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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系列標準文件，文中針對這套標準文件和電網(wǎng)諧波國標關(guān)系上的一些不同認識和理解，對照EIC61000-3-6和《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》(GB/T14549-1993)進行論述，以期達到提高認識，完善國家標準和正確執(zhí)行標準的目的。

關(guān)鍵詞：電磁兼容諧波國家標準

0概述

從1998年開始，我國的電磁兼容(EMC)標準中計有二三十項取自(等同或等效)國際電工委員會(IEC)近年來頒布的IEC61000系列標準文件［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，在一定的條件下會對設(shè)備的正常工作和人類造成干擾和危害。20世紀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)科的著眼點是對干擾的產(chǎn)生、傳播、接收、抑制機理以及相應(yīng)的測量、計量技術(shù)進行深入的研究，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)濟、技術(shù)最合理的原則，對產(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)境中的任何實體引入不能允許的電磁擾動。

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)中所涉及的幾個參數(shù)關(guān)系如圖1所示。圖中橫坐標為獨立變量，如頻率、電壓偏差值、諧波含量、電壓波動和閃變值、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)

實際上EMC兼容水平是為了達到協(xié)調(diào)的目的而定出的一個參考值，有這一參考值便可以采用適當?shù)姆椒ê驮６龋_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系列標準包括6個部分：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試驗和測量技術(shù)，61000-4包括測量技術(shù)、試驗技術(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，61000-6。以上每一部分均有一套標準，目前已正式出版的文件只是其中一部分。

IEC61000系列標準文件實際上分為國際標準類文件和第一、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準出版"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準"的；第三類技術(shù)文件是"當技術(shù)委員會在例行出版國際標準的過程中，搜集到各種資料，這些資料一般不是作為國際標準公布的，例如''''技術(shù)的狀況''''"。第一類和第二類技術(shù)報告自出版時起到?jīng)Q定它們是否能夠成為國際標準的3年內(nèi)會受到復(fù)審。第三類技術(shù)報告則直到認為提供的資料不再有效或有用之前，沒有必要再進行復(fù)審。

對于IEC標準文件，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后的形勢和需要。涉及IEC國標標準類文件，應(yīng)盡量等同或等效采用。對于技術(shù)類文件，應(yīng)有分析地吸收其中先進的適用部分，以修訂和完善相應(yīng)的國家標準。

1電網(wǎng)諧波國標和EMC標準的基本關(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(例如：諧波、電壓波動和閃變，三相電壓不平衡度)主要由用戶負荷的干擾所致。因此電能質(zhì)量的保證，需要供用電雙方共同努力，共同承擔相應(yīng)的責(zé)任。

國標GB/T14549-1993是以限制電網(wǎng)中非線性負荷產(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)為目標的。因此，標準中規(guī)定的各級電網(wǎng)諧波電壓限值對應(yīng)于圖1中"發(fā)射限值"線。例如，國標中規(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)中畸變負荷發(fā)射限值的評估》)中引用了IEC61000-2-2和IEC61000-2-4(均為國標標準)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，已采用為國標的與諧波相關(guān)的IEC61000標準文件如表1所列。IEC61000是一個EMC龐大的標準體系，每個標準文件的內(nèi)容均比較豐富，如綜合某指標的各部分的相關(guān)內(nèi)容就成為該指標較為完整的標準。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，還對諧波的合成計算，中、高壓負荷的諧波限值三級處理方法，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處理方法的計算實例

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

因此，作為電能質(zhì)量的諧波國家標準和IEC61000系列EMC標準是既有聯(lián)系、又有區(qū)別的2套標準。從限值上講，諧波國標不應(yīng)超過IEC規(guī)定的EMC兼容水平，在此原則下，諧波國標的限值應(yīng)根據(jù)國情經(jīng)研究論證確定。從諧波指標分配、計算和測量等內(nèi)容看，在吸取相關(guān)EMC標準文件內(nèi)容基礎(chǔ)上，使標準做到兼顧科學(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)在諧波標準方面的一些不同認識，談?wù)劰P者的看法。

表1已采用為國標的與諧波相關(guān)的IEC61000標準文件

國標編號

國家標準名稱

相應(yīng)的IEC標準

采用程度

GB/T17626.7-1998

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

IEC61000-4-7；1991(國標標準)

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(國際標準)

等效

GB/Z17625.4-2000

電磁兼容限值中、高壓電力系統(tǒng)中畸變負荷發(fā)射限值的評估

IEC61000-3-6；1996(第三類技術(shù)報告)

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)射水平的評估

IEC61000-2-6；1995(第三類技術(shù)報告)

等同

2EMC諧波兼容水平8%的合理性

IEC國標標準的權(quán)威性是毋容置疑的，這當然不是說對其具體某項(指標)規(guī)定不能討論。但討論應(yīng)當是說理的、有分析的、實事求是的。文獻［2］中指出"IEC61000-3-6報告取CIGRE36-05文獻的高值作為電網(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)"，而實際并非如此。首先，IEC61000-3-6在附錄H中列有參考文獻21篇，這些都應(yīng)是其制定理論或?qū)嵺`的依據(jù)，至少這個論斷中提到的CIGRE36-05文獻應(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%是很難實現(xiàn)的。誠然，根據(jù)當時(1981年)CIGRE36-05工作組調(diào)查結(jié)論［3］，認為"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，確定THD為8%作為低壓兼容水平是完全正確的。下面舉2個低壓電網(wǎng)諧波水平調(diào)查實例，說明IEC相關(guān)規(guī)定的合理性。例1：從1998～2000年對北京20個居民配電小區(qū)和3座居民樓進行了長時間的諧波監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)60%的監(jiān)測點在用電高峰時段內(nèi)，電壓總畸變率和3次諧波電壓含有率都超過國標限值(分別為5%和4%)，個別高達766%［4］。例2：從1988～2000年，日本低壓THD由3%增加到7.5%，超過5%的標準［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，但總體上仍在IEC的EMC標準的范圍內(nèi)。當然，低壓超過國標現(xiàn)行規(guī)定5%，是否一定要修改限值，這要看超標的原因、超標的范圍和影響，以及抑制措施的技術(shù)經(jīng)濟效益等多種因素，經(jīng)綜合分析比較后才能決定的。

3關(guān)于第三類標準技術(shù)文件

前面已經(jīng)指出，IEC61000系列標準文件是很具有參考或使用價值的。對于其中的第三類技術(shù)報告，國內(nèi)一般以GB/Z形式等同采用，即作為標準指導(dǎo)性文件的。對屬于這一類文件的IEC61000-3-6，目前認識上有二種偏向：一種認為這不是國標標準類文件，僅僅是一個技術(shù)報告，"認其為''''指導(dǎo)性文獻''''都是不慎重的"［2］，實際上否定該文件在標準上的指導(dǎo)作用；另一種認為應(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，這實際上把電磁兼容標準混同為電能質(zhì)量標準。此外，還把一些相關(guān)的限值孤立對待(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值的資料，這些資料中有的是國標標準(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)射限值的三級評估處理辦法，一些工程計算方法，測量的原則等)。對待這樣一個文件用"非IEC國標標準的性質(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?shù)摹?/p>

4電網(wǎng)諧波國標和EMC標準的若干區(qū)別

在第1節(jié)中已論述了電網(wǎng)諧波國標和EMC標準在限值上的關(guān)系。實際上這2套標準還在下列方面存在差別：

(1)內(nèi)容、范圍。諧波國標(GB/T14549-1993)解決電網(wǎng)中諧波指標的控制問題，因此內(nèi)容上主要規(guī)定了各級電網(wǎng)諧波電壓限值，用戶諧波電流允許值的分配計算以及測量等內(nèi)容；EMC涉及諧波方面標準有若干個(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)、諧波測量儀器及測量要求、抑制諧波的導(dǎo)則(尚未見文本)、諧波源試驗、抗諧波干擾的試驗等，根據(jù)不同的內(nèi)容，分散的IEC61000系列標準6大部分中，各自成為獨立標準文本。因此電網(wǎng)諧波國標不只是和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)運行方式的考慮。EMC標準從干擾角度定出的諧波電壓兼容水平可以不涉及電網(wǎng)的運行方式，然而把干擾指標分給用戶(這是電能質(zhì)量標準的任務(wù))就不能不考慮運行方式，因為電網(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)及其運行方式有關(guān)。諧波國標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。為了得到一般較嚴重的情況，國標中規(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，但對于高壓電網(wǎng)中可行性缺乏依據(jù)。IEC61000-3-6文件中根據(jù)CIGRE工作組的研究報告，推薦了35kV及以下系統(tǒng)的諧波阻抗經(jīng)驗公式(和國標中換算諧波阻抗的方法有很大不同)，對于電壓更高電網(wǎng)的諧波阻抗則認為只能用仿真計算或?qū)崪y解決。IEC對諧波阻抗的考慮更具科學(xué)性和工程上實用性。

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

5結(jié)論

IEC61000系列標準文件對電網(wǎng)諧波國標有指導(dǎo)作用，正確理解這2套標準的性質(zhì)及其相互關(guān)系，糾正在標準認識上不正確的偏向，對修訂和完善國標有重要意義。

本文針對IEC61000-3-6和GB/T14549-19932個標準文件在國內(nèi)出現(xiàn)的一些爭論焦點，提出筆者的看法。最后從限值、內(nèi)容范圍、運行方式的考慮等方面比較了這2個文件，可以供修訂諧波國標時參考。

6參考文獻

［1］姚世全.電磁兼容標準實施指南.北京：中國標準出版社，1999.

［2］曲濤.關(guān)于澄清電網(wǎng)諧波與電磁兼容的若干問題.中國電力，2001，34(3):29～32.

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［4］陳斌發(fā).配電變壓器接法對諧波影響的分析.電網(wǎng)技術(shù)，2001，(6)：55.

［5］陳建業(yè).電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用.國際電力，2001，(1)：28～32.

［6］林海雪.從IEC電磁兼容標準看諧波國家標準.電網(wǎng)技術(shù)，1999，23(5)：64～67.