国外谐波电压标准介绍.pdf

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1、国外谐波电压标准介绍林海雪（中国电力科学研究院北京市100085）摘要：配合谐波国标GB/T14549-1993的修订，本文介绍了国际电工委员会（IEC）相关标准，以新老标准对比方法，说明美国IEEE、英国和俄罗斯等国谐波电压标准的变化，并提出一些分析结论，可供相关专业人员参考。关键词：谐波电压；标准；非线性负荷1引言随着国民经济的快速发展，电力系统中非线性负荷越来越多，电网谐波“污染”导致的电能质量问题仍很普遍。由国家技术监督局颁布的国标《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549—1993）正在修订。标准修订首先涉及国外相关标准的调研，其中谐波电压的确定具有根本意义

2、。为此目的，本文首先介绍了国际电工委员会（IEC）相关标准，然后将美国电气电子工程师协会（IEEE）以及英国、俄罗斯等国的谐波标准新老版本，摘取其中有关电网谐波电压方面的规定作对比介绍，并提出一些分析结论，可供标准修订人员以及对此问题有兴趣的专业人员参考。2IEC谐波电压标准国际电工委员会（IEC）是国际电气标准权威机构，为了统一各国电气标准和规范，陆续制定了电磁兼容（EMC）61000系列标准，其中相当部分已被采用为国标。IEC61000系列标准文件性质上分国际标准和第一、二、三类技术文件。其中第一类技术文件是“尽管经过再三努力而不能作为国际标准出版”；第二类技术文件

3、是“文件主题仍处于技术发展阶段，或者由于任何其它原因在今后而现在不能马上同意作为国际标准”；第三类技术文件是“当技术委员会在例行出版国际标准的过程中，搜集到各种资料，这些资料一般不同于已公布的国际标准，例如‘技术的状况’”。第一类和第二类技术报告自出版时起到决定它们是否能够成为国际标准的三年内会受到复审。第三类技术报告直到认为提供的资料不再有效或有用之前，没有必要进行复审。IEC61000系列标准涉及低频扰动内容，电力谐波属于此范畴。至今已出版的和谐波电压关系密切的标准文件有：（1）IEC61000－2－2《公用低压供电系统中低频传导干扰和信号的兼容性标准》（国际标准）

4、该标准中规定了低压（LV）电网中单次谐波电压兼容性标准（参见表1）。1表1LV和MV系统中谐波电压兼容值奇次谐波（非3的倍数）奇次谐波（3的倍数）偶次谐波谐波次数谐波电压谐波次数谐波电压谐波次数谐波电压h/%h/%h/%5635227591.541113.5150.360.5133210.280.5172＞210.2100.5191.5120.2231.5＞120.2251.5＞250.2+1.3·(25/h)注：总谐波畸变率THD为8%。（2）IEC61000－2－4《工业设备低频传导干扰的兼容性标准》（国际标准）该标准适用于低压和中压（MV）工业设备，标准中将电磁环

5、境分为3类：第1类指对供电质量要求较高的场合（例如实验室，某些自动化和保护装置，某些计算机等），其兼容性标准严于公用电网的标准。第2类适用于一般工业环境下电网的公共连接点（PCC）和系统或装置内部的连接点（IPC），其兼容性标准等同于公用电网的标准（参见表1）；第3类只适用特殊工业环境下系统或装置内部的连接点，其兼容性标准高于公用电网的标准。例如在下列场合可以考虑用该类兼容性标准：1）大部分负荷由变流器供电；2）有电焊机时；3）频繁起动的大型电动机；4）快速变化的负荷（例如电弧炉、轧机）等。各类电磁环境下电压总谐波畸变率的兼容值如表2所列。第2类各单次谐波电压限值即如表

6、1所列，第1、3类的限值大致随THD值做相应变化（本文限于篇幅从略）。表2谐波电压兼容值电磁环境第1类第2类第3类总谐波畸变（THD）5%8%10%本标准中还规定了间谐波电压含量的电磁兼容值。研究证明，间谐波电压必须限制到足够低的水平：（1）25Hz以下间谐波应限制到0.2%以下，以免引起灯光闪烁（闪变）；（2）对于脉动控制（ripplecontrol）的接收机，间谐波电压应限制到0.3%以下，否则会被干扰；2（3）2.5kHz以下的间谐波电压应不超过0.5%，否则会干扰电视机，且引起感应式电动机噪声和振动以及低频继电器的异常；（4）2.5～5kHz的间谐波电压如超过0

7、.3%，则会引起无线电收音机或其它音频设备的噪音；（5）当有非线性负载时，频率为fh的间谐波会产生频率（fh±2nf1）旁频带成分（n=1，2，…）；这些旁频成分大小可能和间谐波大小十分接近，则对于闪变的频带而言相当于扩展到基波的四倍，对于音频控制频率而言也扩展到同样倍数。因此间谐波的影响将大为扩大。此外，目前工业上广泛采用由电容、电感和电阻构成的无源滤波器来吸收谐波和提高用电功率因数，这种滤波器只能做成对某几次主要谐波有明显的滤波效果，而很可能对间谐波有放大作用。在严重的情况下，会使滤波器因谐波过载而不能投运，甚至很快损坏。鉴于以上原因