林海雪--电力系统谐波电压标准的研讨.docVIP

电力系统谐波电压标准的研讨 中国电力科学研究院 林海雪 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）新近出版的相关标准，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，结合国内谐波调研状况，进行一些分析，提出国标中谐波电压限值修订建议，可供相关专业人员参考。 1 引言 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。IEC 61000系列标准文件国际标准和技术文件。 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 h 谐波电压 /% 谐波次数 h 谐波电压 /% 谐波次数 h 谐波电压 /% 5 6 3 5 2 2 7 5 9 1.5 4 1 11 3.5 15 0.6 0.5 13 3 21 0.3 8 0.5 17≤h≤49 2.27×(17/h)-0.27 21＜h≤45 0.2 10≤h≤50 0.25×(10/h)+0.25 注：总谐波畸变率THD为8%。 （1） （2）IEC 61000－2－4《工厂低频传导骚扰的兼容水平》（国标GB/T 18039.4-2003）[2] 该标准适用于低压和中压（MV）工业设备，标准中将电磁环境分为3类，其中第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） 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1所列，第1、3类的大致随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 总谐波畸变率（THD） 5% 8% 10% （3）IEC 61000-2-12《公用中压供电系统低频传导骚扰和信号传输的兼容水平》（国际标准，2003-04）[3] 该标准规定的中压（MV）谐波电压兼容值同IEC 61000-2-2规定，已一并列入表1中。 （4）IEC 61000－3－6《对于连接到中压、高压和超高压电力系统的畸变设施发射限值的评估》（技术报告，2008-02） 该文件和国标《电能质量 公用电网谐波》（GB/T 14549－1993）关系比较密切，下面稍作详细介绍（本文件等同于国标GB/Z 17625.4）[4]。 1）系统电压等级 该文件对系统电压Un等级划分作了如下规定： —低压（LV） Un≤1kV —中压（MV）： 1kV＜≤35kV —高压（HV）： 35kV＜≤230kV —超高压（EHV）： ＞230kV 2）谐波电压兼容值 同表1列出的LV和MV系统中谐波电压兼容值。此外，文件中提出了“规划水平”或“规划值”概念。“规划值”等于或低于兼容值，由电力企业根据电网结构和其他条件来确定，作为企业内部质量目标值。表3为谐波电压规划值。 需要注意的是本文件是2008年新版本，较1996年原版主要有下列变化：（1）文件名称由《中压和高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估》变为《对于连接到中压、高压和超高压电力系统的畸变设施发射限值的评估》，这意味着限值适用范围扩大到超高压（330kV～500kV），而不仅用于公用电网（220kV及以下）的畸变负荷；（2）谐波电压的“规划值”由例子变为正式推荐值且涵盖了中、高和超高压范围，而IEC尚无高压和超高压电网的谐波电压兼容值；（3）取消了技术报告的分类（原来分三类），本技术报告属EMC基础出版物。 表3 MV、HV和EHV系统中谐波电压规划值 奇次谐波（非3倍数） 奇次谐波（3的倍数） 偶次谐波 次数h 电压（%） 次数h电压（%） 次数h电压（%） MV HV-EHV MV HV-EHV MV HV-EHV 5 5 2 3 4 2 2 1.1.4 7 4 2 9 1.2 1 4 1 0.8 11 3 1.5 15 0.3 0.3 6 0.5 0.4 13 2.5 1.5 21 0.2 0.2 8 0.5 0.4 17≤h≤49 1.9×(17/h)-0.2 1.2×(17/h) 21＜h≤45 0.2 0.2 10≤h≤50 0.25×(10/h)+0.22 0.19×(10/h)+0.16 注：①规划值和电能质量标准中限值基本上等同。对于总谐波畸变率，中压为6.5%、高压和超高压为3%；当计及EHV扰动设施对HV系统作用时，EHV规划值也许有必要取得比表3中规划值更低些； ②每天99%概率大值（3s时段各次谐波分量的有效值）不应超过规划值乘以式（1）决定的系数k； ③每星期各次谐波有效值10min的95%